Introducción
En los últimos años se ha generalizado el uso de la tecnología en la agricultura, especialmente de herramientas de supervisión y adquisición de datos. La razón es sencilla: los datos son valiosos para poder actuar racionalmente en el campo, ahorrando tiempo y recursos.

Uno de los factores clave es la personalización de la oferta, porque cada explotación tiene necesidades específicas y capacidades de inversión diferentes. Sin duda, la cuestión económica es la más candente porque podría limitar la difusión de la agricultura de precisión, sobre todo en Europa, donde la mayoría de las explotaciones tienen una superficie inferior a 10 hectáreas.

En este contexto, los drones equipados con sensores ofrecen una solución asequible y permiten obtener información precisa sin infraestructuras costosas, incluso considerando servicios contratados. Agrobit ofrece el iDrone para fotogrametría aérea, creación de mapas rgb, multiespectrales y térmicos, mapas de prescripción, modelos 3D y procesamiento avanzado de datos. Para saber más sobre los servicios ofrecidos, lee el artículo dedicado iDrone: el dron como poderoso aliado del agrónomo.

Sensores para drones
El objetivo de este artículo es ofrecer una visión general de los sensores que pueden instalarse a bordo de las aeronaves pilotadas por control remoto o drones.

Empecemos por lo básico, ¿qué es un sensor? Técnicamente, es un dispositivo capaz de detectar una magnitud física (por ejemplo, temperatura, humedad, luz reflejada) y traducirla en datos digitales interpretables. Dicho de forma más sencilla, los sensores son «ojos» que recogen información en el campo y el agrónomo es la «mente operativa » que los interpreta mediante técnicas avanzadas de análisis de datos y los traduce en operatividad gracias a su experiencia. Al captar la luz reflejada por la vegetación, es posible construir la firma espectral de la vegetación, una verdadera huella dactilar (Figura 1). Cada región corresponde a características específicas de la planta, por ejemplo, en el infrarrojo es posible caracterizar la estructura celular de las hojas.

Fig.1: Firma espectral de la vegetación (fuente: Roman, Anamaria & Ursu, Tudor. (2016). Imágenes de satélite multiespectrales y técnicas de escaneado láser aerotransportado para la detección de marcas de vegetación arqueológica).

¿Por qué utilizar sensores de drones? Los objetivos principales son:

• Análisis del estado sanitario de los cultivos mediante el cálculo de índices de vegetación (NDVI, VARI, NDRE, GNDVI según el sensor disponible).
• Optimización de los recursos utilizados mediante la creación de mapas de prescripción basados en índices, por ejemplo, para el riego y la fertilización.
• Detección precoz de ataques de insectos fitosanitarios y patógenos, a menudo invisibles en las primeras fases.
• Apoyo a las decisiones agronómicas con intervenciones específicas para cada lugar.

Tipos de sensores
El dron sobrevuela el cultivo a baja altura y recoge información mediante sensores. Los principales tipos de sensores son RGB, multiespectrales, térmicos y LiDAR (Figura 2). También existen sensores hiperespectrales, pero siguen siendo patrimonio exclusivo del mundo de la investigación debido a su elevado coste de adquisición.

Fig.2: Ejemplos de tipos de sensores comerciales. Desde la izquierda: RGB, multiespectral, térmico, LiDAR.

Los sensores RGB proporcionan imágenes de alta resolución en los tres canales de colores primarios: rojo (R), verde (G) y azul (B). En la práctica, simulan la capacidad del ojo humano para observar su entorno y actúan de forma similar a la cámara de un smartphone. La ventaja es la posibilidad de adquirir imágenes muy detalladas de las que se pueden derivar mapas de campo georreferenciados, modelos 3D, recuentos de plantas, análisis visual del estado del cultivo y detección de daños visibles.
Sensores multiespectrales Adquirir imágenes en bandas del espectro electromagnético no visibles para el ojo humano, como los infrarrojos y el borde rojo. Esto permite un análisis más profundo de la salud de las plantas. En concreto, se pueden calcular índices de vegetación precisos como el NDVI (Índice de vegetación de diferencia normalizada), el NDRE (Índice de vegetación de borde rojo de diferencia normalizada) o el GNDVI (Índice de vegetación de diferencia normalizada verde). Estos índices son fundamentales para la detección precoz del estrés abiótico y biótico. Mediante los índices de vegetación es posible construir mapas temáticos representativos del campo, por ejemplo, el índice NDVI se utiliza para crear el mapa de vigor (Figura 3). Un mapa de este tipo permite controlar la biomasa del dosel e identificar las zonas menos vigorosas.

Fig.3: Mapa de vigor obtenido a partir del índice NDVI en el viñedo.

Los sensores térmicos detectan los cambios en la temperatura del dosel o del suelo midiendo la temperatura de la superficie. Este sensor se creó con el fin de controlar la eficacia de los sistemas de riego, pero puede utilizarse eficazmente para identificar zonas con estrés hídrico (las hojas estresadas tienden a cerrar sus estomas y a reducir la evapotranspiración, lo que aumenta la temperatura de la superficie) y para evaluar los daños por heladas/calor. Los datos recogidos por el sensor pueden traducirse en un mapa de calor (Figura 4) que permite analizar las zonas caracterizadas por estrés térmico.

Fig.4: Mapa térmico de un viñedo basado en la inspección de un dron con sensor térmico.

Por último, los sensores LiDAR emiten impulsos láser y miden el tiempo que tarda el impulso en ser captado por el receptor. El tiempo empleado se traduce en distancia y se genera un punto. Repitiendo este proceso innumerables veces, a lo largo de una hilera de filas, por ejemplo, es posible construir la nube de puntos tridimensional del dosel vegetal. Utilizando el modelo 3D, es posible calcular parámetros biométricos de la planta (como el volumen, la altura y la densidad de la copa) y crear el «gemelo digital» (Figura 5 y Figura 6).

Fig.5: Gemelo digital de un viñedo.

Fig.6: Gemelo digital de una planta de cítricos (izquierda) y una hilera de vides (derecha).

Conclusiones
El uso de sensores de drones permite al agricultor trabajar de forma más racional y objetiva, limitando el despilfarro de recursos y aumentando la productividad.
A pesar de su potencial, es muy importante ser consciente de ciertas limitaciones. El uso de drones requiere habilidades técnicas y un conocimiento certificado de la normativa para volar en el espacio aéreo. Además, no hay que descuidar la gestión y el análisis de los datos obtenidos mediante teledetección con drones.
Precisamente por estas razones, una solución eficaz es confiar en Agrobit que, con su iDrone, proporciona experiencia, tecnología e infraestructura avanzada para llevar la agricultura de precisión directamente al campo. Con iDrone, el equipo de Agrobit se ocupará de tu campo desde el vuelo planificado hasta la recogida de datos, desde el procesamiento de mapas hasta el apoyo a la toma de decisiones del agricultor. Con iDrone, ¡cada vuelo es una elección ganadora!