Paola Andrea Ruiz Rojas

Periodista Revista M&M

Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) conocidos popularmente como drones, fueron desarrollados durante la Primera Guerra Mundial para ser utilizados en actividades militares; sin embargo y gracias a la capacidad y versatilidad de su vuelos pasaron a convertirse en herramientas tecnológicas de uso en diversos sectores civiles como el recreativo, el audiovisual, el de transporte y el forestal.

Según el documento «Joint Publication 1-02, Department of Defense Dictionary» editado por el Ministerio de Defensa de los Estados unidos, el VANT (vehículo aéreo no tripulado), o UAV por sus siglas en inglés, es: «Un vehículo aéreo motorizado que no lleva a bordo a un operador humano, utiliza las fuerzas aerodinámicas para generar la sustentación, puede volar autónomamente o ser tripulado de forma remota, puede ser fungible o recuperable, y puede transportar una carga de pago letal o no. No se consideran UAV a los misiles balísticos o semi balísticos, misiles crucero y proyectiles de artillería».

Otros términos se han ido acuñando con el tiempo para referirse a este tipo de aeronaves; pero el más usado actualmente es “drone” ya que tiene validez internacional y aplica tanto para los VANT de uso militar, como para aquellos que prestan sus servicios a diferentes industrias civiles.

Los drones han ido transformándose con el tiempo, desde su aparición en la Primera Guerra Mundial hasta la fecha han tenido importantes modificaciones y modernizaciones en lo referente a materiales empleados en su construcción, formas, tamaños, configuraciones y aplicaciones.

La evolución de los drones ha permitido que este tipo de aeronaves puedan asumir misiones que antes eran de uso exclusivo de las naves tripuladas. De hecho, su capacidad de operación –completamente autónoma– es tan increíble que ya les han sido asignados trabajos que no habían sido llevados a cabo por ningún otro tipo de aeronaves, tales como el transporte aéreo robótico de carga, la lucha directa contra el terrorismo, el desminado humanitario, la búsqueda y el rescate; y el control y monitoreo de actividades ambientales, agrícolas y forestales.

Aliados del sector forestal

El reducido tamaño de los drones, su autonomía de vuelo y la capacidad de desplazarse rápidamente sobre cualquier tipo de terreno o relieve, ha llevado a que sean las herramientas tecnológicas preferidas por muchos para llevar a cabo trabajos que el ser humano no quiere o no puede hacer, bien porque representan un riesgo para la integridad física o porque, simplemente, no existe otra manera adecuada de hacerlo.

En la actualidad uno de los usos más sorprendentes de los drones tiene que ver con la silvicultura de precisión pues, mediante la utilización de dichos aparatos, los silvicultores pueden monitorear, detectar y controlar problemas asociados con sus plantaciones, además de gestionar inteligentemente sus cultivos.

Hasta ahora, en Colombia, el monitoreo forestal se llevaba a cabo mediante videos, aerofotogrametría e imágenes satelitales, pero gracias a la incursión de los drones en este ámbito, se abrió la puerta a una tecnología más moderna, eficiente, puntual y precisa, que utiliza un sistema de teledetección aérea capaz de percibir información del espectro electromagnético, sin necesidad de contacto físico.

Sensores: Elementos clave para informes precisos

Según lo explica Marduck Olivella, gerente general de Earth Tech Colombia S.A.S –empresa proveedora en el uso de drones para silvicultura de precisión en el país– los drones que se emplean para tal fin, están equipados con sensores y cámaras capaces de detectar la reflectancia  que emite la superficie terrestre, para luego decodificarla y convertirla en imágenes o en informes detallados de acuerdo a las necesidades y requerimientos de cada cliente.

Las aeronaves no tripuladas destinadas al monitoreo y diagnóstico de las plantaciones están equipadas, en su gran mayoría, con sensores tipo plug & play que pueden intercambiarse en el campo sin necesidad de una configuración previa.

Los sensores más utilizados para realizar estudios en el campo de la silvicultura de precisión son:

Sensor Visual

Es una cámara de baja distorsión (RGB) de 18.4 megapixeles efectivos dotada de un sensor tipo CMOS, que se utiliza esencialmente para realizar imágenes y cartografía aérea, hacer fotogrametría y reconstrucción 3D, realizar conteo o censo de plantas, ejercer labores de vigilancia, y adelantar trabajos de topografía, así como estudios de usos de la tierra. Mediante este sensor se puede saber el índice de nacimiento y el índice de crecimiento de las plántulas.

Sensor Multiespectral

Es un sensor de alta definición, de 18.4 mega pixeles efectivos y con un rango de longitud focal que oscila entre los 10 y 18 milímetros. Permite realizar una medición detallada del estado de salud de las plantas. Evalúa la calidad del agua de la cual se nutre el cultivo, calcula el índice de vegetación y realiza el conteo o censo de plantas. Con su uso es posible analizar el cultivo en detalle, hasta el punto de poder determinar –en caso de daño-, la razón que lo está ocasionando (plagas, hongos, condiciones físico químicas o condiciones ambientales).

Sensor Térmico Infrarrojo

Es una cámara de 640 x 512 pixeles efectivos, que se utiliza prácticamente para medir temperaturas de la superficie y a través de ello identificar fuentes de agua y la temperatura de las mismas; y detectar puntos calientes dentro de los cultivos para evitar incendios y posteriores daños.

Sensor Lidar

Es un sensor de corto alcance, de 270 grados de telémetro laser de digitalización que se usa esencialmente para hacer modelado digital 3D y para verificar los niveles de crecimiento de las plantas.

Gracias a que realiza un barrido laser telemétrico puede penetrar a través de vegetación espesa para realizar mediciones de altura de las plantas, calculando los datos de la recopilación de información de distancia entre la copa de la planta y hasta 30 centímetros por debajo del suelo de ser necesario.

Es un sensor capaz de obtener y recopilar información de todas y cada una de las plantas que conforman un cultivo, lo que asegura un margen de confiabilidad del 99.9 por ciento. También mide los espejos de agua.

Sensor Hiperespectral

Es un sensor muy potente que posee un VNIR (Visible and Near-Infrared) integrado, un rayo de luz que puede calcular los índices de vegetación, el nivel nutricional y la composición de minerales. Se utiliza ampliamente en mediciones del vigor de la planta, evaluación de la calidad del agua y cálculo de índices de vegetación, así como estudios de la superficie terrestre. Se usa para investigación y desarrollo, ya que permite una detección espectral completa.

Sensor NDVI (Índice de vegetación de diferencia normalizada)

Este sensor permite divisar enfermedades de las plantas que no son perceptibles a simple vista, también brinda información sobre su vigorosidad. Con este sensor es posible hacer una radiografía completa del cultivo y cada una de las plántulas o árboles.

Es importante tener en cuenta que la elección del sensor se hace conforme al tipo de estudio y al nivel de detalle que cada cliente requiera.

Para Marduck Olivella, el trabajo con este tipo de sensores garantiza la inmediatez en la entrega de los resultados, ya que una vez termina el sobrevuelo, la información captada es procesada inmeditamente un un software y subida a la nube para que el cliente pueda obtenerla en tiempo real, sin demoras.

Adicional, es necesario mencionar que las imágenes captadas por este tipo de sensores y cámaras de teledetección aérea son de altísima calidad y permiten nitidez, incluso, hasta en un centímetro de pixel.

Debido a que un drone puede volar en un rango que oscila entre los 60 y 120 metros de altura; es decir por debajo de las nubes, la información obtenida es más precisa y real gracias a la próximidad con el terreno de análisis.

Los estudios que realizan los drones con sus diferentes sensores arrojan información relevante sobre los niveles de clorofila y de estrés de las plantas, y de la salud de los cultivos. De igual forma ayudan a identificar las plagas e insectos que los afectan y las enfermedades que sufren; así a detectar fugas en los sistemas de riego y a localizar zonas inundadas en los cultivos.

Con los análisis se puede incluso estimar los niveles de producción de determinados cultivos y evaluar el índice de biomasa. Un drone puede llegar a recorrer hasta 120 hectáreas en una hora de vuelo y realizar varías trazadas del terreno en análisis.

Usabilidad de los drones para la silvicultura de precisión

-Preparación del suelo: Antes de realizar cualquier siembra, el estudio del suelo es de gran importancia porque permite la debida preparación del terreno.

El uso de drones para este fin aporta información relevante sobre la topografía del área, la planimetría, la implementación de los distritos de riego, la influencia de la gravedad en la siembra en un sector específico, la calidad del suelo y las condiciones nutricionales del área, entre otros aspectos. Una vez se conoce los datos del estudio y se detectan las deficiencias, los clientes pueden iniciar los correctivos necesarios para preparar el suelo conforme a las necesidades de las especies a sembrar.

–Índice de Nacimiento:  La detección temprana de problemas en el crecimiento de las plántulas permite determinar los factores de riesgo que pueden provocarlos, atacarlos directamente y realizar resiembras de ser necesario.

–Índice de Crecimiento: Es un estudio que permite conocer cómo crecen las plántulas dentro del cultivo, si hay o no uniformidad en el crecimiento, y los factores que están influyendo en el crecimiento de las plantas.

-Deficiencias Nutricionales: Con los drones se pueden realizar estudios para determinar si una o varias plantas tienen requerimientos nutricionales que deban ser tratados. En este tipo de estudios se detectan también las plagas y las enfermedades tempranas.

-Censo: Sirve para hacer el conteo de las plantas.

-Detección de Malezas: A través de los drones se puede determinar donde crece maleza y de qué forma afecta el crecimiento de las plantas, a diferencia de las imágenes satelitales en las que no hay una diferenciación entre plantas y malezas.

Los anteriores estudios, arrojan informes que son de gran importancia para la toma de decisiones respecto a los cultivos, dichos informes pueden ser presentados a los clientes bajo las modalidades de: mapas colorimétricos que clasifican y dan información sobre la actividad fotosintética, la biomasa, el estado nutricional, la detección de calor, la densidad de malezas, el cálculo de áreas e índices de vegetación, las propiedades agronómicas del suelo, la acidez activa o pH del suelo, y la saturación de Al.

La mayoría de estos mapas clasifican la información en máximos y mínimos diferenciados y permiten – de acuerdo al estudio solicitado– establecer los niveles de clorofila de la superficie analizada; analizar la estructura (sanidad) y estado foliar (volumen) de la superficie de las siembras y/o de las plantaciones; y obtener información del estado de salud de las plantas, en cuanto a estrés, enfermedades, plagas o de otras deficiencias.

También permiten analizar los valores de reflectancia asociados a los niveles de concentración foliar de macronutrientes como: Nitrógeno (N), Fósforo (P), Potasio (K), Calcio (Ca), Magnesio (Mg), Azufre (S), y micronutrientes como: Hierro (Fe), Zinc (Zn), Boro (Br), Manganeso (Mg), Cobre (Cu), Molibdeno (Mo), entre otros, con el ánimo de detectar las deficiencias y los problemas nutricionales y que sea posible formular planes de fertilización de la superficie analizada del cultivo o de la plantación.

En los mapas que demuestran la detección de calor se puede identificar y detectar de la temperatura del agua, de plagas, de variación de la superficie y la cartografía del terreno y de las inundaciones en el área del cultivo o de la plantación, así como fugas en el sistema de riego.

Otros datos que muestran los mapas están relacionados con la detección de las propiedades agronómicas y taxonomía del suelo, las mediciones de altura de la planta, el inventario y el censo de los cultivos, los cálculos de la prospección de rendimiento por hectárea, entre otros.

Los estudios que se logran a través de esta tecnología, como los Ortomosaicos, que se hacen a través de las imágenes obtenidas por los VANTS, tras un procesamiento con un software especial para fotogrametría (Data Mapper), son otras de las posibilidades que ofrecen los mapas.

Los ortomosaicos ofrecen información sobre zonificación agroecológica, mediante la entrega de las imágenes obtenidas de la cartografía aérea, fotogrametría y reconstrucción en 3D.

Según Oscar Medina, Coronel Retirado de la Fuerza Aérea, Piloto de Drones y Director de Proyectos de la firma Earth Tech de Colombia, la silvicultura de precisión se ha visto beneficiada con la tecnología de drones en la medida que logra reducir los niveles de pérdidas de los cultivos que, actualmente, rondan entre el 20 y el 30 %; también afirma que  se logran cultivos 99 % efectivos y se evita la pérdida de agro insumos, mano de obra y tiempo.

Un estudio del McKinsey Global Institute, de mayo de 2013, dejó en evidencia que los drones han ido ganando terreno en varios ámbitos civiles, y que sus estudios son tenidos en cuenta a la hora de analizar y generar costos laborales y de productividad.

El trabajo silencioso y eco amigable de los drones los convierten en una innovación capaz de adaptarse a todas las normas mundiales.

Fuentes

Marduck Olivella, Gerente General, Earth Tech de Colombia, S.A.S. gerencia@earthtechcolombia.com

Oscar Medina, Director de Proyectos, Earth Tech de Colombia, S.A.S.  proyectos@earthtechcolombia.com

https://madera-sostenible.com/ – http://www.elimco.com – http://earthtechcolombia.com – http://www.precisionhawk.com