Dosificación de productos fitosanitarios a los olivos: Sistema Dosaolivar

La aplicación de fitosanitarios está de actualidad en la política medioambiental europea con fuertes restricciones que conllevan a eliminación de productos y reducciones de las dosis máximas autorizadas, lo que obliga a los agricultores a optimizar su manejo. Un uso sostenible exige: formación de los aplicadores, equipos adecuados bien regulados y en buen estado y conocimiento sobre los criterios de dosificación y de los parámetros de la operación que optimicen la aplicación y logren la adaptación de la maquinaria a las plantaciones. Por otra parte, el estudio de costes de AEMO (2012) para el olivar indica que suponen de media el 12% de los costes de producción, por lo que una reducción de su uso redundará en el ahorro económico inmediato para el agricultor. El Grupo Operativo Dosaolivar pretende dar solución a este último requisito y está formado por un consorcio en el que participa Dcoop, que es su representante, el Campus de Excelencia Agroalimentario CEIA3, la empresa tecnológica DTA, el fabricante de atomizadores Osuna-Sevillano y el G.I. 'Mecanización y Tecnología Rural', que es su coordinador técnico.

De entre los retos que existen para un buen uso de los agroquímicos, la dosificación adecuada y óptima ocupa un lugar clave, debido a su incidencia en el resultado final de los tratamientos. En España se dispone de una dosificación basada en la concentración del producto comercial en el depósito del equipo, y, ocasionalmente, se incluye el volumen recomendado por hectárea, respecto a lo que no existe un consenso suficiente, lo que lleva a indicaciones vagas y genéricas, con lo que los tratamientos gozan de un amplio grado de arbitrariedad. Esta circunstancia ha llevado a que los investigadores y técnicos tengan un interés creciente en relacionar el volumen de aplicación con variables intrínsecas del cultivo, entre los que destacan el marco de plantación (a mayor separación entre árboles menor dosis total por hectárea será necesaria), el volumen de la copa (mayor volumen = mayor dosis) y la densidad de hojas que presente la misma (cuanto más frondoso, mayor dosis necesaria).

Los criterios del nuevo marco legal europeo (Directiva 2009/128/CE) apoyan este ajuste de la dosis al cultivo y buscan optimizarla según diferentes parámetros propios de la geometría y del crecimiento del cultivo, buscando evitar la aplicación excesiva de productos sin que ello mejore la eficacia de los tratamientos. Los sistemas de dosificación generalizados entre nuestros vecinos europeos son el Tree Row Volume (TRV) y el Leaf Wall Area (LWA), que han terminado imponiéndose por su sencillez y vienen a establecer el volumen de caldo necesario en cada caso lo que, junto a la concentración de la materia activa, determina la dosis total de producto fitosanitario por hectárea. No obstante, estos sistemas están adaptados a árboles en espaldera o en seto, mientras qué en España, y en la cuenca mediterránea en general, la inmensa mayoría de los cultivos leñosos, a excepción de la viña, no presentan esta configuración. Estos sistemas, por tanto, no son de aplicación al olivar, salvo por las plantaciones en seto, que aún presentan un bajo porcentaje en términos de superficie (ESCYRE, 2019).

La falta de formación de los aplicadores y la ausencia de criterios claros sobre dosificación conducen a intentar asegurar el éxito de los tratamientos mediante la sobredosificación, porque se cree que así se asegura su eficacia, ya que el cultivo queda absolutamente cubierto por el líquido pulverizado. No obstante, lo que está ocurriendo es que se ejecuta la operación de forma incorrecta, con un gasto innecesario del producto, que va a parar directamente al suelo por goteo o que se pierde por deriva, lo que acarrea consecuencias contrarias a su uso sostenible: aumento de costes, impacto ambiental, reducción de la seguridad alimentaria y de la del operador (Figura 1).

Por otra parte, la experiencia del equipo de investigación ha puesto de manifiesto que los aplicadores tienen dificultades para ajustar la máquina de forma que aplique una determinada dosis por hectárea, ya que existen numerosos parámetros que interactúan entre sí y que hay que considerar a la hora de realizar la aplicación (velocidad de trabajo, tipo, número y tamaño de boquillas, presión de pulverización, anchura de la calle, etc.), figura 2.

DOSAOLIVAR tiene un doble propósito: dar consejo sobre el volumen de caldo necesario en cada tipología de plantación de olivar y facilitar la regulación automática del atomizador para ajustarse a esta recomendación, garantizando así el éxito del tratamiento.

El objetivo general de DOSAOLIVAR es desarrollar una herramienta que permita ayudar a los agricultores y a los técnicos a conseguir una correcta dosificación de los productos fitosanitarios aplicados a la copa de los olivos en sus diferentes sistemas de cultivo, de modo que se reduzcan las dosis y se gane en sostenibilidad ambiental y económica.

Los objetivos específicos son:

1. Desarrollar un sistema que permita la planificación de los tratamientos fitosanitarios y la aplicación óptima acorde a la situación y características del cultivo.
2. Aumentar la eficiencia, técnica, ambiental y energética, y mitigar las emisiones que afectan al cambio climático en el sector oleícola.
3. Generar una herramienta dinámica, actualizable y de base científica y tecnológica que pueda ser utilizada por el sector en la toma de mejores decisiones y de fácil uso por los olivicultores.
4. Transferir los resultados del proyecto a productores, organismos, instituciones y entidades públicas y privadas, tanto regionales como nacionales que pudieran estar interesadas en el mismo.
5. Informar y comunicar a la sociedad los resultados y las innovaciones que suponen una mejora de la sostenibilidad de los tratamientos fitosanitarios.

Su puesta en marcha ha resultado compleja, y se puede dividir en cuatro etapas: recopilación de información, experimentación, desarrollo de los instrumentos y ensayos de verificación. Todo esto ha llevado a un doble desarrollo: un sistema de dosificación simple y versátil, integrado en una aplicación para teléfonos móviles, y un sistema de regulación automática que pueda ser instalado, o venir de origen, en el atomizador.

Su implementación ha requerido el desarrollo de varias bases de datos: una sobre los productos fitosanitarios comerciales comúnmente empleados en el cultivo, con sus concentraciones, modo de acción, agente(s) objetivo, toxicidad, etc., que informe a los olivareros de las dosis máximas autorizadas, qué de consejos sobre la preparación de las mezclas, avisos de volúmenes y/o concentraciones excesivas, etc., y de las boquillas de turbulencia comúnmente empleadas en los atomizadores. Otra base de datos establece la variación del volumen de copa y la densidad foliar según sistema de cultivo, edad de las plantas, marco de plantación que son los datos clave en una buena dosificación.

Paralelamente, la experimentación ha supuesto un pilar fundamental del desarrollo, puesto que es imprescindible determinar el volumen óptimo de aplicación en función del tamaño y densidad foliar de los árboles, figura 3.

La estimación del volumen de copa es, en sí mismo, un problema de difícil solución. Para ello se suelen emplear medios electrónicos, entre los que se incluyen escáneres y drones, entre otra tecnología. En nuestro caso, se pretendía emplear una metodología que un agricultor o técnico pudiera emplear sin ningún tipo de formación especial, pero que por otra parte fuera suficientemente precisa para limitar el error. Por ello, se empleó el llamado método del vector promedio, propuesto por este grupo en diferentes trabajos de investigación y que ha demostrado una precisión muy razonable incluso en los olivares más extensivos, que son los más complicados.

La densidad foliar, que puede expresarse como la superficie de hojas contenida en la unidad de volumen de copa (por ejemplo, metros cuadrados de hoja por metro cúbico de copa) es un claro indicador del estado fisiológico y de la vejez del árbol, y determina la cantidad de producto que se ha de pulverizar ya que, como antes se apuntaba, a mayor densidad, mayor superficie de hoja a cubrir y, por tanto, mayor dosis necesaria. Para muestrear densidad foliar, no queda más remedio que defoliar sectores del árbol y escanear las hojas extraídas en laboratorio para determinar su superficie. En nuestro caso, y por tratarse de fincas comerciales, solo se defoliaron pequeños volúmenes (unos 8.000 cm³) en sectores repartidos por toda la copa del árbol. Para disminuir el error causado por el reducido tamaño de las muestras, se incrementó significativamente la frecuencia de muestro.

Como resultado de todo esto, finalmente, se integraron en la base de datos más de 1000 medidas de los volúmenes de copa y 200 de la densidad foliar de los olivos. El muestreo llevado a cabo en los distintos tipos de olivar originó su clasificación en tres categorías de densidad foliar para cada sistema de cultivo (alta, media y baja).

A partir de la experimentación, la dosificación para un árbol se establece mediante su volumen de copa en metros cúbicos, multiplicado por dos factores. En primer lugar, se encuentra el factor que relaciona el volumen de caldo y el volumen de copa, conocido como volumen específico de pulverización (VEP), expresado en litros por metro cúbico de copa. Es decir, multiplicando los metros cúbicos de copa de un olivo por este factor, obtenemos directamente los litros que se le deben aplicar. Los ensayos llevados a cabo determinaron p.e. que el VEP óptimo para olivos intensivos (con marcos de plantación más densos, copas de tamaño más reducido y mayor frondosidad) resulta ser de 0.12 l/m³. Este número da que para un olivo en marco intensivo que tenga 35 m³ de copa el volumen óptimo sería de 4,2 litros. En tradicional el VEP es inferior y para un volumen de copa de 100 m³ sería de unos 10 litros. Además, que hay que corregir por la densidad de hojas. Si el árbol tiene densidad de hojas normal, el volumen de aplicación no debe ser corregido y sería el que se ha calculado anteriormente. Por el contrario, si la densidad de hojas es alta o baja, habría que aplicar un coeficiente corrector que, respectivamente, aumentara o disminuyera el volumen a aplicar.

Una vez que sabemos el volumen de caldo necesario para cada árbol, si conocemos el número de árboles por hectárea, tendremos los litros por hectárea a aplicar. Sabiendo la concentración de materia activa recomendada por el fabricante, o establecida por la administración en la base de datos o consultada por internet, tendremos, automáticamente, la dosis de materia activa por hectárea. De cara a la regulación del equipo, necesitaremos conocer el tipo de boquillas y la velocidad a la que se desea realizar el tratamiento, con lo que llegamos a la presión de pulverización, última variable que, combinada con las demás, garantiza la aplicación de la dosis deseada, figura 2.

Hemos de indicar que los ensayos para el ajuste del volumen específico de pulverización (VEP) y la influencia combinada del volumen de copa y la densidad foliar sobre el depósito de producto en la copa, han arrojado datos significativos, de gran valor científico-técnico. Son, además, los primeros valores obtenidos para el olivar y resultan básicos para completar la aplicación móvil. A partir de aquí se desarrollan los modelos matemáticos que determinen el volumen de aplicación en función de los valores que adopten las variables antes señaladas y se integran en la aplicación para móviles y en el dispositivo electrónico que permite la regulación automática del equipo en función de las prescripciones de la aplicación.

El resultado final permite disponer de un sistema de dosificación para uso por agricultores y técnicos que tiene los siguientes componentes, figura 4:

• Una aplicación para dispositivos móviles (app) que permita determinar el volumen óptimo de caldo y, por tanto, la cantidad de materia activa a pulverizar en función de distintas particularidades del olivar en el que se aplique, del equipo de pulverización empleado y de las variables elegidas por el aplicador
• Un dispositivo electrónico (kit) que se pueda implantar en cualquier atomizador y que permita su regulación automática en función de las especificaciones indicadas por el operario, de forma que se garantice la aplicación del volumen de caldo deseado. Incorpora también un monitor de visualización y control montado en el tractor para conocer, en cada momento, el caudal de caldo aplicado, la presión de trabajo y el volumen por hectárea resultante.
• Un sistema de comunicación entre los dos sistemas anteriormente descritos para que puedan ser utilizados conjuntamente y se minimice el grado de formación necesaria en el agricultor, que solo tendría que preparar la disolución del producto comercial en el depósito del pulverizador.

En la figura 5 tenemos las pantallas iniciales de la aplicación. Gracias a la experimentación llevada a cabo, se han podido desarrollar los modelos matemáticos necesarios para que la app pueda ofrecer recomendaciones del volumen óptimo de pulverización, figura 6.

Es una herramienta en manos del aplicador para cualquier tipo de olivar en el que deba hacer un tratamiento: tradicionales, intensivos y en seto. El parámetro principal que la app ofrece a los usuarios es el volumen de caldo, en litros por hectárea y por árbol, que deben aplicar en sus condiciones particulares. Para ello, tendrá en cuenta el tipo de olivar que tiene el agricultor, la densidad de la plantación, el tamaño de los árboles, su densidad de hojas y la velocidad de avance del tractor, entre otros parámetros, figura 3.

La App permite al usuario su identificación, mediante usuario y contraseña y configurar y almacenar diferentes datos relativos a los tratamientos que realiza. Así, dispone de un registro de las parcelas de las que dispone, del equipo de aplicación y de las variables del tratamiento. La definición de las parcelas incluye toda la información relativa a los árboles, tanto a nivel individual (volumen, densidad, número de pies…) como colectivo (anchura de calle, pies por hectárea). En el apartado de equipos se configura el número de boquillas, su disposición y el modelo o modelos comerciales empleados. Esto permite llegar a dar recomendaciones en términos de presión de trabajo (al disponer de la relación caudal-presión de cada boquilla), con lo que se lleva a cabo una asistencia en la regulación del equipo. Por último, el apartado de tratamiento tiene en cuenta la velocidad de trabajo y otros factores, como los productos a aplicar y sus concentraciones.

El kit de autorregulación viene a complementar el funcionamiento de la app. Se trata de un conjunto de sensores con la capacidad de leer el caudal, la presión y la velocidad del equipo y de una electroválvula y una válvula reguladora de la presión, figura 7.

Sus datos serán recibidos en tiempo real por un display presente en la cabina del tractorista, donde se irán visualizando y almacenando los resultados. Será el responsable de registrar los datos de presión y caudal del equipo para completar la función de calendario anteriormente descrita. El equipo permite la regulación automática de la presión de pulverización, principal parámetro del atomizador con el que el agricultor puede operar, mediante una electroválvula motorizada. De esta forma se garantiza que el tratamiento se lleva a cabo de acuerdo con los preceptos de la app. El sistema puede incorporar el seguimiento remoto (traking) de la maquinaria.

Otra función interesante que incorpora es la auto-calibración del equipo, que permite establecer de forma automática la relación entre la presión y el caudal de las boquillas, muy útil para aquellos casos en que se empleen boquillas importadas de las que no se tenga la carta de calibración (caso frecuente en las boquillas importadas de China). El equipo cuenta para ello con una función específica que, tras completarse, envía los datos a la app, permitiendo completar el círculo.

Es imprescindible disponer de sistemas de dosificación de productos fitosanitarios que ayuden a los agricultores a saber cuánto producto aplicar en función de las características de sus árboles, de cara a evitar su despilfarro y posibles daños medioambientales. El sistema de dosificación desarrollado ha sido incluido en una aplicación móvil gratuita para favorecer su máxima difusión.

La dosificación correcta solo puede conseguirse mediante la adecuada regulación del equipo. Si se quiere mejorar la aplicación, se debe asistir al operario en el proceso de aplicación, por lo que se planteó el desarrollo del sistema electrónico de autorregulación que transforme parámetros sencillos y comprensibles para los agricultores (anchura de la calle, velocidad de trabajo) en presión del sistema, que es el principal parámetro que el aplicador debe controlar. Finalizado el prototipo se está procediendo a su mejora y al desarrollo y verificación de la versión final que es la que estará disponible para su uso por el sector.

Agradecimientos

Los autores agradecen la financiación aportada por la Consejería de Agricultura, Ganadería, Pesca y Desarrollo Sostenible de la Junta de Andalucía en el marco de la convocatoria de grupos operativos autonómicos de 2017 cofinanciada con fondos FEADER. También agradecen al resto de socios que forman parte del proyecto, DCOOP, DTA y Osuna Sevillano, a los agricultores, que han cedido sus fincas desinteresadamente para la realización de los ensayos y a Jose A. Bejarano por su participación en los ensayos.

Bibliografía

Los autores facilitarán a quien esté interesado bibliografía específica e información al respecto.