por Luana Centorame
Compartir

Introducción
La agrovoltaica se refiere al uso de la tierra con una doble finalidad: producir energía fotovoltaica, gracias a la instalación de paneles solares, y realizar una actividad agrícola. Los beneficios de un sistema agrovoltaico varían en función del cultivo elegido. Por ejemplo, en el caso de los tomates, la instalación de paneles proporciona más sombra que reduce los efectos negativos de las temperaturas extremas; otro ejemplo es el arroz, que es un cultivo que requiere mucha agua y podría beneficiarse de zonas de sombra con efecto «refrescante».
Se trata de una solución innovadora en la que es posible combinar la producción de electricidad con la producción agrícola; podríamos considerarlo un enfoque en el que el agricultor sale ganando . Sin embargo, la introducción de una cubierta parcial de paneles solares modifica significativamente las condiciones microclimáticas del campo: radiación solar disponible, temperatura del suelo, humedad y distribución del agua.
Para comprender y optimizar estos efectos, los drones permiten recoger datos de gran precisión sobre el estado fisiológico de los cultivos y las variaciones microclimáticas generadas por la presencia de los paneles, ofreciendo así un apoyo concreto a las decisiones agronómicas.
El dron: ojos al servicio del técnico y del agricultor
Un dron equipado con sensores RGB y una cámara termográfica es una herramienta decisiva para analizar en profundidad el estado del agrosistema (Figura 1). Mediante vuelos programados, iDrone es el servicio de Agrobit que permite obtener información valiosa de forma rápida y con gran precisión. Las imágenes recogidas durante el vuelo se procesan con software dedicado y algoritmos desarrollados por el equipo, produciendo en la salida mapas temáticos útiles para el seguimiento de la planta arbórea y energética.

Fig.1: Arboleda de cítricos en planta agrovoltaica experimental (CIHEAM Bari).
Gracias a este enfoque, el agricultor no tiene que limitarse a observar el campo «a simple vista», sino que puede confiar en un análisis objetivo y detallado basado en datos mensurables.
En particular, iDrone permite
- Controla el desarrollo de los cultivos bajo los paneles solares, evaluando las diferencias de vigor y crecimiento entre las zonas a pleno sol y las sombreadas;
- Detección precoz del estrés hídrico o térmico, que es crucial en un contexto agrovoltaico donde las condiciones ambientales son heterogéneas;
- Crea mapas temáticos que apoyen las opciones agronómicas específicas, como el riego y la gestión de recursos específica del lugar.
RGB e investigación térmica mediante modelo 3D
El estudio de caso es un huerto de cítricos cultivado en el sur de Italia con un sistema fotovoltaico instalado en varias hileras al mismo tiempo. En concreto, los paneles están montados a una altura de unos 4 metros y cubren la zona central del huerto de cítricos. Esta información preliminar es esencial para el análisis de los datos.
Al tratarse de una planta arbórea, es esencial centrarse en la correcta extracción de datos del dosel. Las imágenes RGB permiten crear un ortomosaico en color real a partir del cual se puede apreciar la heterogeneidad de la planta y, durante la fase de procesamiento de las imágenes aéreas, también se construye la nube de puntos 3D, es decir, un gemelo digital del campo. La Figura 2 muestra una perspectiva del campo de cítricos en 3D, con una excelente profundidad de puntos, esencial para las evaluaciones bajo los paneles fotovoltaicos.

Fig.2: Modelo tridimensional de la plantación de cítricos.
Gracias a algoritmos específicos, es posible extraer el dosel vegetal (Figura 3a) de cada cítrico y calcular sus parámetros biométricos, incluso para las plantas situadas debajo de los paneles.
Por datos biométricos en agricultura, entendemos toda la información medible y cuantificable relativa a las características físicas, fisiológicas o de comportamiento de las plantas, por ejemplo, la densidad (Figura 3b), la altura y el grosor (Figura 3c), y el volumen del dosel (Figura 3d) a partir de imágenes RGB y la temperatura media a partir de imágenes térmicas (Figura 3e).


Fig.3: Nube de puntos RGB 3D del dosel (a), densidad del dosel (b), altura y grosor del dosel (c), volumen del dosel (d), nube de puntos térmica 3D del dosel (e).
Al espacializar estos datos, extraídos planta por planta de forma automatizada mediante visión por ordenador y algoritmos de IA, se pueden derivar dos índices en particular:
- TRV (Volumen de las filas de árboles): representa el volumen de la copa por hectárea, es decir, cuantifica cuánta biomasa hay en una hectárea de parcela. La Figura 4 muestra los datos de cada planta individual de la que se extrajo previamente el dosel. Al espacializar los datos, es posible obtener un mapa de zonificación (Figura 5). La importancia de este mapa radica en tener una visión general del campo de un vistazo y constituye la base para elaborar mapas de prescripción. El objetivo principal es optimizar la distribución de los insumos y estimar la densidad de la vegetación.

Fig.4: Análisis puntual del TRV (volumen de filas de árboles) por cada planta de cítricos.

Fig.5: Mapa del índice TRV (volumen de filas de árboles) de una plantación de cítricos en la agroindustria.
- CWSI (Índice de Estrés Hídrico de los Cultivos): mide el estado de estrés hídrico de los cultivos, derivado principalmente de la temperatura de las hojas en relación con la temperatura del aire. De nuevo, la Figura 6 identifica el estrés hídrico planta por planta. A continuación, se espacializó el valor individual para obtener un mapa de campo (Figura 7). El objetivo es evaluar las necesidades de riego y gestionar el agua de forma más eficaz.

Fig.6: Análisis puntual del CWSI (Índice de Estrés Hídrico del Cultivo) por planta individual de cítricos.

Fig.7: Mapa del CWSI (Índice de Estrés Hídrico de los Cultivos) de un huerto de cítricos en la agroindustria.
Conclusiones
El estudio realizado permitió un análisis detallado de la plantación de cítricos en una plantación agrovoltaica, profundizando en las características del dosel vegetal incluso por debajo de los paneles fotovoltaicos . Esto es posible gracias al uso de drones para la adquisición de datos a baja altitud, capaces de generar modelos 3D de la parcela, que superan las dificultades del análisis 2D o por satélite, que no permitirían analizar los cultivos situados bajo los paneles.
Los mapas elaborados son esenciales para que el agricultor pueda tomar decisiones con conocimiento de causa y emprender acciones específicas.
En este estudio de caso, en el que hay distintas variedades de cítricos en diferentes fases de crecimiento, se pudo demostrar que, en la zona más septentrional del campo, se produce un alto estrés hídrico y un bajo vigor de copa. En la zona donde están instalados los paneles fotovoltaicos, la situación es predominantemente de vigor medio y un nivel medio de estrés hídrico. Más concretamente, hay algunas manchas de plantas con evidente bajo vigor y alto estrés. En cambio, la zona situada más a la derecha del campo es la que se encuentra en mejor estado.
El equipo de Agrobit sabe que las instalaciones agrovoltaicas representan una gran oportunidad para los agricultores. Por eso, gracias al servicio iDrone, podemos apoyar sus decisiones agronómicas y mejorar el uso de los recursos en el campo.
Agradecemos al CIHEAM de Bari su disposición a realizar la encuesta en su planta agrovoltaica experimental.