Caracterización de operaciones mecanizadas mediante técnicas de agricultura de precis · ón

LA METODOLOGÍA EXPUESTA PERMITE LA OBTENCIÓN DE DATOS PARA LA GESTIÓN DE EXPLOTACIONES Ca ac e ización de ope aciones mecanizadas median e écnicas de ag icul u a de p ecis · ón Juan Agüe a Vega 1 y Manuel Pé ez Rulz2• 1 Op o. de Ingenie ía Ru al. Uni e sidad de Có doba. 2 Op o. de Ingenie ía Ae oespacial y Mecánica de Fluidos. Á ea de Ingenie ía Ag o o es al. Uni e sidad de Se illa En es e abajo se p esen a el diseño y los p ime os esul ados ob enidos con un sis ema de oma y egis o de da os comple amen e au ónomo, con en ío de la in o mación po GSM ( ele onía mó il), Ins alado a bo do de un ac o ag ícola. Su obje i o inal es dispone de una me odología que pe mi a des incula adicalmen e las a eas de medición de pa áme os ela i os a las ope aciones mecanizadas, de las a eas p opias de la ope ación en sí misma, lo que educe d ás icamen e el es ue zo necesa io pa a su consecución, al iempo que aumen a la p ecisión y iabilidad. 1 concep o de ag icul u a de p ecisión (AP) ha ido e olucionando desde que se acuña a a inales del pasado siglo. Una idea muy ex endida es que la AP es sinónimo de Tecnología de Dis ibución Va iable (VRT), es deci , ealización de ope aciones de dis ibución de p oduc os en pa cela (semillas, he bicidas, e ilizan es, agua, e c.) basadas en mapas de p esc ipción o en las lec u as que p opo cionan dis in os ipos de senso es, a medida que se ealiza la ope ación. Tam bién es á muy di undida la idea de conside a la AP como la aplicación del Sis ema de Posicionamien o Global (GPS) en la ac i idad ag a ia. Simila es a és as exis en o as pe cepciones de la AP, que sin se del odo inco ec as ampoco son del odo comple as. Los sis emas de ayuda al guiado o de guiado au omá ico no pod í an encuad a se en la AP a endiendo a la p ime a idea de las expues as an e io men e, ya que no implican dis ibución a iable. En i icul u a y en o os u ales, la simple obse ación de las zonas de cul i o po don de comienza la caída de la hoja espec o a las zonas más a días pue de se i nos de o ien ación pa a ealiza una cosecha de p ecisión, ya que en es as zonas más p ema u as ambién comienza an es la ma du ación, po ene el ciclo lige amen e adelan ado. En es e caso se es án aplicando écnicas de AP sin p ecisa ningún equipo GPS, lo que con adice la segunda de las ideas. 38 Vida Ru al I ', <1,· 1111111, .'llilk La AP debe en ende se hoy día como algo más amplio que odo es o, ex endiéndose a cualquie a del conjun o de a eas encuad adas en el ciclo ope a i o de la AP. En es e ciclo se ag upan las dis in as a eas en cua o pa es: •Recogida de in o mación (mapas de dis ibución de cosechas an e io es, análisis de suelos, senso es emo os, dis ibución de malas hie bas, e c.). •Análisis de la in o mación, donde se c uzan los dis in os da os disponibles pa a ob ene conclusiones. •Toma de decisiones, basadas en las conclusiones del análisis e alizado an e io men e. En es e pun o se elabo an los mapas de p es c ipción, ya sean en un o ma o digi al pa a se u ilizados po máquinas del pun o siguien e, o a mano alzada sob e una simple hoja de papel, pa a indica a los ope a ios de la ecolección de u a po donde comen za y segui después, po ejemplo. •Ejecución de las decisiones omadas en el pun o an e io , lo que puede implica el uso de máquinas VRT capaces de in e p e a los ma pas digi ales de p esc ipción y/o las señales gene adas po los senso es que inco po an, pa a aplica en cada zona de la pa cela la dosis que se decidió. Además, se incluyen en es e pun o los sis emas de ayuda al guiado y guiado au omá ico, pues o que suponen la o ma de ejecu a de mane a p ecisa las ope aciones de cualquie ipo, incluso las aplicadas a dosis ija sob e oda la pa cela. En de ini i a, la AP debe se conside ada como un sis ema de ges ión de explo aciones ag a ias basado en el conocimien o po meno i zado de su uncionamien o, unos c i e ios de decisión acionalizados y una ejecución p ecisa de las ope aciones de cul i o. Las nue as ec nologías juegan un papel undamen al en su implan ación, pe o sus undamen os eó icos son conocidos desde an iguo. El p esen e abajo puede encuad a se en el p ime y segundo pun o del mencionado ciclo al a a se de un sis ema pa a la ecogida de da os de campo y su pos e io p ocesado. Jus l En la ac ualidad, uno de los capí ulos más impo an es de los cos es de cul i o de las explo aciones ag a ias es el e e ido al uso de la maquina ia ag ícola, acen uándose cada ez más con el aumen o de p ecio de los combus ibles. Po o o lado, las emisiones de ca bono a la a mós e a como consecuencia de la combus ión es a án cada ez más penalizadas, lo que de una o ma u o a ambién epe cu i á en la economía de la explo ación. Va ios ac o es in e ienen en la op imiza ción de los cos es de los abajos mecanizados: co ec o dimensiona do del pa que de maquina ia, momen o de ealización de las ope acio nes, man enimien o y eno ación de las máquinas y, po supues o, una buena plani icación de las ope aciones. Fo o 1. T ac o equipado con el equipo de adquisición, egis o, olcado mg» de la  41 In o mación y GPS.  411114111m4PMPI „,,,,,499",* ‘44L. 0". Ma AGRICULTURA DE PRECISIÓN Así pues, pa a ealiza una ges ión del pa que de maquina ia ag í- cola según los c i e ios de la Al? es necesa io dispone de da os de a- llados e e idos al uso de cada máquina en las condiciones pa icula- es en las que debe abaja , lo cual sólo puede consegui se con igu- osidad ecu iendo a la medición de los pa áme os necesa ios pa a ca ac e iza cada ope ación, en las condiciones eales de abajo. Ello no sólo pe mi e acumula in o mación pa a ealiza p og amaciones cada ez más p ecisas, sino que además hace posible e alua los cos- es de las ope aciones mecanizadas y así epe cu i los en los cos es de cul i o de las pa celas. Quizás de un análisis p eciso de es os cos- es se pueda conclui la con eniencia de ecu i a emp esas de se i- cios de maquina ia ag ícola, con lo cual se án es as emp esas las in- e esadas en dispone de in o mación pa a ealiza sus p esupues os, ac u aciones po abajos ealizados, e c. Dependiendo del ni el de de alle con el que que amos ca ac e iza una ope ación mecanizada, los pa áme os a medi se án más o me- nos nume osos. Los iempos de abajo y su dis ibución en los dis in- os concep os que in eg an la ope ación, jun o a las supe icies aba- jadas, suele se su icien e en muchos casos. Si además se dispone de da os de elocidad, consumo de combus ible, esbalamien o de ue- das mo ices y po encia necesa ia, la ca ac e ización se á casi com- ple a Pe o la medición p ecisa de es os pa áme os equie e de una de- dicación que suele se di ícil de abo da , sob e odo cuando ha de ea- liza se a dia io y en el ámbi o de una emp esa, ue a del ámbi o de la pu a in es igación. En es e abajo se p esen a el diseño y los p ime os esul ados ob- enidos con un sis ema de oma y egis o de da os comple amen e au- ónomo, con en ío de la in o mación po GSM ( ele onía mó il), ins ala- do a bo do de un ac o ag ícola. Su obje i o inal es dispone de una me odología que pe mi a des incula adicalmen e las a eas de medi- ción de pa áme os ela i os a las ope aciones mecanizadas, de las a- eas p opias de la ope ación en sí misma, lo que educe d ás icamen- e el es ue zo necesa io pa a su consecución al iempo que aumen a la p ecisión y iabilidad. Ma e iales y mé uuos En e los eque imien os que nos impusimos pa a el diseño del equipo de oma de da os pa a la ca ac e ización de las ope aciones mecanizadas, cabe des aca : • To al au onomía en cuan o a in e enciones po pa e del ope a- io del ac o C de cualquie o a pe sona de la explo ación. • Volcado de la in o mación de o ma emo a, e i ando desplaza- mien os has a el ac o y p oblemas mecánicos elacionados con sis- emas de olcado suscep ibles de se enchu ados como memo ias ex- aibles o conexión de cables di ec os a PC po á iles. • Capacidad de ampliación median e la inco po ación de senso es especí icos de los pa áme os que se p e endan medi , lo que implica que debe es a do ado de sis emas de acondicionado de señales, len- guaje de p og amación y posibilidad de maneja g andes olúmenes de in o mación. • Robus ez mecánica pa a sopo a las condiciones de abajo a bo do de ac o es y dimensiones adecuadas pa a no a ec a la isibili- dad, accesibilidad y e gonomía del pues o de conducción. Los elemen os seleccionados pa a cum- pli con es os equisi os ue on dos: un equipo de adquisición y egis o de da os ma ca Da- a ake modelo DT85 y un Modem GSM mo- delo SMSX de la misma ma ca. El p ime o ad- mi e lec u as de en e 32 y 48 senso es, de- pendiendo del ipo de senso es empleados, así como de ecep o es GPS. Posee un len- guaje de p og amación p opio que pe mi e adap a lo a la aplicación deseada. Median e el p og ama DeLogge P o se acili a su p o- g amación y su comunicación con el PC a a- és de dis in as ías. En cuan o al mode n u i- lizado es de ecnología GPRS pe mi iendo además de la comunicación de da os en o - ma digi al, el en ío y ecepción de mensajes SMS hacia y desde elé onos mó iles con en- cionales. Ambos equipos pueden se alimen- ados a 12 V y su consumo eléc ico es bas- an e educido. Al a a se de p uebas p elimina es pa a e aluación de la me odología, sólo se han ma- nejado dos ipos de señales: la p oceden e de un ecep o DGPS T imble modelo AgGPS132 y la ensión de ba e ía del ac o . El p og ama de con ol que se ha elabo ado inicia el alma- cenamien o de in o mación cuando se ac i a el con ac o del ac o y con inúa a in e alos de un segundo mien as el con ac o es é ac i a- do. Cada egis o cons a de: la i ud, longi ud, echa, ho a, elocidad y di ección de mo imien o del ac o . Además, cada ez que se ac i a o se desac i a el con ac o del ac o , se en ía de o ma au omá ica un mensaje SMS al núme o que se le ha p og amado con in o mación bá- sica sob e el es ado del equipo. También puede ecibi , p oceden e de cualquie elé ono mó il, un mensaje SMS con un ex o cla e pa a es- ponde con o o SMS in o mando de su es ado. Todo el equipo se ali- men a con dos ba e ías, una in e na en el DT85 de 6V y o a ex e na pa a el mode n de 12V, cuya eca ga se lle a a cabo cuando el ac o es á en ma cha. Con el con ac o desac i ado, odo el equipo se en- cuen a eléc icamen e aislado de la ins alación del ac o . El ac o con el que se han ealizado los ensayos es un Massey-Fe - guson 390 ( o o 1) que o ma pa e del pa que de maquina ia de la ex- plo ación "La Pa illa" si uada a unos 50 km al oes e de Có doba capi- 15 de junio 2008/Vida Ru al/ 39 DOSSIER Figu a 1. al. Desde que se ins aló el equipo, a inales de ma zo del p esen e año, es e ac o ha es ado ealizando p ác icamen e a dia io abajos Reco ido ealizado po el ac o en una jo nada de abajo de dis in o ipo en las pa celas de la explo ación de- (27 de ma zo de 2008). dicadas a cul i os anuales, las cuales es án con igu- adas en lomos, ienen iego po pi o y siguen un é- gimen de siemb a di ec a, con cul i os de algodón, ce- bolla, maíz y gi asol. Cada día, una ez inaliza la jo nada de abajo, se conec a con el equipo a bo do del ac o desde la o i- cina, a más de 50 km de la explo ación, median e un PC equipado igualmen e con mode n GSM, pa a des- ca ga la in o mación que se ha ido egis ando a lo la go de la jo nada y libe a la memo ia una ez com- p obado que se ha g abado en el PC sin e o es. El a - chi o gene ado, en o ma o ".cs " cons a po lo gene- al de unos 25.000 egis os, dependiendo del iem- po que el ac o haya es ado en ma cha ese día. Es e a chi o se uelca sob e la aplicación AgGIS SS oolbox lo que nos pe mi e en e o as cosas, la isualización de odo el eco ido hecho en el día ( igu a 1). El análisis de los a chi os gene ados ha consis i- do en de ec a en e odos los egis os de que cons- Cuad o I. a, los co espondien es a los siguien es e en os (cuad o 1): •  A anque y pa adas del mo o del ac o . Localización de los luga es y momen os de inicio/ in de cada concep o en una jo nada de abajo (5 de mayo de 2008, esiemb a de algodón). •  Salidas y en adas en el ecin o de la na e de maquina ia ha- cia/desde las pa celas de abajo. LONGITUD  LAPTUD  HORA  CONCEPTO  "9111 •  Salidas y en adas en las pa celas de abajo. 5,14853379  37,73775348  07:35:48  A anca mo o •  Inicio y inalización de las eca gas (po ejemplo el pun o A de la igu- -5,148781745 37,73786863 07:38:14 Pa a mo o a 1). -5148781745 37,73786863 07:40:03 A anca mo o •  Inicio y inalización del iempo de descanso del ope a io. 5,148847563 37,73783238 07:40:26 Pa a mo o Además de es o se calcula la elocidad media de abajo en pa ce- 5,148847563 37,73783238 07:45:14 A anca mo o y sale de na e la y la supe icie cubie a, ambos da os po sepa ado pa a cada una de -5,166989567 37,73666427 07:54:59 Llega a pa cela las eca gas en el caso de que implique eg esa a la na e o al pun o A 5 167313017 37,7367143 09:10:59 Inicia eca ga en bo de pa cela (cuad o 11 y igu a 2). -5,16730085 37,73671175 09:23:30 Finaliza eca ga Una ez de ec ados es os momen os, po di e encias en e ellos, -5,167432067 37,73974088 09:52:09 Pa a mo o se ob ienen los iempos empleados en cada concep o que hemos con- side ado de in e és: -5,167432067 37,73974088 09:52:21 A anca mo o -5,16778225 37,73687967 11:28:04 Pa a mo o e inicia pausa ope ado -5,16778225 37,73687967 11:47:20 A anca mo o . Fin pausa ope ado •  Tiempo de abajo en el ecin o de la na e (p epa ación de abajos, epa aciones, e c,). -5,16787025 37,73690548 12:07:31 Inicia eca ga en bo de pa cela •  Tiempo de anspo e a/desde pa celas de abajo a na e o pun o A. -5,16786555 37,73691107 12:17:36 Finaliza eca ga 5,16842465 37,73719895 14:37:19 Sale de pa cela •  Tiempo empleado en el eabas ecimien o (en su caso). -5,14887236 37,73786697 14:47:26 Uega a na e •  Tiempo de abajo en pa celas. -5,148672072 37,73780117 14:51:48 Pa a mo o •  Tiempo de descanso del ope a io. •  Tiempo que el ac o ha pe manecido con el mo o en ma cha. El p og ama de con ol que se ha elabo ado inicia el almacenamien o de in o mación cuando se ac i a el con ac o del ac o y con inúa a in e alos de un segundo mien as el con ac o es é ac i ado. Cada egis o cons a de: la i ud, longi ud, echa, ho a, elocidad y di ección de mo imien o del ac o . Además, cada ez que se ac i a o se desac i a el con ac o del ac o , se en ía de o ma au omá ica un mensaje SMS al núme o que se le ha p og amado con in o mación básica sob e el es ado del equipo Resul ados Como comp obación de la e icacia de la me odología p opues a, se mues an los esul ados del análisis de es jo nadas de abajo del ac o . El cuad o 11 mues a los esul ados ob enidos del día 27 de Cuad o II. Ca ac e ís icas del abajo ealizado con máquina pul e izado a, pa a cada ca ga (27 de ma zo de 2008). Supe icie  Velocidad  Ancho de  Capacidad  Tiempo  Capacidad  Rendimien o abajada  media  abajo  de abajo  empleado  de abajo en  en O la /  (km/h)  011(  eó ica (ha/h)  pa cela (halb)  pamela (%) Á ea 1 5,8  7,44  13,3 9,90 01:02:49 5,54 56,0 Ai ea 2 5,3 7,71 13,3 10,25 01:01:32 5,17 50,4 Á ea 3 2,6 7,59 13,3 10,09 00:26:35 5,87 58,1 Á ea 4 5,9 7,60 13,3 10,11 00:46:24 7,63 75,5 40/Vida Ru al/15 de junio 2008 III 27/3/08  5/5/08  16/5/08 Pul e izado i Semb ado a  Pul e izado loc. Ope ación ealizada Figu a 2. Á eas abajadas con cada ca ga del pul e izado (27 de ma zo de 2008). ma zo de 2008 en que abajó sob e las pa celas que se mues an en la igu a 2 con una máquina pul e izado a. En es e p ime análisis que se e ec úa cuando la máquina necesi a eg esa a la na e o al o o pun o de eca ga (pun o A), se calcula el en- dimien o en pa cela a pa i de la capacidad de abajo eó ica de la má- quina y de la capacidad de abajo en pa cela. La p ime a son las hec- á eas po ho a que la máquina se ía capaz de abaja sin ningún ipo de in e upción. Resul a de mul iplica el ancho de abajo po la elo- cidad media en pa cela, con los cambios de unidades adecuados. La capacidad de abajo en pa cela es el cocien e en e la supe icie a- bajada con cada ca ga y el iempo que la máquina ha pe manecido en la pa cela. Po compa ación con la an e io enemos un indicado de las in e- upciones y iempos empleados en maniob as que se han p oducido. El meno endimien o ob enido en el á ea 2 es consecuencia de una ins alación ija de iego si uada en e pi o s, que obliga a le an a uno Cuad o III. Ca ac e ís icas del abajo ealizado en es di e en es jo nadas con el ac o ensayado. Ancho de abajo (m) Supe icie abajada (ha) Tiempo en pamela Tiempo en anspo e Tiempo en eca gas Tiempo en na e Tiempo pausa ope ado Tiempo o al empleado Tiempo con mo o en ma cha Velocidad media en pa cela (km/h) Capacidad de abajo eó ica (ha/h) Capacidad de abajo en pa cela (ha/h) Capacidad de abajo eal (ha/h( Rendimien o de abajo en pa cela (%) Rendimien o de abajo eal (%) 3,8  3.8 5,9 4,8 06:00:28 04:35:37 00:19:52 01:07:10 00:22:36 00:29:28 00:13:48 00:48:34 00:19:16 00:23:44 07:16:00 7:24:33 06:49:55 5:59:20 3,06 4,14 1,16 1,57 0,98 1,04 0,81 0,65 84,46 66.47 69,83 41,21 13,3 19,60 03:17:20 01:33:35 01:27:06 00:24:00 00:11:24 06:53:25 06:42:25 7,58 10,08 6,11 2,84 60,62 28,21 Checchi i Magli Tecnologías pa a ho icul u a RIO 31 +WOLF COMPACT TRASPLANTADORAS ACOLCHADORAS Y INTABLONADORAS e 6 31 UTILITY AUTOPROPULSADA MAQUINAS PARA LA PATATAS SOLICITEN NUESTRO CATALOGO Via Guizza di, 38 40054 BUDRIO BOLOGNA ITALIA Tel. 051.80.02.53 Fax 051.69.20.611 www.checchiemaglicom Dis ibución de iempos de abajo con pul e izado (27 de ma zo de 2008). 41 n m PAUSA OPERARIO 2,8% IZZ" EN NAVE 5,8% RECARGAS 21,1% EN PARCELA 47,7% TRANSPORTE 22,6% PAUSA OPERARIO EN NAVE  4.4° 3,2% RECARGAS 5,2% TRASN PORTE 4,6% EN PARCELA 82,7% RECARGAS 6,6% TRANSPORTE 15,1% EN PARCELA 62,0% PAUSA OPERARIO 5,3% EN NAVE 10,9% DOSSIER 55 Figu a 3. Figu a 4. Dis ibución de iempos de abajo con semb ado a (5 de mayo de 2008). Figu a 5. Dis ibución de iempos de abajo con máquina de aplicación localizada de he bicida (16 de mayo de 2008). Cada día, una ez inaliza la jo nada de abajo, se conec a con el equipo a bo do del ac o desde la o icina, a más de 50 km de la explo ación, median e un PC equipado igualmen e con modem GSM, pa a desca ga la in o mación que se ha ido egis ando a lo la go de la jo nada y libe a la memo ia una ez comp obado que se ha g abado en el PC sin e o es de los la e ales de la ba a cada dos pases al pasa po es a zona. En el á ea 4 los pases son más la gos y sin obs áculos en los ex emos lo que educe los iempos mue os y aumen a el endimien o. El cuad o III mues a los esul ados de los pa áme os que ca ac- e izan las ope aciones ealizadas en los es días analizados. En ellos se globalizan los ob enidos de las dis in as eca gas en el caso de exis- i y además se ob iene la capacidad de abajo eal como cocien e en- e la supe icie abajada y el iempo o al empleado en la ope ación. El endimien o de abajo eal es el cocien e en e la capacidad de a- bajo eal y la capacidad de abajo eó ica mul iplicado po 100, lo que supone un indicado del iempo que es ocupado en el es o de concep- os dis in os al abajo de la máquina. Las igu as 3, 4 y 5 mues an g á- icamen e es a dis ibución de iempos, poniendo de mani ies o la g an di e encia que supone eabas ece la máquina a pie de pa cela (sem- b ado a, 5 de mayo) en e al eabas ecimien o en pun os alejados (pul- e izado , 27 de ma zo). Conclusiones La me odología expues a pe mi e la ob ención de da os muy alio- sos en la ges ión de explo aciones y emp esas de se icios de maqui- na ia ag ícola, con las g andes en ajas de no in e e i con el abajo del ope a io del ac o y no eque i desplazamien os has a la explo a- ción pa a ecoge los da os. La inco po ación de nue os senso es como medido de consumo de combus ible, elocidad de gi o del mo o y de las uedas, medido es de ue za y pa en los acoplamien os, en e o os, pe mi i á en el u u o la ca ac e ización aún más de allada de las ope aciones mecanizadas. Ag adecimien os [ --- Es e abajo ha sido posible g acias a la inanciación del p oyec o INIA RTA 2006-00058- CO3-03, co inanciado po el Fondo Eu opeo de Desa ollo Regional de la UE. Los au o es ambién mani ies an su ag adecimien o a Ra ael Calleja y Ra ael Galis eo po las acilidades que nos han b indado pa a ealiza los ensayos en la explo ación "La Pa illa" en Palma del Río, Có doba. Bibliog a ía Ag icul u a de p ecisión: nue as he amien as pa a el campo. J. Agüe a. Vida Ru al , Vol 2001-8. pp 58-61. Sis emas de ayuda al guiado y guiado au omá ico de ac o es y maquina ia ag íco- la. J. Agüe a; M. Pé ez. Te alia. Vol 2004-43. pp 40-47. Moni o es de endimien o pa a cosechado as de algodón y oma e. M. Pé ez; J. Agüe a. Vida Ru al. Vol 2005-202. pp 60-63. La Ag icul u a de P ecisión aplicada al cul i o de la id. M. Pé ez; J. Agüe a. Vida Ru al. Vol 2005-212. pp 48-53. 42/Vida Ru al/15 de junio 2008