Introducción

iVine es un proyecto de dos años de duración (2023-2024), financiado por el PDR Región Toscana 2014-2020 – submedida 16.2cuyo objetivo es la comprobación, validación y aceptación de una aplicación DSS para dispositivos móviles para la racionalización de la gestión de los viñedos y optimización y reducción del uso de plaguicidascon el fin de reducir el impacto medioambiental, salvaguardar la salud de los trabajadores y la población rural y reducir los costes de gestión de las explotaciones.

El proyecto está dirigido por Agrobit, con la participación de la Universidad de Florencia (DAGRI), el Instituto de Bioeconomía del Consejo Nacional de Investigación (CNR-IBE), CIA (Agricultores Italianos de Toscana), Mulini di Segalari (bodega de Bolgheri), Felsina (bodega de Chianti Classico) y la Demo Farm regional Tenuta di Cesa.

Objetivos del proyecto

Los objetivos del proyecto pueden resumirse como sigue:

1.

Validar
una aplicación DSS para dispositivos móviles capaz de apoyar al agrónomo/empresario agrícola en la evaluación rápida y objetiva del desarrollo del aparato aéreo de los cultivos arbóreos, en particular de la vid, para la optimización de las intervenciones de gestión del dosel y la distribución de los insumos agronómicos, como los fitofármacos, pero también los fertilizantes foliares y el agua.

2.
Monitorizar
la eficacia de los tratamientos, el consumo de plaguicidas y de agua que muestra el uso de la app y los costes necesarios en las distintas fases para alcanzar los objetivos fijados;

3.
Evaluar
la eficiencia de la relación coste/beneficio y el impacto medioambiental y económico producido por el uso de la app y la distribución optimizada de fitofármacos, en comparación con una gestión tradicional de realidades vitícolas de diferentes tamaños de explotación y en diferentes zonas vitícolas regionales.

Cómo funciona la aplicación iAgro
La aplicación iAgro, instalada en un smartphone, permite al operador realizar un escaneado 3D de la planta investigada de forma automática, rápida y sencilla. Durante este proceso, la aplicación utiliza la cámara del smartphone y algoritmos de realidad aumentada (RA) para capturar toda la información necesaria, aprovechando también los sensores de movimiento y posición integrados en el smartphone. Estos sensores permiten a la aplicación registrar los cambios de posición y orientación del dispositivo durante el escaneado. Además, la aplicación georreferencia toda la información adquirida, es decir, asocia los datos medidos a la posición de cada planta. Una vez finalizada la adquisición, gracias a algoritmos de inteligencia artificial (IA) y de visión por ordenador (CV), la aplicación devuelve automáticamente los parámetros biométricos de la canopia (grosor, altura, volumen, LAI) y los parámetros generalizados del viñedo (LWA, TRV) (Fig. 1). A continuación, esta información se utiliza automáticamente para generar mapas de prescripción que permiten optimizar los tratamientos fitosanitarios, reduciendo el impacto ambiental, salvaguardando la salud de las personas y mejorando la sostenibilidad económica de las bodegas.

Fig.1: shermate de la aplicación iAgro, probada y validada en el marco del proyecto iVine.

Encuestas sobre el terreno
Una vez identificados los viñedos de ensayo, se dividió el viñedo en 2 zonas iguales en las que llevar a cabo el seguimiento (Fig.2). En una parcela se aplicaron tratamientos fitosanitarios tradicionales de tipo fijo y en la otra, tratamientos de tipo variable, tal y como sugiere la aplicación iAgro..

Fig.2: Viñedos de prueba con su extensión y ubicación.

Durante la ejecución del proyecto se adoptaron distintas tecnologías y metodologías para realizar los análisis de validación de las aplicaciones.
Concretamente, las encuestas se realizaron en tres fases fenológicas diferentes.

Agrobit supervisó diez plantas de muestra por zona de estudio utilizando la aplicación iAgro. Gracias a la aplicación, fue posible generar
mapas del vigor de los viñedos
mediante el cálculo de indicadores de vegetación como el
LAI (índice de área foliar)
así como los
parámetros biométricos del dosel, incluyendo su altura, grosor y volumen
(Fig. 3).

Fig.3: encuesta con la aplicación iAgro en una hilera de viñedos de Sangiovese.

Para evaluar la eficacia de la aplicación y validarla, los resultados obtenidos se correlacionaron con datos del CNR-IBE y de la Universidad de Florencia (DAGRI):

–
La CNR-IBE empleó un
dron con un sensor multiespectral y RGB/LiDAR
para generar mapas de vigor mediante indicadores de vegetación (NDVI) y estimar parámetros biométricos de desarrollo foliar como la altura, el grosor y el volumen de las copas a partir de las nubes de puntos 3D generadas;

– Universidad de Florencia (DAGRI)
utilizó
un sensor multiespectral proximal (OptRx) montado en un quad
para la evaluación del vigor mediante indicadores de vegetación (NDVI, NDRE)
y un sensor LiDAR
evaluar los parámetros biométricos del desarrollo foliar, incluida la altura, el grosor y el volumen de las copas. Se utilizó un receptor D-GNSS para la geolocalización precisa de los datos medidos.

Para cada una de las metodologías (smartphone, dron, quad), se crearon mapas de vigor y biométricos en tres clases que reflejaban las características de las plantas de la zona de prueba. Los resultados mostraron buenas correlaciones entre el vigor y los parámetros biométricos obtenidos a partir de los tres métodos utilizados, lo que sugiere la fiabilidad de la app en la estimación de estos parámetros.

Por último, utilizando los datos de los smartphones, se desarrollaron mapas de prescripción para optimizar los tratamientos fitosanitarios, con zonificación en dos/tres clases para realizar tratamientos de tasa variable (VRT) (Fig. 4).

Fig.4: Mapa de prescripción generado por la app iAgro en las tres fases fenológicas en las dos zonas con los respectivos valores de aplicación de dosis variable (en azul) y dosis fija (en naranja) en la parcela control.

Eficacia de los tratamientos de tasa variable (VRT)
La aplicación iAgro le permite obtener mapas de prescripción de tratamientos fitosanitarios que pueden introducirse directamente en las máquinas VRT. Durante el proyecto, con el fin de verificar la rentabilidad y el impacto medioambiental y económico del uso de la aplicación, se realizaron pruebas para evaluar las diferencias entre los tratamientos agrícolas tradicionales (volumen fijo) y los recomendados por la aplicación iAgro (tasa variable).
Las pruebas se realizaron mediante
la aplicación de papel sensible al agua y un producto trazador
siguiendo el procedimiento normalizado internacionalmente (ISO 22522).

En concreto, las pruebas incluían:

1. La evaluación cuantitativa

del líquido distribuido
en diferentes etapas fenológicas y de desarrollo;

2.
La evaluación cuantitativa
evaluación cuantitativa del depósito
mediante el uso de un trazador durante la pulverización, seguido del muestreo de hojas y la verificación de la superficie/depósito.

Conclusiones

El primer año de experimentación del proyecto iVine ha arrojado resultados prometedores, representando un paso significativo hacia la optimización de la gestión de los viñedos, especialmente en la reducción del uso de pesticidas y del impacto medioambiental.

La ventaja de utilizar la app es que los parámetros biométricos de las plantas se controlan a tiempo a bajo coste, y se dispone de mapas detallados para tomar decisiones informadas sobre los viñedos a partir de datos digitales, objetivos e históricos en el tiempo.

A la luz de los éxitos logrados en el primer año, el próximo año de experimentación se centrará en la aplicación de los mismos protocolos a la espera de los resultados finales. La colaboración continua entre todos los socios del proyecto garantizará un enfoque integrado y multidisciplinar, contribuyendo así a fomentar la sostenibilidad medioambiental y económica del sector vitivinícola.

Para consultar el sitio web del proyecto
https://ivine.ciatoscana.eu/