Componentes de
Agricultura de Precisión
Sistemas de posicionamiento
GPS
(Sistema de Posicionamiento Global): Este sistema utiliza 24
satélites que transmiten constantemente información de
posicionamiento mientras orbitan y están disponibles en
cualquier parte del mundo las 24 hs. El sistema a través de una
corrección de la distorsión de señal DGPS, alcanza a tener una
precisión cercana a 1 m. en la localización de un objeto o
maquinaria en movimiento (en latitud y longitud), o bien la
posibilidad de navegar con precisión a un punto deseado.
Utilidad en Agricultura de Precisión: Posicionar una máquina
exactamente en tiempo real, (por ejemplo elaboración de mapas de
rendimiento), y segundo, navegar por el lote ubicando los
sitios, o sea que nos permite llegar a un punto con precisión
(muestreo de suelo dirigido), o ubicar una máquina en movimiento
variando la dosis al llegar a un determinado punto marcado a
través de un mapa de aplicación.
Alternativas de señales DGPS en Argentina
BEACON/MSK: Son estaciones terrestres instaladas en Argentina
por la firma D & E, con un alcance de 450km, con centro en San
Carlos Sur (Santa Fe) y Bolívar (Bs. As.), trabajan a baja
frecuencia 300kz. Con el sistema MSK existen receptores de esta
señal que se pueden activar mediante el pago de 600 $/año y por
equipo, o $ 1.300 por tres años, existiendo en funcionamiento en
la actualidad unos 100 equipos con esta señal DGPS en nuestro
país, con una buena aceptación.
SATELITE GEOESTACIONARIO: El sistema OMNISTAR estableció 5 bases
de monitoreo satelital en Sudamérica, Punta Arenas (Chile),
Valencia (Venezuela), Guayaquil (Ecuador), Recife y Río de
Janeiro (Brasil).
Las 5 estaciones de monitoreo satelital, reciben y envían la
señal corregida a una base central en Barcelona España, que
verifica las correcciones y las retransmite al satélite
geoestacionario que se encuentra a la altura de Brasil sobre el
Atlántico, el cual envía a los demás la señal corregida. El
usuario recibe conjuntamente las señales de GPS y DGPS y las
utiliza en tiempo real.
Los usuarios pueden acceder a esta tecnología de señal DGPS a
través de la adquisición del receptor OMNISTAR, que tiene un
costo aproximado de $ 4.000, más un derecho de recepción que
rondará en los 2.000 $/año/receptor.
Actualmente la firma CASE/AFS ya viene con el receptor de señal
BEACON\OMNISTAR, o sea que podrá acceder a cualquiera de las dos
señales descriptas anteriormente. Ya existe otra señal similar
disponible, llamada RACAL también con satélite geoestacionario
con alcance a todo el cono sur, a la que se puede acceder
mediante activaciones anuales, resultando una alternativa para
los que posean receptor doble DGPS-BEACON/DGPS SATELITAL y
tengan que salir del área de cobertura BEACON.
Monitoreo
de Rendimiento
El monitoreo de rendimiento incluye la medición de la porción
cosechada de un cultivo en el espacio y el tiempo, y la síntesis
de esas medidas en forma de mapa gráfico. El monitoreo de
rendimiento abarca la adquisición, análisis y síntesis de datos
de rendimiento de los cultivos y su ubicación dentro de los
lotes, y ha sido posible gracias al advenimiento de sensores
apropiados, sistemas de posicionamiento precisos, y avances en
la tecnología de las computadoras. El producto final es
usualmente un mapa con distintos colores o tonos que muestra
rangos de rendimiento dentro de un lote.
Dentro de un lote se espera tener variación de rendimiento, pero
hasta el reciente desarrollo del manejo de sitio específico, los
productores aceptaban esta variabilidad en vez de manejarla. Con
los mapas de rendimiento es posible identificar áreas dentro de
un lote donde los rendimientos pueden ser mejorados o donde es
necesario ajustar los insumos para optimizar la rentabilidad y
minimizar la contaminación. Debido a que el rendimiento de los
cultivos es la base para la recomendación de insumos y un
determinante de la rentabilidad, el monitoreo de rendimiento es
esencial para el éxito del manejo de sitio específico.
En el caso de tener algún
lote de escasa variabilidad,
demostrada por mapas de rendimiento anteriores, se lo puede
utilizar para comparar distintos factores de manejo que
inciden en el rendimiento, por ejemplo fecha de siembra,
espaciamiento entre hileras, densidad de siembra, híbridos o
variedades, dosis de fertilizantes, tipos, localización,
momentos, etc. Mediante el monitoreo de rendimiento se puede
evaluar este tipo de ensayos en el gran cultivo, con la ventaja
de tener resultados representativos ya que se obtienen en el
mismo ambiente. Esto es posible solamente si se cumplen algunas
condiciones:
·
La variabilidad del suelo es reducida o nula, lo que se podría
deducir de mapas de rendimiento de varios años. De esta forma se
tiene la seguridad de que los resultados obtenidos son
atribuibles al factor comparado.
·
Se debe realizar una cuidadosa planificación y seguimiento del
cultivo para conocer exactamente los factores involucrados y las
posibles fuentes de variación.
·
Se debe uniformizar todos los factores menos el que se desee
evaluar, para poder aislar la influencia de éste y obtener
resultados confiables.
Hay una cantidad de formas de medición de rendimiento. La
mayoría de los métodos desarrollados a través de los años han
involucrado pesada del grano luego que ha sido trillado,
separado y limpiado. El rendimiento en grano es expresado en
términos de kilogramos o quintales por hectárea. Esto quiere
decir que debe haber alguna manera de asociar las cantidades de
grano medidas con áreas cosechadas en un lote. Por supuesto, el
contenido de humedad del grano tiene un alto impacto en los
rendimientos medidos. Contenidos diferentes de humedad harán que
un mismo volumen de dos muestras de un mismo grano tengan
distintos pesos, los rendimientos de granos son, por ende,
establecidos en términos de peso por unidad de área a un
contenido de humedad específico.
Componentes
básicos del monitor de rendimiento
Para determinar el rendimiento instantáneo de los cultivos, se
deben conocer tres cosas: el flujo de grano a través del sistema
de grano limpio de la cosechadora, la velocidad de avance de la
cosechadora, y el ancho de corte del cabezal. El flujo de grano
es medido en la cosechadora cerca de la tolva de grano. El flujo
es medido en unidades de volumen o masa por unidad de tiempo. La
velocidad de avance puede ser medida en un número diferente de
maneras, y tiene unidades de distancia por unidad de tiempo. El
ancho de corte puede ser medido (en metros o número de surcos),
pero es frecuentemente manejado por el operario de la
cosechadora. Si la velocidad de avance y el ancho de corte son
conocidos, el área cosechada por unidad de tiempo puede ser
calculada. Si el peso o el volumen de grano cosechado por unidad
de tiempo y el área cosechada por unidad de tiempo son
conocidos, luego el rendimiento puede ser determinado.
Sensores
Monitor de rendimiento Instantáneo o de tiempo real
Estos monitores miden y graban los rendimientos sobre la marcha.
Los datos necesarios para que trabaje un monitor son los
siguientes:
1.
Flujo de grano por unidad de tiempo.
2.
Humedad del grano por unidad de tiempo
3.
Velocidad de avance de la cosechadora.
4.
Ancho de corte del cabezal.
Componentes necesarios de un monitor de rendimiento.
-
Sensor de
flujo de grano.
-
Sensor de
humedad del grano.
-
Sensor de
velocidad de avance.
-
Switch de
posición del cabezal.
-
Consola del
monitor.
-
Receptor DGPS.
Lat. |
Long |
Velocidad Km/h |
Flujo de grano (ton/hs) |
Ancho de corte (m) |
Rend. Húmedo (kg/ha) |
% de Humedad |
Rend. Seco (kg/ha) |
GPS |
Sensor |
Sensor |
Dato ingresado |
Calculado |
Sensor |
Calculado |
El mapa de rendimiento permite cuantificar la variabilidad de
rendimiento existente de un cultivo dentro de un lote, quedando
grabado espacialmente..
Cuando estos componentes trabajan en equipo pueden medir el
flujo de grano y los rangos de trabajo, calcular, mostrar y
grabar los rendimientos del cultivo.
Sensor de flujo
Sensores Volumétricos
Sensores de detección de masa
1.
Massey Ferguson (Flow Controltm)
El sistema Flow Control utilizado por Massey Ferguson para medir
rendimiento está completamente integrado al sistema electrónico
de la cosechadora. Utiliza una fuente de rayos Gamma montada
debajo de la cabeza de la noria, formando una ventana de rayos
gamma a través de la cual fluye el grano. Montado en el lado
opuesto de la noria se ubica la unidad detectora que mide el
nivel de rayos gamma incidente. Cuando no fluye grano por la
cosechadora el detector recibe el nivel máximo de rayos, y
cuando se empieza a cosechar el grano que fluye bloquea parte de
la radiación, y el nivel de rayos gamma incidente en el detector
disminuye. Esta reducción es medida por el detector.
La radiación es absorbida de acuerdo a la siguiente ecuación:
Lo = li exp(-u p x)
Donde:
lo= radiación que llega al detector
Li= radiación que sale de la fuente
U= coeficiente de absorción de masa
P= densidad del material
X= distancia entre fuente y detector
En situaciones de cosecha, el coeficiente de absorción de la
masa y la distancia entre la fuente y el receptor se mantienen
constantes, en consecuencia, la intensidad es función exclusiva
de la densidad.
2. Micro- Traktm
El sensor de rendimiento Micro- Trak es un sistema que puede ser
instalado en un gran número de modelos y marcas de cosechadoras.
El sensor de rendimiento está instalado en la noria, graba el
flujo de grano midiendo la fuerza aplicada a una celda de carga
sellada. A medida que el grano pasa a través de la horquilla,
desde la noria hacia el sinfín de la tolva, se aplica una fuerza
al sensor.
La cantidad de fuerza depende del flujo de grano, a mayor flujo
mayor fuerza. Esto también depende de la velocidad de la noria,
a mayor velocidad, mayor fuerza. A medida que se aplica la
fuerza se genera una frecuencia que es enviada a un módulo
electrónico, donde es comparada con los valores de calibración y
convertida en rendimiento.
Como el sistema no es una parte integral de la cosechadora, es
importante que la instalación y calibración sean correctas para
lograr mediciones de rendimiento precisas. El fabricante también
sugiere que se deben realizar calibraciones regulares a través
de una campaña de cosecha, para mantener la precisión.
3. AgTech
Algunos sistemas de monitoreo de rendimiento pesan el grano
cuando atraviesa el sinfín de descarga en la tolva. El tubo del
sinfín descansa sobre un plato que unido a un brazo de
transferencia actúa sobre una celda de carga.
4. Sensor de fuerza de impacto, AgLeader
El rendimiento puede medirse poniendo una placa de impacto en el
camino del flujo de grano. La fuerza es medida por una celda de
carga, que es un dispositivo que transforma una carga incidente
en una señal eléctrica. Esta conversión es lograda a través de
un "strain gage" adosado a la celda. Una muy pequeña deformación
de la celda de carga ocasiona un cambio medible en la
resistencia ofrecida por el "strain gage" al flujo de corriente
eléctrica.
Este sistema presenta muy poco desgaste con el uso al no tener
piezas móviles, lo que significa que no ocurrirán cambios en la
calibración debido al desgaste de las piezas del sensor. Si
pueden ocurrir cambios en la calibración, y de hecho ocurren y
son de importancia, por desgaste de las piezas de la
cosechadora, como por ejemplo de los baldes de la noria que
modifica la luz entre estos y la pared de la noria, o de la
tensión de la cadena de la noria.
1.
Sensor de desplazamiento de placa, John Deere
Este sistema es similar al anterior, con la diferencia de que se
utiliza un potenciómetro para medir el desplazamiento de la
placa donde impacta el flujo de grano. Un potenciómetro es un
dispositivo que produce una resistencia variable a un flujo de
corriente eléctrica a medida que las posiciones relativas de sus
componentes cambia. La distancia que se desplaza la placa de
impacto es proporcional al flujo de grano, y es transformada en
rendimiento comparándola con los valores de la curva de
calibración.
Este sistema tiene partes móviles, lo que implica que puede
existir desgaste con el uso y por ende cambios en la calibración
necesaria para mantener la precisión de los datos estimados de
rendimiento.
Sensor de humedad de grano
Los granos son una compleja mezcla de componentes que incluyen
proteínas, almidón, agua y aceites. La calidad del grano, que
está determinada por estos componentes, es de importancia
creciente en el mercado. De cualquier modo, en tiempo de
cosecha, el agricultor está más interesado en solo dos
componentes del grano: materia seca y humedad. El contenido de
humedad del grano afectará el momento de cosecha, afecta la
cantidad de grano dañado que ocurrirá durante la cosecha y cómo
el grano debe ser manipulado y almacenado luego de la misma. De
gran importancia es su efecto en el peso y volumen de la misma.
El contenido de humedad de grano también afecta la habilidad del
productor para comparar la performance del cultivo dentro y
entre lotes. Los contenidos de humedad pueden variar mucho
dentro de un lote y ciertamente variarán con el tiempo. Es
necesario grabarlo en el momento de la cosecha para que todos
los datos de rendimiento puedan ser convertidos a valores
estándar. Para maíz, el contenido base de humedad es de 14.5 %
(peso del agua dividido el peso del agua más la materia seca).
La mayoría de los sistemas de monitoreo de rendimiento incluyen
alguna manera de medición del contenido de humedad de grano
automáticamente, sobre la marcha. Esto permite que cada dato de
rendimiento tenga un valor de contenido de humedad asociado.
Sensor de humedad del tipo capacitancia
Estos sensores generalmente son ubicados en el sistema de grano
limpio de la cosechadora cerca del sensor de flujo. Puede
ubicarse en el elevador de grano limpio o en el sinfín de
alimentación de la tolva.
El sensor de capacitancia mide las propiedades dieléctricas del
grano que fluye entre las placas metálicas, mientras más alto es
el contenido de humedad del grano, más alta es la constante
dieléctrica, y ello indica la cantidad de humedad del grano.
Para la situación de cosecha Argentina, estos sistemas colocados
en el sinfín de alimentación de la tolva, han presentado algunos
problemas de pérdida de exactitud de medición por acumulación de
tierra sobre el sensor, el cual por más que sea limpiado
frecuentemente, para sojas verdes con malezas, con hormigueros,
y trigos con malezas verdes, deja de ser confiable.
Afortunadamente, ya existe la solución al problema, y consiste
en colocar el sensor en el elevador de grano con entrada en la
zona de elevación y salida regulada por un motor eléctrico en el
regreso de la noria. Este equipamiento no presenta problemas de
pérdida de sensibilidad y es el equipo original de John Deere y
AgLeader en la actualidad.
Como cualquier sensor de humedad de grano, para ser preciso,
necesita de una calibración, por ello se debe tomar
simultáneamente la humedad de grano indicada por el monitor y
las muestras de humedad de la tolva, para cargar el dato real y
también leer la humedad promedio para luego sacar muestras
representativas de varios lugares del lote y compararla para
ingresar el dato real, luego de calibrado y de no ocurrir un
empastado del sensor, el mismo medirá con precisión.
Sensor de velocidad de avance
1.
Sensor magnético:
mide las vueltas del palier o de las ruedas delanteras de la
cosechadora. Generalmente es el medidor original de la
cosechadora, son exactos cuando existen condiciones de buen piso
y el neumático no se entierra ni patina. Calibrando este sensor
en las mismas condiciones que de la cosecha se independiza del
patinamiento y de las diferencias de diámetro de la rueda por
enterramiento de los tacos.
2.
Radar:
emite una señal de micro ondas que es dirigida al suelo y vuelve
al sensor reflejado por el suelo. Por ello estos deben estar
ubicados cerca del suelo y orientados con un ángulo de 30º.
Estos sensores resultan más precisos que los magnéticos cuando
la cosechadora trabaja en cultivos de arroz debido al patinaje
de las ruedas de tracción en el barro.
Sensor de posición del cabezal
El sensor de posición del cabezal controla el cálculo de
superficie realizada por la cosechadora.
Cuando se levanta el cabezal, el sensor suspende la medición de
área, cuando el cabezal baja a una altura razonable y regulable
el equipo comienza a contar distancia recorrida y área.
Los nuevos monitores de rendimiento tienen un software que le
permite al operador estimar el retraso de paso, hasta que
el grano llega desde el cabezal hasta el sensor de flujo. Otros
ya incluyen un comienzo de retraso de paso para permitir que el
flujo inicial de grano dentro de la cosechadora sea ignorado en
los cómputos del monitor de rendimiento. Ese retraso de tiempo
generalmente significa una cantidad de metros recorridos
dependiendo de la velocidad de avance, ese es el error que puede
leer el operario en el monitor, pero que luego en el mapa de
rendimiento, será corregido por el software colocando el dato en
el lugar lo más aproximado posible de donde fue tomado.
En la otra punta del lote cuando la máquina levanta el cabezal,
también existe un final de retraso de paso que permite que el
flujo de grano que ingresó en el cabezal cuando éste fue
levantado pueda ser incluido en los cómputos del monitoreo de
rendimiento y el proceso de conteo de superficie sea suspendido.
Consola del monitor
La consola está conectada a todos los sensores que suministran
la información para calcular el rendimiento de grano en tiempo
real.
Existen datos que deben ser incorporados por el operario, para
lo cual no existen sensores instalados (lote, carga, número de
hileras y distanciamiento, humedad base a la que se quiere
corregir el rendimiento, cargas de calibración de peso real,
calibración de humedad real, o cualquier referencia del lote).
Información suministrada por el operario:
1.
Nombre del lote.
2.
Nombre o número de la carga.
3.
Ancho de corte (número de hileras y distanciamiento).
Información suministrada por el monitor:
1.
Mide y muestra en el display continuamente el rendimiento
instantáneo (Tn/ha), humedad de grano instantánea (%), velocidad
de avance (Km/h.), flujo de grano (Tn/h.), superficie cosechada
y calidad de recepción de la señal DGPS.
2.
Calcula, muestra en el display y graba rendimiento promedio y
máximo, humedad promedio y máxima, superficie, distancia,
toneladas de grano húmedo y seco, día y hora de cosecha para
cada lote.
3.
Si el monitor está recibiendo señal DGPS a través de un
receptor, se pueden confeccionar mapas de rendimiento y humedad
de grano.
Todos los monitores de rendimiento que se venden en Argentina
tienen su sistema en unidades métricas, es decir Km./h.,
ton/ha., distancia en m.
Existe otro opcional llamado marcador de campo, el mismo
consiste en un control remoto conectado a la consola del monitor
que permite marcar espacialmente en el lote diferentes
situaciones.
Por ejemplo:
1- Maleza A
2- Maleza B
3- Mala implantación
4- Presencia de una enfermedad
Cada situación particular puede marcarse como un punto en el
lote, o bien como un inicio y un fin de esa situación, o sea que
se puede conocer el área. Si las situaciones a marcar son más de
dos, es recomendable que este equipo sea utilizado por una
segunda persona en la cabina para realizar un trabajo con mayor
exactitud, evitando distraer exageradamente al operador de la
cosechadora.
Si todas las calibraciones son realizadas con exactitud, es de
esperar que los monitores de rendimiento entreguen los datos con
una precisión menor al 5 % del rendimiento real del cultivo.
La información de rendimiento que registra el monitor puede ser
almacenada en el mismo monitor o en una tarjeta PCMCIA, que
tiene el tamaño de una tarjeta de crédito y una capacidad de
almacenaje de información que va desde 1 MB hasta 5 MB; grabando
datos con una frecuencia de 3 segundos, una tarjeta de 1 MB
tiene la capacidad de almacenar información de 40 horas de
cosecha. Para transferir la información desde la tarjeta, el
operario debe grabar los datos en la misma desde el monitor. La
tarjeta simplemente se coloca en la computadora, y ésta, a
través de un software adecuado lee los datos registrados, y
pueden ser impresas tablas de los datos de rendimiento. Si
además la tarjeta tiene datos de posicionamiento, debido a que
la cosechadora contaba con un receptor de DGPS, el usuario está
en condiciones de realizar mapas de rendimiento con el mismo
software.
Calibración
Los tipos de calibración que son requeridos por el sistema de
monitoreo de rendimiento varían según el tipo de monitor. De
cualquier modo, a pesar de los diferentes tipos de monitor, el
rendimiento no es medido directamente. En lugar de eso,
mediciones de fuerza, desplazamiento, o volumen, velocidad del
flujo de material, contenido de humedad del grano, velocidad de
cosecha y ancho de labor son combinados para producir una
estimación de rendimiento de cultivo. El rendimiento del cultivo
es un valor derivado o calculado. La calibración es ejecutada
para asegurar que el dato del sensor y datos ingresados son
usados apropiadamente por el monitor para producir el dato final
en unidades de kilogramos por hectárea. Antes de comenzar a
cosechar con el monitor, este debe calibrarse correctamente para
que los datos entregados y grabados sean precisos y confiables.
La calibración comprende la selección de constantes y
procedimientos para determinar coeficientes de calibración y
convertir las señales eléctricas medidas en parámetros deseados.
Calibración de Distancia
Para llevar a cabo esta operación se debe medir una distancia en
el terreno, (Ej: 100 m) y marcarla con estacas o banderas. Luego
se ubica la cosechadora a la altura de la primera marca, tomando
un punto de referencia en la máquina, se baja el cabezal hasta
que el monitor indique que está contando superficie, luego se
recorre la distancia que separa las dos marcas y se frena en la
próxima marca utilizando el mismo punto de referencia. El
monitor posee una tecla que muestra en el display la distancia
recorrida. Si no coinciden las distancias marcada con la
recorrida se debe corregir, y luego realizar la tirada de
verificación.
Consejos útiles:
- Para obtener una calibración precisa se debe recorrer como
mínimo 60 metros
- La superficie sobre donde se realice la calibración debe ser
lo más similar a las condiciones de piso del lote, por que las
diferencias de hundimiento de los tacos de la rueda de tracción
puede afectar a la medición precisa de la distancia.
- Se debe realizar todo el proceso de calibración comenzando una
carga nueva, que no exista ningún dato anterior.
- Es aconsejable repetir la operación para controlar la
precisión de la calibración.
Calibración de temperatura
El sensor de humedad posee un sensor, que mide la temperatura
del grano para corregir la humedad medida.
Para realizar esta calibración se toma la temperatura ambiente e
ingresa como dato de calibración al monitor. La temperatura
ambiente debe ser medida después de que se halla estabilizado
por un par de horas. El sensor de temperatura mide la
temperatura del grano que es muy similar a la ambiente a lo
largo del día.
Calibración por vibración
El monitor de rendimiento debe ser calibrado para eliminar
falsas lecturas de flujo de grano causadas por las fuerzas de
vibración cuando la cosechadora está funcionando a régimen.
Para llevar a cabo esta operación se debe poner en
funcionamiento la máquina en vacío con el cabezal embragado, a
las revoluciones de régimen, y mover el valor de calibración
hacia arriba o hacia abajo hasta que el monitor no produzca
lecturas de rendimiento. Como las fuerzas de vibración no son
constantes se puede no lograr una lectura de flujo 0 constante,
en ese caso se debe ajustar el valor de calibración a un valor
en el que se produzca una lectura de flujo mayor que cero en un
período de 10 segundos.
Estas tres calibraciones son independientes del cultivo que se
coseche, o sea que no se deben realizar para cada tipo de grano
distinto. En cambio las calibraciones de humedad y flujo deben
ser realizadas por cultivo independientemente.
Calibraciones durante la cosecha
Calibración del sensor de altura del cabezal
El sensor de altura del cabezal le indica al monitor cuando la
máquina está cosechando y cuando no. Para cada cultivo hay una
altura diferente de cosecha, y para un mismo cultivo puede
diferencias en la altura de cosecha según las condiciones. Cada
vez que se ingresa a un lote se debe regular la altura de corte
de este sensor, esto se hace poniendo el cabezal a la altura de
trabajo y se mueve la constante hacia arriba o hacia abajo hasta
que la luz indicadora de conteo de superficie este apagada.
Luego se levanta el cabezal a la altura que generalmente lo hace
el operario al llegar a los extremos del lote, en este caso la
luz debe estar prendida indicando que no cuenta superficie.
Si al llegar a los extremos del lote no se levanta el cabezal lo
suficiente como para que prenda la luz indicadora, el monitor
interpretará que hay zonas de rendimiento cero, porque la
máquina estaría cosechando pero no ingresa grano. Esto
arruinaría los promedios al aumentar la superficie para una
misma cantidad de grano, y figuraría en el mapa como zonas de
puntos de rendimiento cero; estos ruidos en los mapas podrán ser
limpiados a través de un operario con experiencia en el manejo
del software.
Calibración de humedad de grano
Para calibrar la humedad se debe comparar la medida determinada
por el monitor con una serie de determinaciones de algún otro
medidor de humedad cuyas medidas hayan sido verificadas en su
precisión. Para lograr una calibración precisa de humedad se
aconseja iniciar una carga nueva en el monitor y cosechar una
pequeña cantidad de grano para evitar variaciones en la muestra
testigo. El hecho de llevar a cabo esta operación cosechando
poco grano hace menos probable que la humedad varíe dentro de la
carga, lo que resultará en una calibración más precisa.
En los sensores de humedad colocados en el sinfín de descarga
dentro de la tolva puede ocurrir que la placa se empaste,
especialmente en soja, por ende hay que tener la precaución de
que cuando se realice la calibración esta esté limpia. En el
caso de que debido al empaste del sensor las mediciones de
humedad tienen un error muy grande se puede indicar al monitor
que no trabaje con humedad automática sino que corrija en base a
una humedad manual que le ingresamos como dato constante. Por
eso se aconseja el uso de los nuevos sensores de humedad
colocados en la noria, que solo censan una muestra del grano, y
no sufren la fricción del torbellino del total del grano que
ingresa a la tolva, lo que causa el empaste del sensor
especialmente en soja en siembra directa donde ingresa tierra de
las cuevas de peludo y hormigueros, y el jugo de las malezas.
La calibración de humedad es retroactiva, lo que significa que
corregirá todos los lotes y cargas anteriores a la calibración
de ese cultivo.
Calibración del peso del grano
Antes de realizar esta operación se debe haber realizado la
calibración de humedad. El monitor se calibra sobre la base de
pesos actuales que se le ingresan, estos se obtienen pesando el
grano cosechado en una carga, en una balanza precisa. La
calibración del monitor puede ser muy precisa porque este genera
un valor de calibración para cada nivel de flujo de grano o
cantidad de grano que pasa por la cosechadora que el sensor está
midiendo. El flujo de grano varía cuando se cambia la velocidad
de avance o cambia el rendimiento del cultivo. Sin embrago, el
monitor puede calibrarse solo para el rango de flujos de grano
que pasaron por el sensor cuando se cosecharon las cargas de
calibración. Por eso, para lograr una calibración precisa en
todo el rango de flujo de granos, se debe cambiar en forma
programada el flujo de grano, variando la velocidad de avance
y/o el ancho del cabezal, de una carga de calibración a la otra.
Para obtener resultados precisos de la calibración se deben
cosechar por lo menos 6 cargas de calibración (con pesos
actuales), y cada una de estas cargas debe ser cosechada a un
diferente flujo de grano variando la velocidad de avance y/o el
ancho del cabezal, y contener por lo menos 2000 kg de grano
recolectado dentro de la tolva en cada pasada.
|
Carga 1 |
Carga 2 |
Carga 3 |
Carga 4 |
Carga 5 |
Carga 6 |
Velocidad Km/h |
12 |
10 |
8 |
6 |
4 |
2 |
Ancho de cabezal |
10 |
10 |
8 |
8 |
6 |
6 |
Ejemplo de Cargas de Calibración variando Velocidad y Número de
hileras.
Para cosechar cada carga de calibración se debe comenzar a
cosechar dentro de una carga nueva, y con la tolva de la
cosechadora vacía. Una vez recolectada la cantidad de grano
suficiente se descarga en una tolva, que luego es pesada. A
continuación se ingresa el peso real en el monitor, y se
comienza una nueva carga a un flujo de grano diferente. Una vez
que se completaron las 6 cargas el monitor nos da la opción de
realizar la calibración total, en la que promedia las cargas
realizadas y genera la curva de calibración en la que van a
estar representados todos los flujos de grano.
Se pueden agregar o quitar cargas de calibración y recalibrar el
monitor en cualquier momento durante la cosecha. También se
recomienda realizar chequeos permanentes a lo largo de la
campaña de cosecha, pesando cargas y controlando con el peso
deducido por el monitor. Si se descubre que el monitor perdió
precisión se puede ingresar el peso actual o real de esa carga y
recalibrar el monitor.
Si se ajusta la cadena de baldes de la noria durante la cosecha
se debe hacer mediante el tensor inferior, ya que si se mueve la
parte superior de la noria la calibración se volverá imprecisa y
se requerirá una nueva calibración.
Si todos estos pasos son realizados correctamente estaremos en
un nivel de precisión del rendimiento corregido por humedad
menor al 5 %, lo que ubica a los datos obtenidos como muy útiles
para ser utilizados en el diagnóstico del gran cultivo.
Receptor DGPS para monitores de rendimiento
La antena DGPS debe ir al centro de la máquina para que las
sucesivas pasadas queden a la misma distancia unas de otras;
además los cables, antenas y el motor no deben interferir con la
señal de DGPS.
Como presentar los datos para la elaboración de un buen mapa de
rendimiento
La selección de rangos de rendimientos y esquema de colores
correctos tiene una gran influencia sobre el aspecto estético,
calidad, facilidad de interpretación y utilidad de los mapas.
Los tres aspectos más críticos para una presentación adecuada de
los datos de rendimiento son:
1.
Agrupamiento de los datos:
a) Números iguales, b)Intervalos iguales,
c) Desviación estándar, d) Intervalos naturales
2.
Números de rangos: es el número apropiado
de intervalos en el que se distribuyen los datos.
En general cuando se eligen pocos rangos de rendimiento se
enmascara la variación real, mientras que la elección de
demasiados rangos resulta en un mapa complicado para que un
observador humano lo procese virtualmente. Los cartógrafos
recomiendan entre 4 y 10 rangos, con un óptimo de 6.
3.
Esquema de colores: son los colores que
mejor distinguen los rangos de rendimiento. Se deben elegir los
colores para poder distinguir con claridad los rangos sucesivos.
Esto se puede lograr usando un gradiente de tonos claros u
oscuros en un color, o usando una secuencia lógica de colores
del espectro visible.
Un ejemplo común es usar verde, amarillo, naranja y rojo de
mayor a menor rendimiento.
Precisos:
gran parte de la precisión depende de la calidad y correcta
calibración de los sensores de flujo de grano (pesada exacta en
un amplio rango de flujo) y del grado de conocimiento y
motivación del operador
El monitor de rendimiento reflejará con precisión la variación
espacial del rendimiento del lote si funciona correctamente y se
encuentran bien calibrados los siguientes componentes:
1) Sensor de flujo de grano, 2) Sensor de humedad de grano, 3)
Sensor de velocidad de avance, 4) Sensor de posición del
cabezal, 5) Consola del monitor, 6) Receptor de DGPS
El operador deberá cargar exactamente:
-
Nombre y
número del lote
-
Nombre y
número de carga (si necesita parcializar franjas o
tratamientos)
-
Ancho de corte
(número de hileras y distanciamiento)
-
Como opcional
el operario puede disponer de un marcador de campo, el mismo
consiste en un control remoto conectado a la consola del
monitor que permite marcar espacialmente en el lote
diferentes situaciones. Por ejemplo:
·
Maleza A
·
Maleza B
·
Mala implantación
·
Presencia de enfermedades
Es fundamental que el operario se capacite acerca del manejo
correcto de toda la instrumentación, calibración y que además
conozca la utilidad y necesidad que los datos cosechados y
grabados tienen dado que a partir de ellos se diagnosticará la
futura aplicación de insumos y que si no son precisos reflejaran
una situación que no representa exactamente la realidad del
lote.
Si todo lo anterior mencionado funciona correctamente y el
procesamiento de los datos y elaboración del mapa se realizó con
criterio obtendremos un mapa que refleja claramente
la realidad.
La tarea siguiente es la más difícil y es la interpretación de
la realidad y como aislar correctamente los factores separando
las variaciones propias del lote de las inducidas por factores
de manejo y es ahí donde el mapa será de utilidad para extraer
conclusiones que puedan ayudar en la toma de decisiones de
manejo. Por ejemplo: un rendimiento mayor en una parte del lote
debido al cambio de híbrido de maíz, otra situación podría ser
el notorio cambio de rendimiento fuera de un círculo de riego.
El mapa de rendimiento será de utilidad cuando refleja con
precisión la variabilidad espacial del rendimiento y la persona
que realizó el análisis puede aislar con datos reales todas las
posibles influencias de manejo, a través de una planilla de
cultivo que contenga los datos necesarios de cada zona del lote,
como ayuda para comprender las variaciones de rendimiento.
Ejemplo: como se expreso en el inicio un mapa de rendimiento
puede expresar variabilidad natural y variabilidad inducida
por manejo, o bien la respuesta en el rendimiento de ensayos a campo correctamente programados.
Variabilidad natural:
si el objetivo es utilizar el mapa de rendimiento de un cultivo
para conocer los sitios de diferentes potenciales de rendimiento
dentro de un lote que ya se supone presenta variabilidad
topográfica, historia, estructuras anteriores o bien por la
misma génesis del suelo. El mapa se debe programar la siembra y
el manejo tratando de eliminar todos los factores componentes
del rendimiento que el hombre puede alterar.
Ejemplo:
sembrar igual cultivar, con la misma sembradora, igual
profundidad, densidad, igual dosis de fertilizante, igual
control de malezas, igual control de plagas y enfermedades e
igual momento y cosechadora utilizada. Solo de esta manera
podremos diferenciar sitios de rendimientos de potenciales
diferentes, no más de 4 en un lote, para posteriormente, si las
variaciones de rendimiento de un lote no menor a 60 has.,
resulta interesante continuar definiendo causas con análisis de
suelo diferencial y luego proseguir si se justifica con un
manejo por sitios o bien programando ensayos que clarifiquen la
respuesta variable de uno o dos insumos prioritarios.
¿Cuándo se justificara proseguir con el manejo por sitio?
1- Cuando las diferencias de rendimiento son muy grandes,
ejemplo cuando los sitios se diferencian mas del 20% de la media
del lote, cuando los sitios no más de 4 en el lote representan
un área no menor a 10 ha. por lo que el lote a trabajar con VRT
no es menor a 40 ha.
Si luego de realizar los análisis de suelo con muestras
compuestas de los 4 sitios, indica que los pH o los nutrientes
como el fósforo es la limitante, se podría paralelizar los
sitios y cambiar el sentido de siembra siguiendo la
paralelización aplicando los correctivos por franjas sin
necesidad de utilizar instrumentos georreferenciados, planos
digitalizados, manejadores y motores hidráulicos de paso
variable en esta primera etapa, del manejo de insumos por sitio.
Variabilidad inducida por manejo: muchas veces al
ver un mapa aparecen rayas de rendimiento inexplicables en forma
longitudinal a la siembra y cosecha, en ese caso teniendo claro
qué, cuándo y cómo se aplicaron los insumos, podemos encontrar
la explicación y valorar un factor de manejo, como por ejemplo
la mala elección de placa al haber cambiado de granulometría el
mismo híbrido, o bien el cambio de calidad de operación de un
control de malezas, el primer tanque de la pulverizadora con
situación de alta humedad ambiente y sin viento y el segundo
tanque con viento y baja humedad ambiente provocando un mal
control de malezas y por ende una competencia del cultivo y
caída del rendimiento, y así podríamos continuar con ejemplos
que voluntaria o involuntariamente quedaran grabados para luego
ser analizados y cuantificados, enriqueciendo los conocimientos
de la incidencia de los factores de manejo sobre el rendimiento.
Ensayos a campo programados para ser evaluados con monitoreo de
rendimiento satelital
En todo sistema de producción el productor y el técnico asesor
poseen una serie de incógnitas sobre los factores de rendimiento
que gravitan con mayor incidencia en el rendimiento; mediante
una buena planificación podría utilizar la técnica del mapa de
rendimiento para evaluar la respuesta agronómica y económica de
la aplicación de los diferentes insumos.
Para encontrar respuestas útiles a la cuantificación de los
factores de rendimiento se deben planificar al igual que un
ensayo tradicional, modificando solo un factor por ensayo,
tratando siempre de cruzar la variabilidad del suelo,
topografía, o sea que todos los tratamientos tengan igual
incidencia del bajo, media loma y loma y que el área cosechada
de cada tratamiento supere los 2500 kg. de pesada por
tratamiento durante la cosecha y en lo posible con no mas de 2
entradas y salidas de cosechadora.
Si se busca mayor precisión, los tratamientos deberían tener 3
repeticiones.
Con el mapa de rendimientos podríamos no solo saber en promedio
las diferencias entre tratamientos y las respuestas variables de
ese factor en los sitios evaluados.
Luego de obtenido el mapa se podría evaluar cual variedad o
híbrido, o la dosis de fertilizante, o el uso de sembradora
neumática, o tratamiento de control de malezas, plagas o
enfermedades, o el sistema de cosecha del cultivo anterior
(cosechar con cabezal stripper en trigo), etc.
Con los datos físicos de incremento de rendimiento de cada
factor evaluado en cada sitio, se podrá hacer un calculo de
ingreso neto, restando el incremento de costo en los casos que
exista, para luego extraer la mejor respuesta económica en
cuanto a las diferencias económicas de cada tratamiento y para
cada sitio.
Una metodología muy utilizada por los productores y empresas
semilleras de EEUU para evaluar nuevos cultivos de soja o maíz
consiste en utilizar una sembradora de 12 o 16 hileras para
sembrar con dos cultivares dividiendo en dos mitades la
sembradora, con ello se consiguen ensayos de franjas en una ida
y vuelta de 12 o 16 hileras para luego cosecharlos con cabezales
de 6 u 8 hileras respectivamente.
La mitad derecha con el cultivar A (el mejor y más conocido
en la zona), y en la mitad izquierda el cultivar B (uno
nuevo y más promisorio de los ensayos de parcela para la zona).
Luego de cosechado con el mapa de rendimiento y utilizando un
programa GIS se podrá confeccionar un mapa de diferencia de
rendimiento por zonas del lote, extrayendo una gran cantidad de
datos con mucha certeza en los resultados y mucha claridad de
interpretación.
Esta metodología de dividir la sembradora en 2 tratamientos se
puede realizar también con fertilizantes arrancadores y
nitrógeno a la siembra y también para densidad de siembra de un
mismo híbrido.
Retorno económico de la utilización de las herramientas de
Agricultura de Precisión
Por ejemplo un productor que siembra 500 ha. anuales de maíz y
desea conocer los 2 mejores híbridos para su campo, podría
sembrar franjas con los 7 mejores híbridos de manera cruzada a
la loma, media loma y bajo. Luego de evaluar el mapa elige los 2
mejores híbridos de comportamiento promedio, sembrando el 50% de
su campo con el híbrido A y el 50% restante con el híbrido B,
eligiendo el híbrido A de mejor comportamiento en el bajo para
los mejores suelos y el híbrido B para los suelos de menor
potencial. Ese solo aspecto de manejo le significa una mejora de
350 kg/ ha. de rendimiento que la alternativa tradicional de
sembrar 500 ha. probando 7 híbridos.
500 ha x 3,5 qq/ha = 1750 qq/ha
1750 qq/ha x 6,6 $/qq = 11550 $/ano
Valor que paga la inversión de un monitor GPS y programas para
confeccionar mapas de rendimiento en solo un año.
COSECHANDO DATOS
GEOPOSICIONADOS
Monitor de Rendimiento con DGPS
Mapa de rendimiento es la interpretación gráfica de una serie de
datos geoposicionados de rendimiento y humedad de granos
obtenidos mediante la utilización de una cosecha-dora equipada
con monito-res de rendimiento y un receptor DGPS.
Coinciden muchos investigadores de EEUU que la puerta de entrada
a la Agricultura de Precisión es a través de los mapas de
rendimiento. El mapa de rendimiento es la representación gráfica
de datos geoposicionados de rendimiento y humedad de grano,
obtenidos mediante una cosechadora equipada con un monitor de
rendimiento y un receptor DGPS
Ejemplo de los datos
obtenidos con el monitor de rendimiento
donde se planificó la siembra
|
Antecesor Soja |
Antecesor Maíz |
Cultivar de trigo |
Riego kg/ha |
Secano Kg/ha |
Riego Kg/ha |
Secano Kg/ha |
Pro- INTA Oasis |
4.600 |
2.300 |
4.160 |
2.080 |
Pro- INTA Imperial |
4.810 |
2.300 |
4.490 |
2.300 |
Buck Guaraní |
4.810 |
2.080 |
5.030 |
2.300 |
Pro- INTA Quintal |
5.030 |
2.190 |
4.600 |
2.730 |
Pro- INTA Isla Verde |
6.240 |
2.520 |
5.470 |
2.950 |
Pro- INTA Federal |
5.250 |
2.630 |
5.250 |
2.950 |
Promedio |
5.030 |
2.530 |
4.700 |
2.840 |
Variabilidad Natural:
- Relieve/ Pendiente
- Climática
- Relación suelo-clima
- Propiedades físicas y químicas del suelo
- Infestación de malezas, insectos y enfermedades
Variabilidad Inducida:
1) Manejos anteriores:
- Apotreramiento
- Rotaciones
- Prácticas anteriores
2) Manejo actual
- Cultivares
- Fechas de siembra
- Densidad
- Fertilización
- Herbicidas
- Laboreos
- Riesgos, etc.
El mapeo de rendimiento es realmente valorable cuando la
información lograda permite que el productor tome mejores
decisiones de manejo.
Para que los mapas de rendimiento puedan ser de utilidad
concreta en el diagnóstico agronómico acertado, debe existir un
profundo conocimiento de los alcances de la información
georreferenciada y además de la cuantificación de la
variabilidad del rendimiento de un cultivo que posee un lote, a
partir de ello se pueden planificar ensayos en el gran cultivo
que pueden ser analizados con alguna ventaja sobre los métodos
tradicionales de evaluación:
·
El mapa de rendimiento ofrece una vista en planta, similar a una
imagen aérea.
·
Permite la obtención de mayor cantidad de resultados (promedios
totales, parciales, datos puntuales, etc.)
·
Permite analizar factores de manejo con testigos apareados
cruzando la variabilidad (relieve, fertilidad) con una cantidad
de información desde 180 hasta 1500 datos por hectárea, de ambos
tratamientos en forma cruzada con otros factores.
·
Permite el análisis de factores de manejo no planteados, que se
manifiesten espontáneamente al realizar el mapa y al retroceder
en la información con la planilla del cultivo del lote,
encontrar la posible causa de manejo y cuantificarla.
·
Permite realizar seguimientos a través del tiempo.
·
Posibilita realizar correlaciones con otras bases de datos
georreferenciadas.
Autores: ing.
Agr. Mario Bragachini;
ing. Agr. Axel von Martini;
ing. Agr. Andrés Méndez;
Proyecto Agricultura de Precisión, INTA Manfredi