Tecnologías para el Mapeo de Suelo

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El suelo es uno de los factores con mayor influencia en el crecimiento de los cultivos, ya que no solo actúa como sustento, sino también como un almacén de agua y nutrientes que el cultivo necesita a lo largo de su desarrollo.

Conocer la variabilidad del suelo dentro de una parcela puede ser determinante para llevar a cabo un buen manejo agrícola.

En este artículo, revisaremos las distintas tecnologías disponibles en el mercado para realizar un mapeo de suelo, desde los clásicos sensores de inducción, que aparecieron en la década de 1980, las rastras con sensores de resistividad y los sensores de rayos gamma, hasta la reciente innovación de mapeos con teledetección, mucho más económicos y rápidos.

Sensores de Inducción Electromagnética

En 1980, se introdujeron en el mercado los sensores de inducción electromagnética (EMI), también conocidos como sensores inductivos, que miden la conductividad eléctrica aparente (CEa) sin necesidad de contacto directo con el suelo.

Estos equipos utilizan bobinas que emiten un campo electromagnético desde un sensor y miden cómo el suelo responde al flujo de corriente inducido.

Pueden medir hasta profundidades de 1,5 metros, identificando variaciones en la textura y el contenido de humedad del suelo.

Uno de los sensores más usados es el Geonics EM38.

Este sensor generalmente se transporta sobre una estructura tipo trineo para evitar su deterioro por el roce con el terreno, ya que no requiere contacto directo con el suelo para realizar las mediciones.

Sin embargo, este dispositivo es bastante versátil y también puede ser transportado por una persona.

En la siguiente figura, se observa cómo una persona utiliza una mochila para transportar, además del sensor, un GPS geodésico que permite mejorar la geolocalización de las muestras:

Los Sensores de Resistividad

En 1996, la empresa Veris Technologies introdujo al mercado los sensores de conductividad eléctrica aparente (CEa) o resistividad, que operan mediante contacto directo con el suelo.

Utilizan discos que emiten y reciben pulsos eléctricos para medir la resistencia del suelo, detectando así diferencias en la textura, humedad y salinidad.

Actualmente, uno de los modelos más utilizados es el Veris Q2800:

Sensores de Rayos Gamma

Este equipo, comercializado por la empresa canadiense SoilOptix, mapea el suelo utilizando un sensor que detecta variaciones en la radiación gamma, las cuales luego se relacionan con la composición y textura del suelo.

La ventaja de este equipo es que los cuatro isótopos que mide están relacionados con diferentes parámetros tanto físicos como químicos del suelo, proporcionando una mayor cantidad de variables.

Es un servicio bastante costoso, ya que requiere personal certificado y realizar muestras físicas en puntos específicos para calibrar los valores de radiación gamma y correlacionarlos con cada parámetro del suelo, como la textura, el contenido de materia orgánica, la conductividad eléctrica y nutrientes como el nitrógeno y el fósforo.

Con el tiempo, estos equipos han ido reemplazando a los sensores de inducción electromagnética.

Radares de Penetración Terrestre

Otra tecnología utilizada para medir la profundidad del suelo, detectar capas compactadas o delimitar series de suelo es el Georadar GPR (Ground Penetrating Radar).

Este radar muestra las reflexiones de las señales electromagnéticas producidas por una antena emisora y recogidas por una antena receptora. El radargrama resultante muestra las amplitudes máximas, las cuales corresponden a discontinuidades en el terreno.

Mapeo de suelo con imágenes satelitales históricas

Una alternativa económica para obtener un mapeo de suelo hoy en día es utilizar imágenes satelitales NDVI históricas de los huertos o cultivos.

Si bien no tienen la precisión métrica que se puede lograr con una rastra con sensores de resistividad, son lo suficientemente precisas para permitir ahorros significativos en el uso de fertilizantes, en el agua de riego y en productos fitosanitarios.

La siguiente figura muestra una comparación entre un mapeo de suelo realizado con un sensor tradicional de CEa (izquierda) y un mapeo de suelo realizado a partir de imágenes del satélite Sentinel-2 (derecha). Fortes, R. 2020

Este análisis no se realiza a partir de una única imagen NDVI del cultivo, sino integrando información de varios años e identificando patrones que se repiten año tras año. Por esta razón necesitan ser generados con herramientas estadísticas y matemáticas avanzadas de interpolación y clusterización.

Lo que han descubierto los científicos es que los propios cultivos son los mejores indicadores de lo que sucede en el suelo, ya que permiten identificar la variabilidad y sus limitaciones observando el desarrollo de los cultivos a lo largo de muchos años.

Estos mapas siguen mejorando con el tiempo, ya que cada año se cuenta con más información histórica sobre la variabilidad de los cultivos en cada terreno.

Usos prácticos de los Mapas de Suelo

Estos mapas tienen diversos usos prácticos, entre los que se destacan:

Optimización del riego

Los Mapas de Suelo permiten definir los sectores de riego en función de la variabilidad del suelo.

Además, en huertos ya establecidos ayudan a determinar el número de sensores de humedad de suelo necesarios para monitorear el riego y a definir su ubicación correcta en lugares representativos.

Nutrición diferenciada por tipo de suelo

Los mapas de suelo permiten identificar los puntos específicos donde tomar muestras con un lisímetro de succión y definir un plan de fertilización variable para cada zona.

Un lisímetro de succión es un tubo poroso, generalmente de cerámica, que se introduce en el suelo cerca de las raíces de las plantas. Este tubo está conectado a un sistema de vacío que genera succión, extrayendo una muestra de agua y nutrientes del suelo.

Aplicación diferenciada de fertilizantes y fitosanitarios

A partir del mapeo de suelo, se puede programar un dron con capacidad de carga para transportar fertilizantes foliares o fitosanitarios, aplicándolos de manera diferenciada según un mapa de prescripción para cada zona de manejo.

Los datos obtenidos de los mapas de suelo permiten ajustar las dosis de insumos según las necesidades de cada zona, promoviendo un uso más sostenible de los fertilizantes y fitosanitarios.

Adoptar estas herramientas no solo optimizan el uso de recursos, sino que también contribuyen a prácticas agrícolas más sostenibles, clave para enfrentar los desafíos de la agricultura moderna y asegurar la rentabilidad a largo plazo de nuestras explotaciones agrícolas.

Este correo ha sido preparado por el Equipo de ViLab | www.vilab.cl