La teledetección o detección a distancia es una técnica que permite la obtención de datos acerca de un objeto o entidad sin entrar en contacto físico con éste. El primer instrumento de teledetección fabricado por el hombre fue la cámara fotográfica, a partir de la cual se desarrolló la técnica de fotointerpretación, que hoy en día se realiza de manera digital. En los años ’70 se desarrollaron los sensores remotos ópticos multiespectrales (scanner) que, montados en plataformas aéreas y satelitales, y más recientemente en drones, han permitido un gran desarrollo de los datos espaciales, en distintas industrias, incluida la agricultura. Estos sensores, normalmente pasivos, miden la reflectancia de las plantas y el suelo a la radiación electromagnética producida por el sol. Actualmente existen los denominados sensores hiperespectrales que, a diferencia de los multiespectrales, cuentan con un elevado número de bandas.

En cambio, los sensores activos emiten radiación electromagnética (en cierto rango de longitud de onda) y miden la reflectancia de las plantas y el suelo en longitudes de onda específicas, normalmente, visible, límite rojo (red edge) e infrarrojo cercano (NIR). Más antecedentes sobre los fundamentos de la teledetección en agricultura se encuentran en la edición 57 de Mundoagro, de agosto 2014. En el presente artículo se presentan algunas aplicaciones de los sensores ópticos activos terrestres.

¿Por qué sensores activos terrestres?

Los sensores remotos, normalmente scanners, pueden montarse, generalmente, en cualquier plataforma: aérea, satelital o terrestre. No obstante, los sensores activos tienen algunas restricciones en términos de la distancia máxima en que se comportan como tal. Aquellos de onda larga como LIDAR (laser), pueden montarse en cualquier plataforma, sin embargo, los de onda corta, que trabajan en el rango óptico, desde el visible hasta infrarrojo cercano (NIR), deben encontrarse cerca de la vegetación a evaluar, de manera de que se comporten como activos. Es por ello, que para este tipo de sensores las plataformas terrestres son las más indicadas.

Por otro lado, cuando se utilizan plataformas terrestres no existe necesidad de hacer procesos de rectificación como en el caso de las plataformas aéreas. Sin embargo, quizás la razón más poderosa para usar sensores ópticos activos en plataforma terrestre es que en la mayoría de los huertos frutales, los tractores y maquinaria entran a los cuarteles más de veinte veces durante la temporada. Los sensores se instalan en el tractor y cada vez que se recorre el cuartel se recolectan una elevada densidad de datos sobre la canopia del cultivo.

La potencia de un set de datos espaciotemporal permite realizar todo tipo de análisis y a partir de ellos definir manejos agronómicos eficientes y sustentables.  A partir de la reflectancia de las plantas en las distintas longitudes de onda, se calculan índices de vegetación, siendo los más comunes el NDVI y el NDRE. El primero estima la biomasa del huerto, mientras que el segundo permite estimar el contenido de clorofila (N) del cultivo.

Sensores activos en fruticultura

A partir de los índices de vegetación (IV) NDVI y NDRE, calculados desde los datos de sensores activos, es posible realizar una serie de aplicaciones que se describen a continuación.

Seguimiento del huerto: El uso de índices de vegetación (IV) permite hacer seguimiento de los huertos para evaluar los manejos realizados, identificar los sectores con problema, medir de manera objetiva el vigor del cuartel y determinar el crecimiento de la canopia. Debido a que los IV son numéricos, es posible calcular datos estadísticos sobre ellos, como promedio, desviación estándar y coeficiente de variación (CV).  En cualquier cuartel es deseable tener bajos coeficientes de variación, lo que indica homogeneidad del vigor entre las plantas o árboles. Además, es posible generar curvas de crecimiento sitio-específicas de la canopia, que pueden orientar manejos agronómicos como poda y fertilización, entre otros.

Muestreos dirigidos: A partir de un mapa de NDVI es posible determinar sectores de distinto vigor para extraer muestras de suelo y tejidos o bien estudiar los factores que pudieran limitar el crecimiento y producción de los cultivos. Cabe señalar que en muchas ocasiones son las propiedades biológicas del suelo las que determinan las diferencias en biomasa dentro de un huerto.

Interpretación de análisis de tejido: Los resultados de análisis de tejido (foliares) dependen del vigor del huerto, produciéndose lo que se conoce como efecto concentración-dilución. Cuando se dispone de información objetiva como NDVI es posible corregir los resultados de los análisis foliares y realizar una correcta interpretación de los mismos.

Análisis de experimentos de campo: Cuando se evalúan nuevos productos de empresas comerciales en el campo, muchas veces es difícil probar diferencias, no porque no existan, sino debido a la imposibilidad de alcanzar el ceteris paribus (todos los demás factores constantes). El uso de índices de vegetación en los modelos estadísticos permite corregir por diferencias intrínsecas de los cuarteles a los cuales se aplican los tratamientos y que las diferencias se expresen.

Cosecha diferencial: Dado que existe relación entre la biomasa de la planta y la calidad de fruta, a partir de un mapa del NDVI es posible determinar zonas de cosecha homogénea. Es decir, cada una de las zonas NDVI, que tiene distinta calidad de fruta se cosecha separadamente.

Manejos diferenciales: El uso de mapas de NDVI permite realizar manejos variables de poda, fertilización, aplicación de agroquímicos y cualquier otro manejo que se pueda basar en el análisis de la vegetación. La implementación de aplicación variable de agroquímicos puede hacerse a partir de la modificación de la maquinaria existente de aplicación (nebulizadores).

Predicción de cosecha: Utilizando índices de vegetación colectados temporalmente, un muestreo adecuado en terreno y algoritmos apropiados es posible estimar los rendimientos de cultivos, frutales y vides con una buena exactitud (< 5% de error), 60 a 90 días antes de cosecha. Este tipo de desarrollo es sitio y cultivo específico y requiere al menos una temporada para generar el modelo. En las temporadas sucesivas, el modelo va mejorando a partir de la inclusión de nuevos datos.

El uso de sensores remotos activos montados en plataforma terrestre tiene una amplia gama de aplicaciones en la fruticultura.  Además de la inmediatez de sus resultados, al ser montados en los tractores obtienen su máximo potencial, puesto que permiten la recolección de grandes cantidades de datos espaciotemporales. Estos datos son convertidos en información útil para la toma de decisiones agronómicas.

Escrito por: Rodrigo Ortega, Universidad Técnica Federico Santa María

Geraint Lacey y Álvaro Ortega de Agrobolt – Neoag