AGRICULTURA DE PRECISIÓN, GPS, AUTOGUIADO Y LA DINÁMICA CUÁNTICA

Esquema conexión Trimble

LA AGRICULTURA DE PRECISIÓN

En alguna ocasión ya he tratado la agricultura de precisión (AP) y es que la AP ha evolucionado algunas prácticas agrícolas tradicionales.

La idea es que aquellos agricultores que integren la AP en sus explotaciones aumenten la eficiencia en el conjunto de las etapas del cultivo: reduciendo costes y mejorando el rendimiento ya que ahora es factible trabajar la tierra por decímetro cuadrado en vez de por hectáreas.

Existen empresas especializadas que ofrecen paquetes configurables para cada cual, desde software para campo y oficina, a receptores GPS, o sistemas automáticos de guiado y que ayudan a la conducción desde una simple barras de luces LED hasta la propia dirección automática. Además si se piensa en conjunto es cuando estas técnicas empiezan a resultar realmente atractivas, por ejemplo la interconectividad de las fincas para hacer una gestión conjunta de varias explotaciones en régimen por ejemplo de cooperativa o control de flotas.

GPS, GNSS Y GIS

Conviene leer la anterior entrada para recordar que son estas siglas

Constelaciones existentes y faltan los indios, paquistaníes...

Los agricultores con sus pantallas basadas en GNSS (Global Navigation Satellite System) o GPS (Global Positioning System) podrán guiar sus vehículos con precisión con una menor fatiga del operador y ahorrando combustible, pero además es factible de poder variar la tasa de simiente o de fertilizantes en cada parte de la parcela según las necesidades detectadas.

El proceso se inicia midiendo los rendimientos de cosecha y georreferenciando los datos. De esta forma se obtiene un mapa de producción en la finca. Cada año se afinan un poco más las prácticas agrícolas y de esta forma se consigue disminuir la heterogeneidad natural del campo hacia una mayor homogeneidad: diferencias en los tipos de suelo, disponibilidad de nutrientes, agua.

Escanea y bájate la APP

¿En qué consiste el GPS?: Se trata de un sistema de radionavegación mundial constituido por una constelación de satélites que orbitan alrededor de la Tierra, y sus correspondientes estaciones terrestres. Utilizando procesos de triangulación es posible determinar con precisión la posición en tierra a lo largo de las 24 horas al día. En realidad GPS se refiere al sistema de constelación de 24 + 6 satélites americanos pero existen otras constelaciones como la Glonnas rusa, y las que se están implementando como son la Galileo, constelación europea, y la Beidou, nombre de la constelación China.
¿Qué precisión ofrece el GPS?: Depende pues varía en función de la hora del día y del nº de satélites disponibles y también del receptor GPS pues en general el receptor por defecto generan posiciones no corregidas con errores de hasta 15 m del valor real, y esto, claro está es mucho error, ¿por qué?, pues entre otras cosas porque la señal del satélite hasta que atraviesa la ionosfera recibe una determinada demora.

Autoguiado EZGuide Plus y AgGPS autopilotado

Los errores se pueden corregir mediante la denominada corrección diferencial o DGPS (RTK) y que ya consigue errores menos a 1 m. Para hacer una DGPS se necesita una estación de referencia que tiene una posición conocida. Por ejemplo los radiofaros marítimos o los terrestres o incluso satélites geoestacionarios, son aquellos que están posicionados en una determinada posición constante con respecto al planeta (EGNOS, WAAS, Sistema de Ampliación de Área Extendida, que se usa mucho en aeronáutica) Para el uso agrícola de autoguiado hay que contar con precisión RTK (Cinemática en Tiempo Real) que incluso consigue disminuir los errores hasta poder usar el sistema para labranza en bandas o en tiras (sistema por el que sólo se trabaja la banda donde va colocada la semilla)

AUTOGUIADO: ¿INVERSIÓN O GASTO?

Enocontrol: el primer paso para la viticultura de precisión

O lo que es lo mismo ¿el autoguiado sirve para algo o sólo es un pasatiempo? Mi opinión es bien clara y es que sirve y mucho. Los sistemas de autoguiado se puede usar para cualquier trabajo en campo incluso aquellos de labores "muy finas".
Un sistema de autoguiado es ideal como para la aplicación de productos fitosanitarios o fertilizantes o incluso la siembra a voleo. Según la escala de precisión, siembra en línea o plantación de cultivos leñosos, con señal RTK y receptor de alta precisión para trabajar siguiendo líneas rectas  (se sigue un patrón básico resultante de fijar dos puntos que definen una pasada y la anchura de trabajo) o en curvas (la guía es la pasada curva anterior), o en cabeceras o en pivote central.
Las ventajas: Imagine el lector utilizar una sembradora que puede trabajar de forma más uniforme al trabajar siempre en línea recta y evitar errores. No existe el normal cansancio o distracción del conductor, además el trabajo se puede hacer en horario nocturno y sin necesidad de iluminación artificial. El trabajo del conductor se reduce a manejar el programa y a controlar la calidad de la labor.

Ayuda en la plantación del viñedo

Las ventajas son mucho más que las proporcionadas por los marcadores mecánicos o de espuma.
Además el ahorro de insumos hace que el gasto en el sistema se convierta en una inversión que se amortiza mucho antes de lo que se puede pensar en un principio.

CASO DE LA VITICULTURA
El caso “leñoso” siempre es particular. Por supuesto una de las utilidades más inmediatas del autoguiado es la plantación donde máquinas implementadas con conducción automática es capaz de obtener precisión de 1-2 cm.

Reduciendo la variabilidad en la plantación: En la viticultura se viven tiempos de cambio (¿Cuando no?)
Al viticultor se le pide proporcionar vinos de alta calidad pero sin aumentar el precio. Eso significa que de nuevo hay que ir a reducir costes. Los viticultores saben que en sus parcelas tienen una enorme variabilidad de una zona a otra o incluso en la misma zona por las cada vez más comunes enfermedades de la madera entre una cepa y otra y de ahí la denominada viticultura de precisión: la identificación de la variabilidad y conseguir hacer un tratamiento diferenciado.
Las grandes explotaciones lo que hacen, o pueden hacer, es monitorizar la viña elaborando mapas. Los mapas se obtienen con escaneados a pie o en quad o mejor aún aéreos o inclusos proporcionados por la vendimiadora en la labor de recolección. Con estas tomas de datos se puede determinar la cubierta vegetal o la cantidad de clorofila.
Ahora ya se está en disposición de tomar la decisión de hacer tratamientos diferenciados o cambiar las dosis de fertilizantes o incluso cambiar la carga productiva durante la poda.

Sensor WeedSeeker

El siguiente paso es el que exige el tratamiento diferenciado y es disponer de equipos automáticos de pulverización o abonado. También se pueden hacer tratamientos de herbicidas muy localizados a través de un sensor (por ejemplo el WeedSeeker de Trimble) que nota la presencia de maleza y manda a la boquilla rociar la cantidad precisa a la propia maleza pero no al suelo o a la vid.
Posterior al tratamiento diferenciado es necesario, entre otras cosas porque si no el jefe nos despide o la parienta dice que para qué hemos comprado tanta porquería, ver si existe una correlación entre las acciones y los resultados (midiendo calidades en grados brix, kilogramos, acidez…)

Mapeado de viñedo con sensor GreenSeeker

Una utilidad más de estos sistemas es que se dispone de la mejor herramienta para la trazabilidad y que cada día más se nos solicita a los que estamos en la cadena inicial de la producción alimentaria (conozco bodegas que ya han dejado de exportar a algún determinado país por no disponer de los certificados de trazabilidad)

¿Y TODO ESTO CUANTO CUESTA?
Actualmente todas las casas punteras de tractores ofrecen sistemas de autoguiado como un paquete integrado o bien se puede optar por proveedores aislados y hacer tu mismo el conjunto. Por supuesto comprar "el paquete integrado" a empresas comercializadoras o bien los sistemas incorporados por los fabricantes de tractores es la opción "más sencilla". Por contra, comprar los componentes de forma aislada y hacer nosotros mismos la labor de conjuntarlo es la opción más económica. Muchos agricultores, quizá porque compraron el tractor sin el paquete de agricultura de precisión, o porque son "manitas" optan por implementar sus propios sistemas.
Receptor GPS: Lo primero es comprar un receptor o antena GPS de buena calidad que dé una buena precisión. Su coste alrededor de  150-250 €.
El GPS se puede usar con y sin correcciones RTK. Con correcciones RTK (cobertura de teléfono) somos capaces de sacar una precisión de tan sólo unos centímetros.
Tablet: Se debe disponer de un terminal de ordenador portátil o mejor una tablet de 12, 16 o 18 “ (a partir de 200 €)
Al terminal hay que proveerle de un software que se puede encontrar en buenas empresas locales (200-250 €)
Motor autoguiado: Hay muchos sistemas, el más sencillo y fácil de cambiar entre tractores es el de rodillo o "satélite" arrastrado, pero también tiene el inconveniente de que ocupa espacio en la cabina pero se instala, y desinstala, de forma sencilla. El coste incluyendo soporte, cableado pues estará sobre los 1400-1800 €. 

ADIOS GPS, BIENVENIDO POSICIONAMIENTO CUÁNTICO

Clase Seawolf, 30 mil millones de euros a la vista ¡cogiendo señal!

Pues sí soy borde, lo reconozco. Después de hablar de tanto GPS y satélites ahora os cuento que en realidad esto es una tecnología que ya se está quedando obsoleta. Nadie en su sano juicio puede aceptar que tener 30 (24 operativos y 6 de reserva) satélites de la constelación Navstar GPS (los norteamericanos) más los 30 de Glonass (Global Navigation Satellite System de los rusos) más los próximos 30 de Galileo (los europeos que estamos en fase de lanzamiento) más los 30 de Beidou (los chinos no podían faltar)… más toda la chatarra espacial que ya nos sobrevuela…

Pero es que no es solo eso es que hay máquinas diabólicas que no pueden usarlos, hablo de los submarinos. Alguno ya sabe porque lo he contado en diversas ocasiones que mi mundo favorito es el de los submarinos de combate. Y claro en ese mundo las inversiones

Boquilla regulada por sensor WeedSeeker actuando

se miran de otra forma primero por lo que representan de alarde tecnológico, segundo porque son unas “perras” bien invertidas por el poder disuasorio que tiene un submarino (¡un solo submarino balístico es capaz de almacenar mas potencia de fuego que toda la empleada por todos los países intervinientes en la 2ª guerra mundial durante los 5 años de duración!)

Cuando Cristóbal Colon cruzaba los mares lo único que podía hacer el hombre era fijar la latitud porque la longitud era hasta que “te chocabas” con lo que querías descubrir. Luego llegó el siglo XVIII y la longitud ya se fue capaz de fijar con relojes (con la hoja del meridiano de Greenwich) y la posición del sol.

Los avances en la observación astronómica y también en los relojes hizo que saber la posición, longitud y latitud, más exacta fuera algo más sencillo pero no creáis que incluso un portaviones de la 2ª gran guerra sólo sabía aproximadamente donde se hallaba.

Vídeo

Pero ¿y un submarino?: bueno si el submarino está en superficie lo hace igual que cualquier otro barco pero un submarino nuclear que puede estar indefinidamente bajo el agua (salvo por la falta de víveres claro está) o incluso ahora los convencionales con AIP que pueden hacerlo durante semanas ¿como saben donde están?

Alguno dirá, pues muy fácil sube a profundidad de periscopio y ya está, o mejor aún lanza una boya a superficie y conseguido. Pues sí, pero todo eso es peligroso y no es cuestión de que un avión indiscreto vea nuestra silueta de muchos millones de euros pues hasta que lanzamos la boya y detecta los 4 satélites…. A veces los comandantes prefieren no arriesgar y eso les da a los buenos trazadores de rutas errores de aproximadamente 1 km diario

Vídeo

Posicionamiento cuántico: 
El sistema es 1000 veces más preciso que el actual GPS. Dijo Sir Isaac Newton que un objeto tiende a seguir una trayectoria en forma de línea recta con una velocidad constante si no actúan fuerzas sobre él. Esto qué significa? Pues que si se sabe en todo momento las aceleraciones en los tres ejes coordenados a las que está sujeto un objeto, y se sabe la posición inicial, entonces se sabe la posición del objeto al cabo de un tiempo. ¿Y esto como se come? Mediante acelerómetro muy precisos, en realidad son acelerómetros cuánticos capaces de predecir la posición de un submarino con error de 1m/día pero es que además si queremos que los coches hagan conducción automática urbana con los GPS no podremos lograrlo.

¿Cuánti qué?: el acelerómetro cuántico se basa en un condensado (sobre 1 millón) de átomos ultrafríos (usan normalmente átomos de rubidio) en una trampa magneto-óptica. Cualquier perturbación hace que el condensado cambie de posición. El cambio de posición lo detecta un láser y así calcular la perturbación exterior (aceleración sufrida)

Alguien está pensando y ¿si lo lleva el submarino por qué no ponérselo a los 24 misiles balísticos que llevan en su interior, por cierto cada uno con muchas cabezas independientes de reentrada, y decirle que queremos que vaya a la esquina de la 5ª Avda. con la 6ª, o a la Avenida Pensilvania nº 38….?

Pues si, esa es la parte negativa.

Parad el mundo que yo me bajo

Laboreo en bandas

Parcelas sembradas el mismo día. Izquierda laboreo en banda, derecha sin laboreo

Los amigos de Twin´Farm probando su sistema