viticultura de precisión
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Lideres académicos Francisco Montero EspañaTRANSCRIPT
Contenido.
Introducción general
Objetivos. Conceptos. Métodos.
Viticultura de precisión
I. Medición
II. Posición
III. Análisis y decisión
IV. Aplicación
Productividad y Calidad. Caso estudio
AGRICULTURA DE PRECISION
El desarrollo tecnológico de la agricultura:
1. Aumento de la productividad (producción y calidad)
2. Reducción de insumos
3. Simplicidad y confort
4. Rentabilidad
Terroir
• Medio Ambiente
– suelos,
– pendiente,
– orientación,
– estación de
desarrollo,
– régimen hídrico y
térmico,
– …
• Agronomía
– portainjertos,
– variedades,
– sistemas de laboreo,
– Manejo de la cubierta
– sistema de riego,
– …
Vinos distintos que reflejan las
características del terreno
AGRICULTURA DE PRECISION
La agricultura de precisión es un concepto agronómico de
gestión de parcelas agrícolas basado en la existencia de
variabilidad en campo.
MEDICION
POSICION
ANALISIS-DECISION
APLICACION
Qué, cómo, cuando
Dónde
Trat. datos
Agronomía
• La agricultura de precisión se basa en información
proporcionada por nuevas tecnologías como:
Redes inalámbricas, Teledetección,
Dispositivos de seguimiento fenológico,
Sistemas de posicionamiento global (GPS),
Sistemas de información geográfica (SIG),
Tecnologías de aplicación de dosis variable (VRT), etc.
MO
DE
LO
V
ITIC
ULT
UR
A
DE
PR
EC
ISIO
N
El objetivo general es la caracterización de
la variabilidad agronómica de una parcela
de vid mediante la monitorización de
parámetros implicados en la producción de
uva de calidad
VITICULTURA DE PRECISION
MEDICION Qué, cómo, cuando
Parámetros
Climáticos
Temperatura del aire
Humedad relativa
Radiación solar (PAR)
Viento (dirección e
intensidad)
Precipitación
……..
Edáficos
Características físicas,
químicas y biológicas
Profundidad
……..
Orográficos
Pendiente
Orientación
………
Agronómicos
Fenología
Crecimiento y desarrollo
Producción
……..
VITICULTURA DE PRECISION
• La temperatura, la humedad ambiental y la radiación solar permiten
realizar un seguimiento de:
la demanda hídrica del cultivo (Allen et al., 1998 ; Hidalgo, 2002),
del riesgo de plagas y enfermedades (Gubler et al., 1999).
• A través del registro continuo de la humedad del suelo, se optimiza la
programación del riego y el manejo del cultivo; podemos calcular el
ritmo de absorción de agua por las raíces, el drenaje por exceso de
riego, profundidades máximas de extracción de agua, etc.
• Finalmente, el sistema se retroalimenta con la elaboración de
• mapas de rentabilidad.
VITICULTURA DE PRECISION
MEDICION Qué, cómo, cuando
Medición visual
Sensores manuales (LAI, Porómetros, etc..)
Sensores automáticos (Data Logger)
Redes de sensores inalámbricos
Sensores aerotransportados
Teledetección
VITICULTURA DE PRECISION
• La red de sensores permite obtener datos muy precisos de la
variabilidad dentro de la parcela, de parámetros agronómicos
que repercuten en el manejo y en la producción final.
• Las redes de sensores representan hoy en día una de las
tecnologías más novedosas.
• Existen ya un gran número de iniciativas internacionales en
diversos campos de aplicación (Wang et al., 2006).
Control de transporte de mercancías.
Aplicaciones Médicas.
Control ambiental.
Seguridad.
MEDICION Qué, cómo, cuando
VITICULTURA DE PRECISION
• Medición puntual
• Seguimiento fenológico
• Medición continua
Descarga in situ
Acceso remoto
MEDICION Qué, cómo, cuando
VITICULTURA DE PRECISION
• Métodos GPS:
• Absoluto (GPS)
• Precisión 16 m
• Coste 200-600 €
• Sin suscripción
• Diferencial (DGPS)
• Precisión 1m
• Coste 6000 €
• Con suscripción
• Relativo (RTK)
• Precisión 1 cm
• Coste 20000 €
• Con suscripción
POSICION
VITICULTURA DE PRECISION
SIG ANALISIS-DECISION
Conjunto de herramientas informáticas diseñadas con el fin
de resolver problemas de planificación y gestión
VITICULTURA DE PRECISION
• SIG funciones ANALISIS-DECISION
• Integrar información procedente de diversos
orígenes y con diferentes formatos.
VITICULTURA DE PRECISION
• SIG funciones ANALISIS-DECISION
• Análisis estadístico. Geoestadística
Estadística clásica
Estadística espacial
Patrones
interpolaciones
Análisis cluster
• Mapas temáticos
Evolución temporal de los estados fenológicos de
las cepas de la parcela en las fechas
10/5 (EF2), 18/5 (EF3) y 7/6 (EF4)
VITICULTURA DE PRECISION
• SIG funciones ANALISIS-DECISION
• Evaluar la toma de decisiones en la gestión del
viñedo mediante un análisis multicriterio.
VITICULTURA DE PRECISION
• SIG funciones ANALISIS-DECISION
• Administración centralizada para localización,
cuantificación y programación de los
inputs/outputs.
VITICULTURA DE PRECISION
VRT (Tecnología de dosis variable) APLICACION
Laboreo
Poda
Tratamientos fitosanitarios
Deshojado
Abonados
Riegos
Vendimia
…
VITICULTURA DE PRECISION
El estudio combinado de toda la información obtenida nos
permite realizar un reajuste de la planificación inicial y mantener
el equilibrio entre productividad y calidad.
Debido al gran número de factores implicados en estos estudios,
el análisis y manejo de la información por medios manuales se
hace prácticamente inviable.
Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) constituyen una
herramienta de trabajo básica que permiten automatizar tareas
relacionadas con el almacenamiento, manipulación, análisis y
visualización de datos relativos a elementos que se diferencian
entre sí en función de su distinta localización espacial y
temporal (Montero y Brasa, 2005).
Estudio de la variabilidad microclimática de un
viñedo de 12 ha mediante redes de sensores
inalámbricas
Caso de estudio
Montero-García, FJ.
Brasa Ramos, A.
Montero Riquelme, F.J.
Y en la aplicación de las nuevas tecnologías
Maximizar la eficiencia de la producción
Maximizar la calidad
Minimizar el impacto ambiental
Minimizar el riesgo
Se basa en la Variabilidad Espacial presente en los campos agrícolas
Do the right thing,
at the right place,
at the right time.
Redes de Sensores Inalámbricas (RSI)
– Pequeños dispositivos, con capacidad de procesamiento limitada, que se comunican a través de redes malladas en cortas distancias, mediante radio ZigBee®
G= NSLU2 Network Storage Link USB2
Sensores y Nodos Microclima
Dentro de la
cubierta vegetal DATOS
Sensores: Permiten recoger datos del área que les rodea
Nodos: Dispositivo capaz de gestionar varios sensores
• Temperatura y humedad ambiente
• Humedad y temperatura del suelo
• Radiación solar
• etc.
Explotación Comercial
Dehesa de Luna
3.000 ha de extensión
•Bosque mediterráneo
•Labor secano
•Olivar
•Almendro
•Vid
850 m altitud
Área de estudio
CONDICIONANTES
Presencia de obstáculos orográficos y de masas vegetales
Distancia entre la parcela y la ubicación del Gateway
Condiciones ambientales extremas para los equipos
Escasa infraestructura de comunicaciones
Problemas de autonomía y frecuentes cortes del suministro eléctrico
Diseño empresarial de la explotación
Analizar la variabilidad microclimática para
determinar el efecto de los parámetros agronómicos
y aportar recomendaciones tácticas de diseño
Optimizar una RSI para usos vitícolas
Integrar la información adquirida en un SI
Validar y aplicar estas tecnologías en el proceso de
toma de decisiones del viticultor
Objetivos
Determinación de los puntos de muestreo
Variabilidad Inducida
• Sistema de conducción
• Orientación de filas
• Variedades
Variabilidad Natural
• Pendiente
• Orientación
Condicionantes
• Distancias
• Interferencias
• Parcelación
Número necesario de Nodos
Ubicación
ZONA Orientación Pendiente
(%)
Max. Pend.
(%)
Dif.
Altitud (m)
Altitud
(msnm)
A 278º W 5.49 15.4 5.99 777
B -- -- 1.63 6.58 3.93 775
C 69º NE 3.85 11.7 4.39 777
D 70º NE 3.01 5.57 3.90 779
E 294º WNW 7.74 15.5 14.4 782
F 306º WNW 4.55 7.18 8.87 788
G 250º WSW 5.21 8.67 6.96 788
H -- -- 1.86 3.92 3.45 790
Variabilidad Natural
8 zonas distintas
• superficie total 12 ha
• 10 parcelas
• 5 variedades: CS- Cabernet Sauvignon, Sy-Syrah, PV-Petit verdot, C-T- Cencibel, G-Graciano
• 3 sistemas de conducción: [ESP] Espaldera, [SPW]Sprawl, [EV] Vertical
Variabilidad Inducida
8 combinaciones distintas
Tratamiento de los datos
Estado de la Red
Consulta en tiempo real de los datos
1.- Gráficos de evolución
1.1.- Comparación entre nodos
1.2.- Comparación con la Estación climática
2.- Interpolaciones (IDW)
Tramos diarios Curva diaria de temperatura
Dividida en 5 tramos
noche amanecer mañana mediodía tarde
1.-Análisis Descriptivo
2.-Análisis multivariante
Conclusiones del estudio
No existe ningún efecto de los condicionantes agronómicos durante la noche y
el amanecer.
Si existe efecto durante la mañana, el mediodía y el atardecer, especialmente
sobre la duración
Las Espalderas presentan las mañanas más cortas y los mediodías y
atardeceres más largos mientras que, el Eje Vertical presenta las mañanas más
largas y los mediodías y atardeceres más cortos.
Se confirma la viabilidad técnica de la red y de los protocolos de funcionamiento
ya que ha funcionado durante toda la campaña de forma ininterrumpida
Los análisis de variabilidad ayudan a retroalimentar el diseño de la RSI,
optimizando el numero y la ubicación de los nodos