Mecaolivar, una propuesta sólida para la mejora de los tratamientos fitosanitarios en el olivar

El olivar es uno de los cultivos más importantes de la Cuenca mediterránea, y en España, junto con los cereales, presenta una gran importancia económica, social y cultural. En 2013, la superficie cultivada en nuestro país ascendió a 2,5 millones de hectáreas, registrándose una producción de casi 8 millones de toneladas (FAO, 2014). No obstante, y debido fundamentalmente a su gran rusticidad, es uno de los cultivos con menor grado de tecnificación de los que se encuentran actualmente en el territorio nacional. Así, las operaciones de cultivo y recolección se llevan a cabo con maquinaria poco adaptada o que requiere del aporte de mano de obra para su trabajo, con lo que el rendimiento horario se ve reducido y los costes de producción aumentan. Por otra parte, en el caso de la aplicación de productos fitosanitarios, se producen numerosas pérdidas que van a parar a los cauces de agua cercanos, contaminando acuíferos y generando multitud de problemas medioambientales y para la salud pública (Robles-Molina et al., 2014). Por todas estas cuestiones, es necesario diseñar nuevos equipos adaptados a las necesidades particulares del cultivo, en vez de recurrir a las tradicionales adaptaciones poco profundas.

En este contexto surge el proyecto CPP (Compra Pública Precomercial) Mecaolivar (www.mecaolivar.com), un proyecto a nivel nacional y coordinado por el Grupo de Investigación AGR 126 ‘Mecanización y Tecnología Rural’ de la Universidad de Córdoba, que pretende aportar una serie de prototipos que permitan una mejora de la tecnificación y rentabilidad económica del sector del olivar. Para ello y mediante estrategias de I+D puestas al servicio del mundo empresarial se han puesto en marcha la licitación de Compra Pública Precomercial, un proceso que permite a los fabricantes apostar por soluciones novedosas en la mejora de las tecnologías actuales.

Del conjunto de las 6 líneas que desarrolla el proyecto Mecaolivar, existen varias centradas en la aplicación de productos fitosanitarios, tanto al suelo, como a la copa de los árboles. En el segundo caso resulta necesario de disponer de información sobre las características geométricas de la copa si se pretende realizar una aplicación proporcional y, por tanto, minimizar las pérdidas de producto por exceso. Esta circunstancia resulta sumamente complicada si se tiene en cuenta la disparidad de tamaños y formas de copa presentes en el olivar español (Fig 1). Por esta cuestión, es fundamental disponer de metodologías precisas de caracterización de copa para establecer los volúmenes a aplicar según las particularidades de la parcela en cuestión.

Figura 1. Diferencias en tamaño de copa según el tipo de plantación: a) Olivar Intensivo, b) Olivar tradicional de un tronco c) Olivar tradicional (de uno o varios troncos). (Martinez-Fuentes et al. 2015)

Es por eso que en el proyecto se proponen varios objetivos para la mejora de los tratamientos fitosanitarios en olivar:

• Estudiar los distintos parámetros vegetativos y el proceso de medición en cultivo de olivar intensivo y tradicional.
• Plantear un procedimiento de ajuste de volumen de caldo para tratamientos de aplicación de fitosanitarios.
• Proponer mejoras y adaptaciones en los equipos de aplicación de fitosanitarios para un mejor ajuste del volumen de aplicación.
• Estudiar el efecto de la deriva en los tratamientos fitosanitarios en el cultivo del olivar.

A. Caracterización de copa

Las parcelas y los correspondientes olivos caracterizados se pueden ver marcados en las fotos aéreas que se presentan en la Figura 2.

Figura 3. Métodos de caracterización de copa: a) Método Elipsoide b) Método Área Proyectada c) Método Silueta d) Método Volumen LiDAR.

Los métodos de caracterización de la vegetación se describen gráficamente en la Figura 3 y se detallan sus características en los siguientes puntos:

• Método Elipsoide (V_E, m³). Metodología que permite determinar el elipsoide que contiene la copa del olivo mediante la determinación manual de los 3 semiejes (E_a, E_b y E_c) que definen dicho elipsoide.
• Método Área Proyectada (A_PA,m²). Mediante la determinación de 8 puntos periféricos de la copa del olivo se determina el área proyectada que queda definida por estos puntos. El método matemático para el cálculo de esta área es el llamado algoritmo de área Gauss.
• Método Silueta (V_S,m³). Para este método se utilizan y se analizan las ocho imágenes digitales tomadas de cada árbol analizado. Para cada foto se determina el contorno o silueta desde ese punto de vista, una vez escalada la imagen mediante el uso de una referencia se puede calcular la superficie de la silueta delimitada. Con esa superficie y mediante la aplicación del segundo teorema de Pappus Guldinus se puede determinar un eje de rotación cercano al centro del árbol y de esta forma calcular el volumen de copa. Realizando este procedimiento para las ocho imágenes se obtiene el volumen medio de todas las revoluciones.
• Método volumen LiDAR (V_L,m³). Para este método se ha desarrollado el procedimiento de análisis de la nube de puntos que se obtiene con el escaneo georreferenciado usando un sensor LiDAR terrestre. Para este procedimiento se establece una altura mínima de análisis y partiendo de esta altura mínima se calcula el contorno máximo de la nube de puntos a cada altura. Para la determinación de este contorno se utiliza el algoritmo convex hull (Sinoquet and Rivet, 1997). Con los contornos a distintas alturas se puede determinar el volumen total de la copa analizada.

B. Ensayos de deposición

C. Diseño nuevas tecnologías en maquinaria para la mejora de aplicación de fitosanitarios

El objetivo principal del proyecto Mecaolivar es el desarrollo de nuevas tecnologías que den solución a los problemas que en lo que a mecanización se refiere, tiene el sector agrícola, y más concretamente el sector de olivar, principal cultivo en el sur de España.

El uso de maquinaria es uno de los factores que han propiciado el avance y el desarrollo de las explotaciones agrícolas en los últimos años, y ha sido la causa de la profesionalización y la mejora de la rentabilidad del sector, a la vez que ha dotado a agricultores y técnicos de mayor y mejor calidad de vida en el trabajo. Con esta premisa, este grupo de trabajo está desarrollando diversas mejoras en el ámbito de la aplicación de fitosanitarios, en base al uso, adaptación y optimización de las diversas tecnologías que continuamente aparecen en el mercado.

Las exigencias que dicta la nueva normativa comunitaria, nacional y autonómica en el uso y aplicación de plaguicidas están siendo recogidas en este proyecto, avanzando en aspectos tales como:

• Utilización de sensores para la detección y medida de la distancia desde el equipo de aplicación a la copa del árbol, para determinar una distancia óptima de aplicación.
• Mejor de la uniformidad en la aplicación.
• Disminución de la deriva provocada fundamentalmente por el viento.
• Disminución en el consumo de potencia necesaria para accionar los equipos de aplicación.
• Aumento de la pendiente efectiva de trabajo, desarrollando equipo estática y dinámicamente más estables, con centros de gravedad más bajos y medidas activas de seguridad.
• Posicionamiento dinámico y en tiempo real del elemento pulverizador, respecto al árbol.

D. Ensayos de deriva

Primeros resultados

Conclusiones

Aunque el proyecto concentra la actividad en un corto período de tiempo, 2 años en este caso, el Mecaolivar ha podido avanzar con paso firme en el estudio y mejora de los procesos que interfieren en la tecnología de aplicación de fitosanitarios. En referencia a la caracterización de la vegetación se han podido evaluar 4 métodos básicos de caracterización de copa. A partir del conocimiento de la vegetación se está trabajando en la metodología para establecer un procedimiento de ajuste de dosis. Paralelamente se ha avanzado en la mejora de los equipos de aplicación de fitosanitarios en base a una propuesta y estudio de los sistemas aire y líquido que se pueden implementar a los equipos actuales. Y en referencia al análisis de la deriva se han iniciado los trabajos con una metodología estándar para conocer el impacto de este factor en una aplicación convencional, y de esa forma poder, en un futuro cercano, proponer mejoras de los equipos y de los parámetros de aplicación.

Como líneas futuras cabe destacar de la necesidad de seguir apostando en el desarrollo de nuevos equipos que cumplan con la Directiva Europea de Uso Sostenible de Fitosanitarios (2009/128/CE) y en avanzar en el uso de tecnologías aplicación variable de productos fitosanitarios. Todo ello formará parte los proyectos siguientes.

Agradecimientos

Los autores quieren agradecer al Ministerio de Economía y Competitividad por el soporte financiero del proyecto MECAOLIVAR cofinanciado con fondos FEDER. Igualmente se agradece el soporte de la Interprofesional del Aceite de Oliva Español (IAOE). R. El segundo autor de este trabajo quiere también agradecer al Ministerio de Educación, Cultura y Deportes por el soporte económico a través del Programa Nacional de Formación de Profesorado Universitario (FPU).

Referencias bibliográficas

• Albrigo, L.G., C. a Anderson, G.J. Edwards, F.W. Bistline, W.J. Hepburn, and T. Cary. 1976. Yield estimation of 'Valencia' orange research plots and groves. Proc. Florida State Hortic. Soc. 88: 44–49.
• FAO. FAOSTAT. Available online: http://faostat3.fao.org (accessed on 1 November 2014).
• Gamarra-diezma, J.L., A. Miranda-Fuentes, J. Llorens, A. Cuenca, G.L. Blanco-roldán, and A. Rodríguez-lizana. 2015. Testing Accuracy of Long-Range Ultrasonic Sensors for Olive Tree Canopy Measurements. Sensors 15: 2902–2919.
• Miranda-Fuentes, A., J. Llorens, J.L. Gamarra-diezma, J.A. Gil-ribes, and E. Gil. 2015. Towards an Optimized Method of Olive Tree Crown Volume Measurement. Sensors 15: 3671–3687.
• Robles-Molina, J., F.J. Lara-Ortega, B. Gilbert-López, J.F. García-Reyes, and A. Molina-Díaz. 2014. Multi-residue method for the determination of over 400 priority and emerging pollutants in water and wastewater by solid-phase extraction and liquid chromatography-time-of-flight mass spectrometry. J. Chromatogr. A 1350: 30–43
• Sinoquet, H., and Rivet, P.. 1997. Measurement and visualization of the architecture of an adult tree based on a three-dimensional digitising device. Trees 11(5): 265