Biomasa Terrestre En Brasil Calculada Con Teledetección
La ciencia no sólo está llamada a ocuparse de la materia oscura. Algunos investigadores se fijan en retos de la vida real y los resuelven utilizando herramientas modernas y técnicas innovadoras. Uno de esos retos es calcular cuánta biomasa puede producir una parcela para garantizar suficiente alimento al ganado. Alisson Rocha da Silva, del Instituto Federal de Rondônia, Campus Avançado de São Miguel do Guaporé (Brasil), decidió investigar este asunto y se aseguró de hacerlo de la forma más innovadora posible.
Calcular los niveles de biomasa requiere métodos laboriosos, como el recuento manual de plantas en el campo. Alisson necesitaba una herramienta de teledetección que le ayudara a evaluar los datos necesarios de forma rápida y eficaz, sin salir de la oficina. Se inscribió en el Programa de Divulgación Académica de EOS Data Analytics y comenzó a usar EOSDA Crop Monitoring, una plataforma en línea de agricultura de precisión basada en datos satelitales para la monitorización del campo. Alisson pudo utilizar datos de vegetación, humedad y temperatura para calcular la biomasa y asegurarse de que el fertilizante aplicado era suficiente para los cultivos de la siguiente temporada. Siga leyendo para saber más sobre su investigación.
| Problema | Alisson Rocha da Silva necesitaba calcular la biomasa de los pastos cercanos a la universidad para garantizar que los animales obtuvieran el alimento necesario. Para ello, necesitaba conocer las condiciones edafoclimáticas de determinados cultivos en las áreas de interés. |
| Solución | Alisson solicitó participar en el Programa de Divulgación Académica de EOSDA y obtuvo acceso a EOSDA Crop Monitoring para evaluar la biomasa. Él y su equipo utilizaron los índices de vegetación, los niveles de humedad y las temperaturas diarias, los combinaron con un algoritmo y determinaron la biomasa. |
| Resultado | Alisson pudo determinar cuánto fertilizante utilizar para el siguiente periodo de siembra y, posteriormente, cuánta tierra es necesaria para alimentar a un número determinado de cabezas de ganado. |
Contexto Local: Infrautilización De La Tierra Y Baja Productividad
Alisson Rocha da Silva es profesor de Agronomía en el Instituto Federal de Rondônia, Campus Avançado de São Miguel do Guaporé. Sus investigaciones se realizan en los campos cercanos al recinto de la institución. Aunque la región es importante para el sector agrícola, Alisson y su equipo se dieron cuenta de que aún existen problemas estructurales, a saber, la infrautilización de la tierra o la baja productividad. En el contexto del uso de los pastos, muchos métodos implican la asignación arbitraria de animales por unidad de superficie siguiendo tradiciones transmitidas entre ganaderos, de padres a hijos, o incluso indicaciones sin ningún criterio agronómico difundidas por representantes comerciales de insumos.
La baja productividad de la tierra estaba directamente correlacionada con la cantidad de ganado que la organización podía alimentar. Alisson se encargó, junto con su equipo, de averiguar cómo calcular los niveles de biomasa para saber cuánta comida para ganado se produce. El objetivo del investigador era averiguar cómo aumentar la productividad agrícola en el contexto de la agricultura de precisión y la teledetección. Para ello se necesitaron imágenes de satélite de alta resolución y algoritmos de aprendizaje automático .
Enfoque: Limitaciones Edafoclimáticas De Los Cultivos
El equipo de Alisson en el Campus Avançado de São Miguel do Guaporé, del Instituto Federal de Rondônia, tiene varios objetivos estratégicos a corto, medio y largo plazo. Entre ellos están el desarrollo sostenible, la formación de ciudadanos capaces de transformar la realidad social, y la promoción y capacitación en el uso y desarrollo de soluciones innovadoras para el avance de la sociedad. Así pues, era esencial estudiar el problema de la alimentación del ganado no sólo con fines académicos, sino también para la población en general.
En este caso, el equipo de investigación quería determinar los parámetros necesarios para calcular la biomasa y sacar conclusiones. Algunas métricas de productividad agrícola requieren herramientas adicionales, como mediciones de precipitaciones o temperatura, mientras que otras requieren una gran cantidad de cálculo. Por ejemplo, evaluar los niveles de vegetación en un solo campo puede ser todo un reto si se hace manualmente, aunque el campo sea relativamente pequeño.
Los cálculos de biomasa necesitan varios conjuntos de datos, incluidos datos sobre raíces, tallos, hojas y órganos generativos y reproductivos de las plantas. Se puede medir la biomasa manualmente mediante fórmulas o con herramientas adicionales como algoritmos de aprendizaje automático. Alisson eligió la segunda opción, utilizando EOSDA Crop Monitoring como su principal fuente de datos.
Fue una tarea compleja determinar a qué limitaciones se enfrentaba un cultivo concreto desde el punto de vista edafoclimático.
Los factores edafoclimáticos influyen directamente en el desarrollo de las plantas, ya que representan el impacto medioambiental o, más concretamente, del ecosistema en el crecimiento de los cultivos.
Investigación: Análisis De Datos Satelitales Para Ayudar En La Investigación
Desde finales de 2023, los investigadores utilizaron varias funciones de EOSDA Crop Monitoring para calcular la biomasa y evaluar las condiciones edafoclimáticas.
En el contexto de este producto, desarrollamos técnicas para aumentar la productividad mediante la monitorización de las características edafoclimáticas a las que está sometido un cultivo agrícola, como la humedad, las horas de luz, el equilibrio nutricional, etc
Profundicemos en el proceso.
Metodología: Índices De Vegetación, Humedad Del Suelo Y Temperaturas Diarias
La imagen inferior muestra una explotación lechera en la que se practica el pastoreo rotativo. Antes no estaba claro cuánta biomasa se producía y a cuántos animales podía alimentar. Se trata de uno de las áreas de interés (AOI) monitorizadas por Alisson y sus colegas.
Este campo es un pastizal cultivado con Panicum maximum cv. Miyagi, una especie de gramínea muy utilizada en la región. El equipo utilizó índices de vegetación para estimar la masa verde. Con esta información, podrían utilizar la superficie de forma racional, calculando lo que llaman la tasa de carga animal, que en última instancia les dice cuántos animales se pueden mantener en la zona durante un periodo determinado.
El primer paso del proceso fue recopilar los datos. Las distintas funciones de la plataforma EOSDA Crop Monitoring ayudaron mucho al equipo en esta tarea. Utilizaron índices de vegetación para monitorizar el desarrollo de los cultivos. Dichos índices muestran el verdor de la planta, por lo que los cambios de color pueden significar factores de estrés, como desnutrición o enfermedad.
El contenido de humedad del suelo fue otra métrica útil. Calcularlo ayuda a detectar cuánta humedad hay en el suelo y a garantizar niveles de riego suficientes. Los datos permitieron al equipo verificar si los cultivos recibían suficiente riego.
La tercera función que utilizó el equipo fue el control diario de la temperatura. Esta función proporciona datos meteorológicos diarios y una previsión para los próximos 14 días. Resulta útil para evaluar las condiciones climáticas y garantizar un riego suficiente en los días secos.
A continuación, el equipo analizó los datos e ideó la fórmula para calcular la biomasa.
A través de la plataforma, correlacionamos los índices de vegetación con algoritmos de literatura científica existente relacionados con la biomasa y la fertilización.
Resultado: Cálculo De La Biomasa
Los resultados del cálculo de la biomasa se realizaron sobre la base de los datos de la plataforma y las condiciones edafoclimáticas.
Desde la adopción de EOSDA Crop Monitoring, Alisson y su equipo han determinado con precisión los parámetros de productividad. Planificaron con éxito la carga ganadera en zonas de pastoreo, predijeron la productividad de los cultivos y fijaron la tasa de fertilizante nitrogenado para cultivos de verano como el maíz, los pastos y la caña de azúcar.
El equipo subraya que han pasado de no utilizar en absoluto las herramientas de productividad a utilizar cada vez más las soluciones de teledetección dentro de su institución.
Repercusiones: ¿Y Ahora Qué?
La comunidad académica del Campus Avançado de São Miguel do Guaporé, del Instituto Federal de Rondônia, producirá al menos una investigación destinada a aplicar índices de vegetación para predecir la productividad de los pastos antes de finales de 2024. Otras iniciativas previstas entre el segundo semestre de 2024 y finales de 2026 son la monitorización del cultivo de soja a partir de índices de vegetación, la gestión del pastoreo rotativo a partir de datos de biomasa obtenidos mediante índices de vegetación y la comparación de índices NDVI obtenidos a partir de satélites y drones u otras aeronaves pilotadas por control remoto.
Alisson cree que esta investigación también puede servir de base para trabajar con las comunidades y garantizar que las poblaciones locales sepan cómo cuidar sus tierras de forma sostenible. Ayudará a evitar la infrautilización y la baja productividad de la tierra en el futuro, contribuyendo a garantizar el bienestar de dichas comunidades.
El equipo de EOSDA admira a investigadores como Alisson Rocha de Silva, que realiza una importante labor de promoción de la agricultura sostenible en Brasil y otros lugares. Su trabajo científico amplía los conocimientos de los agricultores sobre las herramientas de teledetección y otras soluciones innovadoras para una agricultura sostenible. Las publicaciones científicas suelen estar a disposición de un público más amplio, de modo que cualquiera que desee reproducir la investigación puede hacerlo. Y el Programa de Divulgación Académica de EOSDA está abierto a todos los científicos que deseen sumergirse en el futuro.
Acerca del autor:
Kseniia Kunakh cuenta con más de 6 años de experiencia como redactora en diversos campos, como negocios, educación y medios de comunicación. Sus experiencias previas como directora de desarrollo en una ONG ecológica ucraniana y como reclutadora de talento en una empresa tecnológica la convierten en una combinación perfecta de persona apasionada por las innovaciones ecotecnológicas y capaz de comunicar sobre ellas con facilidad.
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