Buscar:   
 

PPR - Proyectos Propios de la Red

Justificación de la Propuesta

1. Situación de Contexto

La agricultura de precisión (AP) es un conjunto de herramientas que permiten la gestión en forma más detallada de la producción agrícola y de los factores involucrados en la producción. Su incorporación en los sistemas de producciónpermite incrementar la eficiencia en el uso de los recursos e insumos, incentivando la diversificación de cultivos e incrementando la competitividad.

La AP surgió en Argentina en el año 1995, de la mano del INTA con el apoyo inicial de empresas del sector privado. Desde entonces, la evolución de la AP se ha incrementado y acelerado, manifestándose actualmente con un 30% de adopción por parte de los productores y un 70% de participación de la industria nacional en agrocomponentes precisos utilizados. Se prevé que a finales del 2013 con la intervención del proyecto AP, el nivel de adopción alcance a un 50% de los productores y que la participación de la industria nacional en los productos comercializados continúe incrementándose hasta lograr un elevado grado de internacionalización de las empresas con competitividad global.

Por otro lado, también se observa que el desarrollo y adopción de agrocomponentes de precisión ha sido más rápido que la generación de información técnica agronómica sólida que lo sustenta. Frente a esta realidad, en toda la cadena productiva existe una fuerte demanda de conocimiento y el INTA tiene la oportunidad y responsabilidad de responder técnicamente a través del proyecto AP, continuando con la generación de información en lo que respecta a cultivo y a maquinaria agrícola del presente y del futuro.

Del análisis del mercado y tendencias globales de maquinaria agrícola y agrocomponentes resulta evidente que la electrónica, la automatización, la hidráulica, la neumática, la robótica, sumada al GPS, la telecomunicación y software específicos constituyen los mayores adelantos en materia de prestaciones. Esta tendencia de incorporación de avances tecnológicos en procesos de producción y en los equipos marginará del mercado internacional y local de la maquinaria agrícola a las empresas que no los adopten (Bragachini, M. 2006).

Con respecto a esto, el principal logro del Proyecto de Agricultura de Precisión y máquinas precisas fue la consolidación de una red público privada capaz de posicionar a la Argentina como país líder en Latinoamérica en desarrollo, fabricación y adopción de herramientas de Agricultura de Precisión y manejo de insumos y cultivos por ambiente. Esto se manifiesta en la magnitud de eventos como la realización del 8ª Curso Internacional de Agricultura de Precisión, 3ª Expo de Máquinas Precisas y 1º gira técnica de Precisión, donde participaron 15 países, mas de 1.800 asistentes, 80 empresas y mas de 50 disertaciones. Esto lo constituyen como el mayor evento internacional de la temática a nivel mundial.

Este avance tecnológico del sector de maquinaria agrícola de alta complejidad contribuyo a un crecimiento cuanti-cualitativo de importante magnitud. El crecimiento del sector agroalimentario produjo desarrollo en los pueblos del interior donde se radican las 720 Pymes del sector que se manifiesta en un incremento de la demanda laboral del sector de 32.500 a 80.000 puestos de trabajo directos e indirectos en el periodo 2001 al 2009 y se proyecta un crecimiento de 20.000 puestos de trabajo más en los próximos 3 años.

La evolucion del mercado argentino de maquinarias muestra un cambio importante en los montos globales transados. En relacion al crecimiento interno la exportacion crecio de 10 a 170 mill de dolares reduciendose fuertemente el desequilibrio de la balanza comercial. Tambien el crecimiento de las empresas participantes ha sido de aproximadamente un 500%. Es muy relevante señalar que en los componentes de agricultura de precisión la participación de equipos importados se ha reducido a la mitad en el periodo 2001-2009 (tabla 1).

Tabla 1. Evolución del sector de Maquinaria Agrícola y Agrocomponentes.

Año Facturación 
total del 
Mercado 
Industria 
Nacional
M/U$S
Mercado Nacional 
Total
M/U$S
Exportación
M/U$S
Balanza
Comercial
Empresas
Exportadoras
Países de
Exportación
% de Importación
2001 225 450 10,3 24/1 Negativa 20 10 90% cosechadoras,
tractores y AP
2009 770 1050 170 2,6/1 Negativa 100 32 75% cosechadoras
y tractores
45% AP

Fuente: Bragachini, M.; Saavedra, A.; Méndez, J.; Casini, C.; Méndez A. 2010

 

Un análisis de la evolución del mercado de los agrocomponentes en la Argentina, en base a datos propios de la red de AP, muestra que algunos componentes como los monitores de rendimiento han sido adoptados a una velocidad muy importante. Los monitores de siembra y los equipo de siembra y fertilización variable, así como también los sistemas de banderillero satelital para maquinas autopropulsadas y aviones entre otras son herramientas que evidencias la gran adopción de la AP en el mercado argentino (Tabla 2).

Tabla 2. Evolución de adopción de herramientas de AP en Argentina

Tipo de Equipamiento 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008*
Monitores de 
Rendimiento
50 200 300 450 560 600 850 1300 1600 2500 3600 4500
Monitores de
Rendimiento con GPS
25 75 155 270 400 420 600 900 1300 2200 3300 4200
Monitores de
Rendimiento sin GPS
25 125 145 180 160 180 250 400 300 300 300 300
Dosis Variable
sembradoras y
fertilizadoras (sólidos)
3 4 5 6 10 12 25 40 80 420 700 1000
Dosis Variable
fertilizadoras (líquido)
0 0 0 0 0 0 0 0 50 80 215 335
Monitores de siembra
interactivos
400 500 700 1000 1300 1500 1800 2200 3000 4200 6500 8000
Banderilleros Satelitales
en aviones
35 60 100 160 200 230 300 450 480 550 680 690
Banderilleros Satelitales
en Pulverizadores
0 10 70 200 400 500 2000 3000 4000 5000 7600 9000
Guía Automática 0 0 0 0 0 0 0 3 25 50 185 400
Sensores de N en 
tiempo real
0 0 2 2 4 5 6 7 7 12 15 15
Sensores de electro
conductividad
0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 5

Fuente: INTA Manfredi, Setiembre 2009

En el contexto mundial, la Argentina se ubica segunda en el número de monitores de rendimiento vendidos y quinta considerando el número de monitores por cantidad de hectáreas sembradas. 

La comparación de la adopción de las herramientas de AP en Argentina respecto a los demás países vecinos, muestra que aun comparados a Brasil, con un área de producción mucho mayor, la cantidad de equipos claves como el monitor de rendimiento y los equipos de dosis variables es superior en cantidad por unidad de superficie (Tabla 3)

Tabla 3. Nivel de adopción de equipos de agricultura de precisión en países latinoamericanos. 

Herramientas de Agricultura de Precisión en Sudamérica al 2008
Países Guía Manual
Banderilleros
Monitor de
Siembra
Monitor de
Rendimiento
GPS
Dosis
Variable
(semilla y
Fertilizante)
Piloto
Automático
Dosis
Variable
líquida
Brasil 18.000 6.000 2.000 1.300 1.200 10
Argentina 9.000 8.000 4.500 1.000 400 300
Otros países 2.000 1.200 1.000 50 50 25
Total 29.000 15.200 8.000 2.350 1.650 335
Datos: Proyecto Agricultura de Precisión, INTA, D&E, otros informantes.

El productor argentino gradualmente esta incorporando esta tecnología como otro insumo o herramienta necesaria para aumentar la eficiencia productiva, reducir costos y comenzar a manejar factores de gestión y control de operaciones a campo, como así también herramientas de trazabilidad de aplicación de insumos (agroquímicos, semillas y fertilizantes) según ambiente.

La participación de INTA como actor principal en el proceso de generación, difusión, transfererencia de la tecnologia de agricultura de precisión ha sido central en la Argentina y permite afirmar que los objetivos de trabajo planteados en los proyectos intervinientes en el anterior periodo (2007-2009) fueron alcanzados. El contexto actual muestra que tanto la intensidad como la especificidad de la demanda se han modificado en términos cuanti-cualitativos y genera un mayor compromiso y esfuerzo de trabajo a la institución la cual cumple un rol de liderazgo en la generación y socialización del conocimientos que permitan mejorar los procesos productivos incrementando su productividad y su eficiencia, minimizando el impacto ambiental y contribuyendo con lacalidad total de los sistemas productivos predominantes. 

2. Problema / Oportunidad (Corregido RM/AK)

Actualmente existe una gran demanda de conocimiento técnico y científico sobre la temática de AP proveniente de instituciones públicas y privadas. Esta demanda requiere desarrollo e investigación nacional con prospectiva internacional, lo que hace necesario incrementar la capacitación brindada desde el proyecto AP y la colaboración publico – privada en el desarrollo innovativo de productos. 

La amplitud del concepto de Agricultura de Precisión hace difícil el conocimiento integral sobre las prestaciones de cada una de sus herramientas, surgiendo un campo de especialización para cada una de ellas, favoreciendo la generación de grupos interdisciplinarios, la conformacion de equipos y el trabajo en Red. 

La variabilidad ambiental y socioeconómica del área de interés del proyecto, que cubre casi la totalidad del territorio, en ambientes agroecologicos diferentes comprendiendo sistemas de producción diversos, e incorporando nuevos sistemas productivos como los ganaderos de carne y leche intensivos, requiere evaluaciones y ajustes de técnicas de manejo, equipos, insumos y recursos en los sistemas de producción con adopción de practicas de AP.

El escaso desarrollo de prácticas y equipamientos que permitan monitorear la calidad del grano cosechado permitiendo el trazado, diferenciación y segregación por su calidad, otorga una oportunidad de mejora hacia la cadena agroindustrial.

La posibilidad de utilizar herramientas de AP para el trazado de las operaciones realizadas en el campo, permitiría un mayor control del empleo de fertilizantes y pesticidas en los sistemas productivos, para evitar problemas ambientales indeseables, como así también trazar y controlar las operaciones de las máquinas en el campo. Esta posibilidad contribuiría de manera directa al logro de prácticas de certificación de la agricultura, tarea que podría agregar valor adicional a los productos argentinos.

Los técnicos de Aapresid están impulsando un Sistema de Gestión de calidad con Agricultura de Conservación, para ello se diseñó un protocolo de Agricultura Certificada (AC), lo cual además de la aplicación de la siembra directa, incorpora un conjunto de herramientas que se resume con el nombre de Buenas Prácticas Agrícolas (BPAs), como ser la rotación de cultivo, cultivos de cobertura, manejo integrado de plagas, malezas y enfermedades, la nutrición balanceada y restitución de nutrientes, uso racional y profesional de insumos, registro de las tareas y procesos y la sistematización de la información, conforman las bases para un certificado de calidad de presos y productos, en este sistema de AC las herramientas de agricultura que permiten el manejo de cultivo e insumo en forma variable por ambiente, dejando perfectamente trazado la cantidad de insumo y la forma de aplicación en cada ambiente y la caracterización espacial de ambientes resulta indispensable su aplicación. Resulta evidente que la AP es un insumo de la AC que muy bien aspiran y difunden los técnicos de Aapresid.

Este contexto representa una oportunidad y acrecienta la responsabilidad de continuar los esfuerzos y las acciones que desde el INTA han realizado los proyectos de AP. Es importante fortalecer las capacidades adquiridas por los RRHH, transferir experiencias dentro de la institución y estrechar la vinculación con organismos de investigación públicos y privados en el país y el extranjero para consolidar el liderazgo ganado.

De esta forma, el proyecto propio de la red AP propuesto puede responder enfáticamente al menos en cinco grandes ejes de la innovación.

  • Expandir la frontera del conocimiento generando nuevos procesos, productos y servicios para acceder a los mercados más dinámicos.

  • Disminuir las brechas tecnológicas existentes entre los conocimientos disponibles e incorporados por los sistemas productivos para preservar el acceso e inserción en los mercados.

  • Mejorar la eficiencia productiva y la adaptación a los estándares de inocuidad y calidad, resolviendo, a su vez, los requerimientos ambientales de los mercados y de la bioseguridad.

  • Mantener acceso continuo a las fuentes de conocimientos que posibiliten fortalecer la acción prospectiva, gestión tecnológica y la organización institucional.

  • Formar grupos de integración (universidad+INTA+INTI+gobierno+empresas+ PyMES) orientadas al desarrollo de las PyMES locales.

3. Antecedentes / Estado del Arte

La agricultura de precisión debe ser considerada como un cambio filosófico en el manejo de la variabilidad dentro de las empresas agrícolas, pensada para mejorar la rentabilidad y/o minimizar el impacto ambiental en el mediano y largo plazo. Como todos los desafíos de las disciplinas basadas en ciencia, la aceptación de la AP debe recaer en una exitosa experimentación (Whelan y Mc Bratney. 2000).La integración de múltiples áreas en el sector de maquinaria agrícola ha contribuido de manera importante en la evolución de la maquinaria agrícola. La electrónica, la metal mecánica, la hidráulica, la neumática, la telecomunicación, el sistema de pocisionamiento satelital, entre otras, ha permitido realizar tareas de manera más sencilla y eficiente. En telecomunicaciones la aplicación del sistema Can Bus o Bus CAN (Controller Area Network) a la maquinaria agrícola, simplifica y economiza la tarea de comunicar subsistemas de diferentes fabricantes y reduce considerablemente el cableado. Can Bus ofrece una solución a la gestión de la comunicación entre múltiples CPUs (unidades centrales de proceso) ya que es un protocolo de comunicaciones basado en una topología bus para la transmisión de mensajes en ambientes distribuidos (Yassushi Inamasu et al., 2008). En cuanto a avaces en sistemas de pocisionamiento satelital actualmente el GPS deja de ser el único sistema existente compartiendo la funcionalidad con Galileo (Unión Europea) y Glonas (Ex Unión Soviética) a la ves que se han desarrollado sistemas que incrementan la precisión entre los cuales se encuentran el WAAS y el EGNOS que son los sistemas americanos y europeos respectivamente que mejoran la precisión del GPS, logrando obtener objetivos con un margen de error de dos metros ( www.elgps.com/documentos/.../faqwaas.html ). Los desarrollos nacionales de sistemas de siembra y fertilización variable son muchos, coincidiendo en la excelencia de sus prestaciones y confiabilidad, tal como el sistema hidráulico Verion, sistema electro hidráulico Di Rocco, sistema electromecánico Garro Fabril y ORIPON y la Tekno electroniq, una sembradora electro neumática con motores paso a paso que requieren de energía eléctrica (24V) generada por el tractor, que se encargan de mover individualmente cada uno de los dosificadores (Bragachini, 2009). En cosecha, el regulador automático de caudal comienza a ser fundamental. Este sistema determina la carga del motor y adapta la velocidad de avance de acuerdo a las exigencias del cultivo, evitando sobrecargas en los órganos de trabajo, pérdidas por cola en caso de alto rendimiento o el subaprovechamiento de la capacidad de trabajo en caso de disminución en el rendimiento. En monitores de rendimiento el desarrollo nacional también es importante ya que se cuenta con los productos como el de IGB (Ingeniero Guillermo Bonamico), el de Sensor y el de Gentec y cuyas prestaciones y confiabilidad fueron abaladas por INTA a traves del Proyecto ( http://www.claas.es/ ). Otro avance a nivel mundial corresponde el Tue Count, sistema de corte de surco individual para cualquier sembradora. Un embrague neumático se coloca en cada cuerpo y este se controla neumáticamente a través de una señal GPS. Cada fila tiene su propio embrague para que pueda dividir la sembradora en tantas secciones como sea necesario, de esta manera no se produce superpocisiones entre pasadas y en cabeceras ( www.trucount.com ).Con el mismo objetivo de eliminación de superpocisión existen los sistemas de corte por sección en pulverización, que utiliza la posición GPS para crear un modelo virtual del lote graba las pasadas aplicadas en tiempo real y con esta información determina el corte total o por secciones, cada vez que el barral de la pulverizadora se encime sobre las pasadas ya aplicadas ( http://www.geosistemassrl.com.ar/folletos/17.pdf ). En cuanto a desarrollo nacional de esta tecnología, Verion y D&E han desarrollado y actualmente se encuentra comercializando equipos de corte por sección con excelentes resultados. Otro indicio de avance en la adopción de herramientas de AP son las redes de RTK (Real Time Kinematic) que empresas proveedoras de productos y servicios están implementando para uso común, las mismas cumplen la función de las Beacom (precisión 30 cm) pero con una precisión de 1.5 a 5 cm. (ww.vanderhoevenagr.com.ar/novedadactual.asp?codigo=83). Los pilotos automáticos han evolucionado inclusive a nivel industria nacional, ya que hoy se cuenta con empresas argentinas que desarrollan y comercializan estos equipos tales como Gentec con su producto S-Box Steer y Verion con el sistema V-Com. La utilización de maquinarias y agrocomponentes precisos del presente y del futuro permite un manejo de cultivos e insumos por ambiente y constituye el nuevo paradigma de los sistemas de producción, que condicionará la permanencia en el mercado aquellos que no lo consideren (Bragachini, 2009). Las máquinas del futuro serán parecidas a un robot programable, más automatizadas en su regulación, con adaptabilidad para responder a sensores y órdenes de manera remota, más seguras para el operario y para el ambiente productivo y funcionarán con energía renovable (biodiesel, etanol, biogas).

Desde el punto de vista agronómico, el desafío de la AP es determinar dónde y cuándo la variabilidad en los factores de la producción es responsable de las variaciones en el rendimiento de los cultivos (Mulla y Schepers, 1997). Los estudios de variabilidad han sido abordados a partir de diferentes fuentes información como muestreos intensivos de suelo (Kravchenko y Bullock, 1999), mapas de rendimiento de cultivos (Colin y Arslan, 2000) y sensores remotos aplicados a diferentes escalas (Hatfield et al, 2008), pero en general, existen escasas referencias de estudios integrales que utilicen diversas herramientas y métodos a escala de predio (Mc Bratney et al., 2005).

La variación interanual de los factores climáticos y su interacción con las relaciones suelo-cultivo modifican los resultados de las prácticas de manejo sitio específico, efectos que pueden ser estudiados mediante modelos de simulación agronómica (Sadler et al., 1999).

Para el manejo variable de insumos pueden utilizarse sensores remotos en tiempo real (Kitchen et al., 2010), muestreos dirigidos y/o en grilla (Sawchik y Mallarino 2007) y para densidad de siembra zonas de manejo (Bullock et al. 1998). Sin embargo, la respuesta a los cambios de manejo resulta comúnmente de dificultosa predicción (Robert et al., 2010). Un emergente de la aplicación de la AP es la generación de gran cantidad de información que requieren ser integrada. Bullock et al. (2007) afirman que pocos o ningún individuo tiene un suficientemente amplio entrenamiento en varias disciplinas que permitan tomar todas las ventajas de la AP, indicando la necesidad de conformar equipos multidisciplinarios para esto.

4. Avances

La activa intervención de este PPR propició el crecimiento de una red de trabajo en donde participan el INTA, empresas nacionales de desarrollo de tecnologías, asesores y productores, con el objetivo de potenciar a las empresas en el desarrollo de nuevos productos con prospectiva internacional y de hacer crecer la adopción de las prácticas de AP.  

Las acciones realizadas han contribuido a que se reemplace el 50% de los agrocomponentes importados por productos nacionales, los cuales en ocasiones superan en calidad y prestación a los equipos importados evidenciando el potencial y capacidad local para la generación de tecnología.

En la cartera de proyectos INTA 2006-2009 a través del PPR se amplió la frontera de conocimiento sobre el funcionamiento y las prestaciones de las herramientas de AP existentes en el mercado dando respaldo técnico agronómico a su utilización a través de ensayos y pruebas a campo. 

Se avanzó sobre calibración y validación de los sensores de calidad en tiempo real para cada cultivo, también sobre la calibración y validación de los sensores remotos para cultivos y malezas, calibración de imágenes obtenidas mediante UAV y aviones comandados. 

Se incrementó la información sobre la performance de los diferentes equipamientos y herramientas de AP evaluados, tales como: monitores de rendimiento, monitores de siembra, sistemas de variación de insumos en donde se encuentran comprendidos semillas y fertilizantes tanto sólidos como líquidos, además herramientas de diagnóstico de lotes como rastra de conductividad eléctrica y radar, también se evaluaron sistemas de transmisión remota de datos de cosecha, siembra y pulverización.  

Si bien se han obtenido grandes avances en la temática, la continua aparición de innovaciones tecnológicas en la maquinaria y la expansión de la AP a nuevas áreas y cultivos requieren la ampliación, continuidad y profundización de los trabajos iniciados. Por otro lado, existen proyectos de INTA como el PRECOP II que proponen la industrialización y la transformación de los granos en origen, abriendo campos de trabajo conjunto como el de calidad de los granos. Este nuevo paradigma productivo se expande a la ganadería de precisión y al manejo de forrajes conservados de alta calidad. 

El avance de las comunicaciones y la rápida evolución de herramientas y metodologías a nivel global hacen prever cambios respecto a la planificación de acciones y objetivos de trabajo en el marco de la Red de AP en los próximos cinco años. Esto puede indicar la necesidad de reorientar recursos humanos y económicos durante el periodo del presente proyecto. 

Con respeto al manejo de cultivos en general, se produjeron avances en la generación de información para promover y sustentar la adopción de la tecnología de AP, pero aún es necesario ajustar muchos aspectos agronómicos y metodológicos que contribuyan a la implementación de estas prácticas, en especial abarcando mayor diversidad de situaciones dentro del territorio. En la generación de conocimientos se avanzo sobre la caracterización de la variabilidad espacial en las propiedades de suelo.

Se iniciaron experiencias interdisciplinarias para delimitar ambientes a partir del análisis conjunto de diversas fuentes de información y de mapas de rendimiento de varios años, destinadas a dirigir muestreos de suelo, ajustar prácticas de manejo de cultivos y adecuar la fertilización y aplicación de enmiendas. 

Se conocen algunos casos de adoptantes de las herramientas de agricultura de precisión que aprendieron a integrarlas en el manejo por ambiente de los diferentes cultivos, para la gestión de siembra, prueba y selección de cultivares, respuesta a fechas de siembra, densidad, espaciamiento entre hileras, fertilización y enmiendas entre otras prácticas de manejo. Esto genera un permanente avance en el conocimiento de la respuesta agronómica y económica diferenciándolos de la media productiva. Sin embargo, el nivel de adopción integral de manejo de cultivos e insumos por ambiente hoy no supera el 5% del área de siembra a nivel nacional, por lo que se hace necesaria la intensificación del trabajo en red que generalice esta situación.  

En cultivos no tradicionales como la caña de azúcar, donde no se dispone de herramientas de mapeo de rendimiento, se avanzó en el conocimiento de la variabilidad espacial en la producción a través de fotografías aéreas y se conducen verificaciones en terreno a escalas intra-lote. En aspectos metodológicos, se avanzó en el procesamiento de fotografías de alta resolución y de imágenes satelitales y mapas de rendimiento, generándose protocolos de procesamiento que se difundieron mediante cursos de capacitación a profesionales. 

Dentro de los logros se cuenta  el desarrollo y evaluación de algoritmos para el manejo variable de N mediante el uso de sensores remotos en trigo y maíz. Más recientemente, se han iniciado estudios y experiencias de aplicación en cultivos no tradicionales (caña de azúcar y tabaco). Recientemente se han articulado acciones con proyectos relacionados al manejo de la fertilidad.