Francisco Montero
España
Santiago de Querétaro, 12 de septiembre de 2013
Viticultura de
precisión
Suelos y Nutrición Vegetal.
Contenido.
Introducción general
Objetivos. Conceptos. Métodos.
Viticultura de precisión
I. Medición
II. Posición
III. Anál...
INTRODUCCIÓN GENERAL
AGRICULTURA DE PRECISION
El desarrollo tecnológico de la agricultura:
1. Aumento de la productividad (producción y calidad...
DISTINTAS CONDICIONES DE CULTIVO
DISTINTOS VINOS
Terroir
• Medio Ambiente
– suelos,
– pendiente,
– orientación,
– estación de
desarrollo,
– régimen hídrico y
térmico,
– …
...
AGRICULTURA DE PRECISION
La agricultura de precisión es un concepto agronómico de
gestión de parcelas agrícolas basado en ...
MODELOVITICULTURA
DEPRECISION
El objetivo general es la caracterización de
la variabilidad agronómica de una parcela
de vi...
VITICULTURA DE PRECISION
MEDICION Qué, cómo, cuando
Parámetros
Climáticos
Temperatura del aire
Humedad relativa
Radiación ...
VITICULTURA DE PRECISION
• La temperatura, la humedad ambiental y la radiación solar permiten
realizar un seguimiento de:
...
VITICULTURA DE PRECISION
MEDICION Qué, cómo, cuando
Medición visual
Sensores manuales (LAI, Porómetros, etc..)
Sensores au...
VITICULTURA DE PRECISION
• La red de sensores permite obtener datos muy precisos de la
variabilidad dentro de la parcela, ...
VITICULTURA DE PRECISION
• Medición puntual
• Seguimiento fenológico
• Medición continua
 Descarga in situ
 Acceso remot...
VITICULTURA DE PRECISION
• Métodos GPS:
• Absoluto (GPS)
• Precisión 16 m
• Coste 200-600 €
• Sin suscripción
• Diferencia...
VITICULTURA DE PRECISION
SIGANALISIS-DECISION
Conjunto de herramientas informáticas diseñadas con el fin
de resolver probl...
VITICULTURA DE PRECISION
• SIG funcionesANALISIS-DECISION
• Integrar información procedente de diversos
orígenes y con dif...
VITICULTURA DE PRECISION
• SIG funcionesANALISIS-DECISION
• Análisis estadístico. Geoestadística
 Estadística clásica
 E...
Evolución de Humedad y Temperatura del día 16 de Agosto de 2007.
6h 8:30h 13 h 20 h
Evolución temporal de los estados fenológicos de
las cepas de la parcela en las fechas
10/5 (EF2), 18/5 (EF3) y 7/6 (EF4)
Crecimiento en cm/día de los sarmientos
VITICULTURA DE PRECISION
• SIG funcionesANALISIS-DECISION
• Evaluar la toma de decisiones en la gestión del
viñedo mediant...
VITICULTURA DE PRECISION
• SIG funcionesANALISIS-DECISION
• Administración centralizada para localización,
cuantificación ...
VITICULTURA DE PRECISION
VRT (Tecnología de dosis variable)APLICACION
Laboreo
Poda
Tratamientos fitosanitarios
Deshojado
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VITICULTURA DE PRECISION
El estudio combinado de toda la información obtenida nos
permite realizar un reajuste de la plani...
Productividad y Calidad
Productividad y Calidad
Productividad y Calidad
Estudio de la variabilidad microclimática de un
viñedo de 12 ha mediante redes de sensores
inalámbricas
Caso de estudio
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Y en la aplicación de las nuevas tecnologías
 Maximizar la eficiencia de la producción
 Maximizar la calidad
 Minimizar...
Redes de Sensores Inalámbricas (RSI)
– Pequeños dispositivos, con
capacidad de procesamiento
limitada, que se comunican a ...
Sensores y Nodos
Microclima
Dentro de la
cubierta vegetal
DATOS
 Sensores: Permiten recoger datos del área que les rodea
...
Explotación Comercial
Dehesa de Luna
3.000 ha de extensión
•Bosque mediterráneo
•Labor secano
•Olivar
•Almendro
•Vid
850 m...
82 ha de viñedo total
Parcela de ensayo: 12 ha
Diseños de plantación y
sistemas de conducción,
innovadores en la región.
CONDICIONANTES
Presencia de obstáculos orográficos y de masas vegetales
Distancia entre la parcela y la ubicación del Gate...
 Analizar la variabilidad microclimática para
determinar el efecto de los parámetros agronómicos
y aportar recomendacione...
Determinación de los puntos de
muestreo
Variabilidad
Inducida
• Sistema de
conducción
• Orientación de filas
• Variedades
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ZONA Orientación
Pendiente
(%)
Max. Pend.
(%)
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Altitud (m)
Altitud
(msnm)
A 278º W 5.49 15.4 5.99 777
B -- -- 1.63 6.5...
• superficie total 12 ha
• 10 parcelas
• 5 variedades: CS- Cabernet Sauvignon, Sy-Syrah, PV-Petit verdot, C-T- Cencibel, G...
Tratamiento de los datos
Estado de la Red
Consulta en tiempo real de los datos
1.- Gráficos de evolución
1.1.- Comparación...
Tramos diarios Curva diaria de temperatura
Dividida en 5 tramos
noche amanecer mañana mediodía tarde
1.-Análisis Descripti...
Conclusiones del estudio
 No existe ningún efecto de los condicionantes agronómicos durante la noche y
el amanecer.
 Si ...
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Viticultura de precisión

  1. 1. Francisco Montero España Santiago de Querétaro, 12 de septiembre de 2013
  2. 2. Viticultura de precisión Suelos y Nutrición Vegetal.
  3. 3. Contenido. Introducción general Objetivos. Conceptos. Métodos. Viticultura de precisión I. Medición II. Posición III. Análisis y decisión IV. Aplicación Productividad y Calidad. Caso estudio
  4. 4. INTRODUCCIÓN GENERAL
  5. 5. AGRICULTURA DE PRECISION El desarrollo tecnológico de la agricultura: 1. Aumento de la productividad (producción y calidad) 2. Reducción de insumos 3. Simplicidad y confort 4. Rentabilidad
  6. 6. DISTINTAS CONDICIONES DE CULTIVO
  7. 7. DISTINTOS VINOS
  8. 8. Terroir • Medio Ambiente – suelos, – pendiente, – orientación, – estación de desarrollo, – régimen hídrico y térmico, – … • Agronomía – portainjertos, – variedades, – sistemas de laboreo, – Manejo de la cubierta – sistema de riego, – … Vinos distintos que reflejan las características del terreno
  9. 9. AGRICULTURA DE PRECISION La agricultura de precisión es un concepto agronómico de gestión de parcelas agrícolas basado en la existencia de variabilidad en campo. MEDICION POSICION ANALISIS-DECISION APLICACION Qué, cómo, cuando Dónde Trat. datos Agronomía • La agricultura de precisión se basa en información proporcionada por nuevas tecnologías como:  Redes inalámbricas, Teledetección,  Dispositivos de seguimiento fenológico,  Sistemas de posicionamiento global (GPS),  Sistemas de información geográfica (SIG),  Tecnologías de aplicación de dosis variable (VRT), etc.
  10. 10. MODELOVITICULTURA DEPRECISION El objetivo general es la caracterización de la variabilidad agronómica de una parcela de vid mediante la monitorización de parámetros implicados en la producción de uva de calidad
  11. 11. VITICULTURA DE PRECISION MEDICION Qué, cómo, cuando Parámetros Climáticos Temperatura del aire Humedad relativa Radiación solar (PAR) Viento (dirección e intensidad) Precipitación …….. Edáficos Características físicas, químicas y biológicas Profundidad …….. Orográficos Pendiente Orientación ……… Agronómicos Fenología Crecimiento y desarrollo Producción ……..
  12. 12. VITICULTURA DE PRECISION • La temperatura, la humedad ambiental y la radiación solar permiten realizar un seguimiento de:  la demanda hídrica del cultivo (Allen et al., 1998 ; Hidalgo, 2002),  del riesgo de plagas y enfermedades (Gubler et al., 1999). • A través del registro continuo de la humedad del suelo, se optimiza la programación del riego y el manejo del cultivo; podemos calcular el ritmo de absorción de agua por las raíces, el drenaje por exceso de riego, profundidades máximas de extracción de agua, etc. • Finalmente, el sistema se retroalimenta con la elaboración de • mapas de rentabilidad.
  13. 13. VITICULTURA DE PRECISION MEDICION Qué, cómo, cuando Medición visual Sensores manuales (LAI, Porómetros, etc..) Sensores automáticos (Data Logger) Redes de sensores inalámbricos Sensores aerotransportados Teledetección
  14. 14. VITICULTURA DE PRECISION • La red de sensores permite obtener datos muy precisos de la variabilidad dentro de la parcela, de parámetros agronómicos que repercuten en el manejo y en la producción final. • Las redes de sensores representan hoy en día una de las tecnologías más novedosas. • Existen ya un gran número de iniciativas internacionales en diversos campos de aplicación (Wang et al., 2006).  Control de transporte de mercancías.  Aplicaciones Médicas.  Control ambiental.  Seguridad. MEDICION Qué, cómo, cuando
  15. 15. VITICULTURA DE PRECISION • Medición puntual • Seguimiento fenológico • Medición continua  Descarga in situ  Acceso remoto MEDICION Qué, cómo, cuando
  16. 16. VITICULTURA DE PRECISION • Métodos GPS: • Absoluto (GPS) • Precisión 16 m • Coste 200-600 € • Sin suscripción • Diferencial (DGPS) • Precisión 1m • Coste 6000 € • Con suscripción • Relativo (RTK) • Precisión 1 cm • Coste 20000 € • Con suscripción POSICION
  17. 17. VITICULTURA DE PRECISION SIGANALISIS-DECISION Conjunto de herramientas informáticas diseñadas con el fin de resolver problemas de planificación y gestión
  18. 18. VITICULTURA DE PRECISION • SIG funcionesANALISIS-DECISION • Integrar información procedente de diversos orígenes y con diferentes formatos.
  19. 19. VITICULTURA DE PRECISION • SIG funcionesANALISIS-DECISION • Análisis estadístico. Geoestadística  Estadística clásica  Estadística espacial  Patrones  interpolaciones  Análisis cluster • Mapas temáticos
  20. 20. Evolución de Humedad y Temperatura del día 16 de Agosto de 2007. 6h 8:30h 13 h 20 h
  21. 21. Evolución temporal de los estados fenológicos de las cepas de la parcela en las fechas 10/5 (EF2), 18/5 (EF3) y 7/6 (EF4)
  22. 22. Crecimiento en cm/día de los sarmientos
  23. 23. VITICULTURA DE PRECISION • SIG funcionesANALISIS-DECISION • Evaluar la toma de decisiones en la gestión del viñedo mediante un análisis multicriterio.
  24. 24. VITICULTURA DE PRECISION • SIG funcionesANALISIS-DECISION • Administración centralizada para localización, cuantificación y programación de los inputs/outputs.
  25. 25. VITICULTURA DE PRECISION VRT (Tecnología de dosis variable)APLICACION Laboreo Poda Tratamientos fitosanitarios Deshojado Abonados Riegos Vendimia …
  26. 26. VITICULTURA DE PRECISION El estudio combinado de toda la información obtenida nos permite realizar un reajuste de la planificación inicial y mantener el equilibrio entre productividad y calidad. Debido al gran número de factores implicados en estos estudios, el análisis y manejo de la información por medios manuales se hace prácticamente inviable. Los Sistemas de Información Geográfica (SIG) constituyen una herramienta de trabajo básica que permiten automatizar tareas relacionadas con el almacenamiento, manipulación, análisis y visualización de datos relativos a elementos que se diferencian entre sí en función de su distinta localización espacial y temporal (Montero y Brasa, 2005).
  27. 27. Productividad y Calidad
  28. 28. Productividad y Calidad
  29. 29. Productividad y Calidad
  30. 30. Estudio de la variabilidad microclimática de un viñedo de 12 ha mediante redes de sensores inalámbricas Caso de estudio Montero-García, FJ. Brasa Ramos, A. Montero Riquelme, F.J.
  31. 31. Y en la aplicación de las nuevas tecnologías  Maximizar la eficiencia de la producción  Maximizar la calidad  Minimizar el impacto ambiental  Minimizar el riesgo Se basa en la Variabilidad Espacial presente en los campos agrícolas Do the right thing, at the right place, at the right time.
  32. 32. Redes de Sensores Inalámbricas (RSI) – Pequeños dispositivos, con capacidad de procesamiento limitada, que se comunican a través de redes malladas en cortas distancias, mediante radio ZigBee® G= NSLU2 Network Storage Link USB2
  33. 33. Sensores y Nodos Microclima Dentro de la cubierta vegetal DATOS  Sensores: Permiten recoger datos del área que les rodea  Nodos: Dispositivo capaz de gestionar varios sensores • Temperatura y humedad ambiente • Humedad y temperatura del suelo • Radiación solar • etc.
  34. 34. Explotación Comercial Dehesa de Luna 3.000 ha de extensión •Bosque mediterráneo •Labor secano •Olivar •Almendro •Vid 850 m altitud Área de estudio
  35. 35. 82 ha de viñedo total Parcela de ensayo: 12 ha
  36. 36. Diseños de plantación y sistemas de conducción, innovadores en la región.
  37. 37. CONDICIONANTES Presencia de obstáculos orográficos y de masas vegetales Distancia entre la parcela y la ubicación del Gateway Condiciones ambientales extremas para los equipos Escasa infraestructura de comunicaciones Problemas de autonomía y frecuentes cortes del suministro eléctrico Diseño empresarial de la explotación
  38. 38.  Analizar la variabilidad microclimática para determinar el efecto de los parámetros agronómicos y aportar recomendaciones tácticas de diseño  Optimizar una RSI para usos vitícolas  Integrar la información adquirida en un SI  Validar y aplicar estas tecnologías en el proceso de toma de decisiones del viticultor Objetivos
  39. 39. Determinación de los puntos de muestreo Variabilidad Inducida • Sistema de conducción • Orientación de filas • Variedades Variabilidad Natural • Pendiente • Orientación Condicionantes • Distancias • Interferencias • Parcelación Número necesario de Nodos Ubicación
  40. 40. ZONA Orientación Pendiente (%) Max. Pend. (%) Dif. Altitud (m) Altitud (msnm) A 278º W 5.49 15.4 5.99 777 B -- -- 1.63 6.58 3.93 775 C 69º NE 3.85 11.7 4.39 777 D 70º NE 3.01 5.57 3.90 779 E 294º WNW 7.74 15.5 14.4 782 F 306º WNW 4.55 7.18 8.87 788 G 250º WSW 5.21 8.67 6.96 788 H -- -- 1.86 3.92 3.45 790 Variabilidad Natural 8 zonas distintas
  41. 41. • superficie total 12 ha • 10 parcelas • 5 variedades: CS- Cabernet Sauvignon, Sy-Syrah, PV-Petit verdot, C-T- Cencibel, G-Graciano • 3 sistemas de conducción: [ESP] Espaldera, [SPW]Sprawl, [EV] Vertical Variabilidad Inducida 8 combinaciones distintas
  42. 42. Tratamiento de los datos Estado de la Red Consulta en tiempo real de los datos 1.- Gráficos de evolución 1.1.- Comparación entre nodos 1.2.- Comparación con la Estación climática 2.- Interpolaciones (IDW)
  43. 43. Tramos diarios Curva diaria de temperatura Dividida en 5 tramos noche amanecer mañana mediodía tarde 1.-Análisis Descriptivo 2.-Análisis multivariante
  44. 44. Conclusiones del estudio  No existe ningún efecto de los condicionantes agronómicos durante la noche y el amanecer.  Si existe efecto durante la mañana, el mediodía y el atardecer, especialmente sobre la duración  Las Espalderas presentan las mañanas más cortas y los mediodías y atardeceres más largos mientras que, el Eje Vertical presenta las mañanas más largas y los mediodías y atardeceres más cortos.  Se confirma la viabilidad técnica de la red y de los protocolos de funcionamiento ya que ha funcionado durante toda la campaña de forma ininterrumpida  Los análisis de variabilidad ayudan a retroalimentar el diseño de la RSI, optimizando el numero y la ubicación de los nodos
  45. 45. Francisco Montero España Santiago de Querétaro, septiembre de 2013
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