Gonzalo Bustos, uno de los investigadores del Centro Nacional de Inteligencia Artificial (Cenia), explica que el sistema permitirá hacer un monitoreo integrado y diagnóstico automatizado de las condiciones de los cultivos.
Investigadores del Centro Nacional de Inteligencia Artificial (Cenia) están desarrollando un proyecto para utilizar inteligencia artificial (IA) en el control fitosanitario y gestión integrada de cultivos. Éste está en una etapa exploratoria y se están buscando fuentes de financiamiento. Su objetivo es racionalizar el uso de fertilizantes y agroquímicos en el ecosistema local, los que, al ser aplicados indiscriminadamente, pueden terminar afectando a los campos y trabajadores agrícolas. Gonzalo Bustos, experto del Cenia, detalla que el sistema permitirá hacer un diagnóstico más preciso de las condiciones de los cultivos para aplicar medidas de control sólo en el momento y lugar donde son requeridas.
La agricultura es el segundo sector económico que más contribuye a la emisión de gases de efecto invernadero, en gran parte, a causa de fertilizantes nitrogenados y otros agroquímicos derivados de combustibles fósiles.
Según explican los realizadores, este problema ya ha sido comprendido en el sector agrícola de gran escala en los mercados internacionales, donde para los cultivos masivos de soya y maíz, entre otros, “numerosas empresas e instituciones han promovido el uso de IA y robótica para una gestión más focalizada y sostenible, disminuyendo hasta en un 90% el uso de agroquímicos, además de reducir el uso de agua, manteniendo la productividad por hectárea”.
Este tipo de tecnologías ya se están usando a nivel internacional, en mercados grandes como Estados Unidos, Europa, Brasil o Argentina, pero para Chile se requiere de soluciones adecuadas a nuestros predios y al tamaño de las operaciones agrícolas.
Diagnóstico
Los científicos están desarrollando un sistema de adquisición y procesamiento de datos en base a una red de sensores agrícolas e imágenes provenientes de cámaras multiespectrales y térmicas. Con dicha tecnología se pueden ver características que no son visibles al ojo humano, permitiendo detectar condiciones desfavorables (falta de agua o nutrientes) y aparición de plagas y enfermedades, de manera temprana. A esto se agrega una plataforma de monitoreo y gestión en base a modelos de inteligencia artificial, utilizando los datos captados y otras fuentes de información tales como estaciones meteorológicas e imágenes satelitales, y un prototipo de asistente robótico agrario para el control fitosanitario en ambientes productivos.
Bustos comenta que existe poca sensorización y capacidad de análisis en los campos agrícolas, por eso el plan pretende instalarlos en predios para monitorear cultivos, que pueden ser de trigo, arroz, frutas u hortalizas. El Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) los está ayudando, mediante un campo experimental que poseen en la región del Ñuble, en Chillán.
Una vez instalados los sensores, la idea es extraer los datos, monitorearlos y comprender el estado de los cultivos. Saber si está bien, si posee alguna peste, insecto o maleza que la esté atacando, su nivel de crecimiento o de nutrientes, si está estresada, o en un buen tipo de suelo, con la humedad necesaria. “Esta etapa corresponde al monitoreo fitosanitario y a la detección de condiciones anómalas donde habita”, indica Bustos.
Fuera de lugar
Las malezas son plantas que afectan el crecimiento de otras. Por ejemplo, si existe un trigal y aparece una de maíz, ésta ya se considera fuera de lugar, ya que le quita nutrientes, agua y luz. El principal problema es que ese cultivo se puede perder. Lorenzo León Gutiérrez, ingeniero agrónomo e investigador del INIA, destaca que, anualmente, esas malezas significan miles de millones de dólares en pérdidas para agricultura mundial.
El experto detalla que, en los cultivos chilenos, de los que dependemos alimentariamente (como el arroz, trigo o legumbres), la presión de las malezas es muy alta, por lo que aumenta la cantidad de agroquímicos necesarios para controlarlas. “Por eso desde INIA, en conjunto con el Cenia, estamos trabajando para reducir las tasas de uso de estos productos, y solo lo que se requiere y donde se requiere con uso de tecnología que sea, al mismo tiempo, asequible para los agricultores”, señala.
Acción y gestión
Al identificar tempranamente los posibles inconvenientes en un cultivo, se puede ayudar a manejarlos apropiadamente. Así, por ejemplo, en el caso de las malezas para ese manejo, hay varias opciones, según señala el investigador. Una de ellas corresponde al control mecánico, donde la persona a cargo, controla las malezas con herramientas de escarda, o si el campo es muy grande, mediante maquinaria, la cual incluso puede ser automatizada. También está el así llamado “control cultural” en donde la estrategia consiste en darle las mejores condiciones al cultivo para que crezca rápidamente, defendiéndose así de las malezas.
Otra forma de realizar el control fitosanitario es a través de pesticidas, pero que pueden constituir un gran problema si su uso es indiscriminado. “Chile tiene un nivel de uso mayor que el promedio mundial. Por eso existen iniciativas para reducirlo, ya que al aplicarlo se contamina todo el campo (llegando a las napas subterráneas, ríos, etc.)”, explica Bustos. Y añade que las personas son las más afectadas. Un artículo de la revista científica, BMC Public Health (2020), estima que al año se producen 385 millones de casos de intoxicación por pesticidas a nivel global, con 11.000 fallecimientos.
Sin embargo, al no usarlos, los agentes dañinos (insectos, gusanos, por ejemplo) pueden proliferar y afectar las áreas cultivadas. En promedio, a escala mundial, entre el 10% y el 28% de la producción de cultivos se pierde a causa de las plagas, según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO).
“Allí nos enfrentamos al hecho de que queremos evitar el uso de pesticidas por el daño a la salud de las personas y el medioambiente, pero, por otro lado, hay que buscar estrategias para que no se siga perdiendo tal nivel de producción agrícola”, indica. Sólo en Chile, la FAO indica que 700 mil personas padecen inseguridad alimentaria severa. Por eso, en el proyecto, se propone usar tecnología que permita detectar tempranamente plagas y enfermedades y aplicar esos productos de manera mucho más precisa.
“Algunas experiencias internacionales han llegado a demostrar que con tácticas similares se puede reducir hasta en un 90% el uso de pesticidas, porque sólo se aplica a la zona donde está la enfermedad o la situación crítica de sanidad del cultivo”, declara Bustos. Con dicha iniciativa se podría ayudar a que los productores sean más eficientes con el uso de los recursos. El uso de pesticidas o fertilizantes es uno de los costos más altos en su cadena de producción.
Procesamiento de datos
El sistema propuesto por los investigadores de Cenia busca integrar distintas fuentes de información con modelos de procesamiento, algo que, según detallan, no existe en el mercado. Sí existen productos para identificar cultivos, malezas y tipos de insectos, a partir de fotografías e IA, pero no alguno aplicado de manera integrada a nivel local.
“Estamos pensando una solución híbrida, es decir, tomar modelos que ya existen, pero integrarlos en una plataforma única y centralizada, que pueda ser utilizado por un grupo de productores agrícolas para el monitoreo, control y gestión de los cultivos de una manera más eficiente”, indica Bustos.
Dicha plataforma sería capaz de entregar indicadores de rendimiento, de estado sanitario y además hacer recomendaciones. Y a diferencia con modelos similares que se utilizan en el extranjero, es que éste estará adaptado a las condiciones locales. “Nuestros cultivos son muy particulares y las soluciones existentes no son necesariamente replicables. Tenemos una gran variedad de suelos, climas y cultivos que necesitamos considerar en nuestras soluciones”, explica Bustos.
Guías
La innovación busca integrarse al sector de producción, para así poder conocer cómo evolucionan las condiciones de los campos y establecer guías o recomendaciones de acción. Así científicos y trabajadores podrían saber cómo ayudar a una determinada planta infectada, para que pueda sobrepasar esa situación de la mejor manera. “Para eso se requiere de modelos agrícolas, que te ayuden a entender el comportamiento de un cultivo en distintas condiciones, ya sea agua, temperatura, etc. Y con el modelo que desarrollamos podemos ayudarlos a tomar decisiones”, comenta.
El sistema les aportará información abundante, más precisa y con un nivel de procesamiento superior a una persona (aunque estará supervisada por humanos). Los operadores monitorearán los datos, revisando indicadores y diseñando en conjunto con el software las mejores medidas de gestión y control fitosanitario.
Por Cristián Yáñez W. Agencia Inés Llambías Comunicaciones
