El objetivo de apollo es abrir el mercado de la agricultura de precision haciendo asequibles y fáciles de usar los servicios de asesoramiento agrícola disponibles para los agricultores, asociaciones de agricultores y consultores agrícolas.

Antecedentes

APOLLO responde a una serie de desafíos a los que se enfrenta el sector agrícola en su conjunto, y a los pequeños agricultores, en particular. El crecimiento de la población mundial significa que para el año 2050, los agricultores necesitarán producir el doble de lo que lo hacen hoy con el fin de alimentar en el planeta a nueve mil millones de habitantes. Al mismo tiempo, existe menos tierra disponible para la producción agrícola, debido a la expansión de la población, la erosión del suelo y la escasez de agua.

Por último, existen presiones sociales y regulatorias sobre los agricultores para gestionar de forma más sostenible sus recursos naturales – por ejemplo reglas “verdes” en la Política Agrícola Común, y para reducir su impacto ambiental mediante el uso de menos pesticidas, fertilizantes, agua o combustibles. En respuesta a este desafío, es necesario aumentar la productividad agrícola de Europa al tiempo que se debe garantizar su sostenibilidad a través de la mejora de la eficiencia en el uso de recursos.

“Los agricultores necesitarán producir para el año 2050 el doble de lo que producen hoy”

Un método prometedor para abordar estos desafíos es agricultura de precisión: la práctica de la optimización de la aplicación de insumos agrícolas. La información detallada sobre el estado y la salud de los cultivos permite a los agricultores aplicar productos químicos y agua en las cantidades exactas requeridas, y solo donde y cuando se necesitan. Las técnicas de agricultura de precisión llevan estado disponibles comercialmente para los productores europeos durante aproximadamente 15 años, y su uso se ha extendido paralelamente al aumento de la disponibilidad y utilización de las tecnologías satelitales y cartográficas, incluyendo Observación de la Tierra.

Existen dos tipos de explotaciones agrícolas en Europa: la gran mayoría, que cultivan un área relativamente pequeña, y un pequeño número de explotaciones agrícolas que cultivan áreas mucho más grandes. La mayoría de los servicios de agricultura de precisión y de agro-información están dirigidos hacia operaciones agrícolas a gran escala, y este tipo de servicios a menudo se adoptan en los “puntos conflictivos”. Un ejemplo se encuentra en el este de Alemania, donde las grandes explotaciones estatales de la era comunista se han dividido en lotes de propiedad privada de 1000 a 2000 hectáreas; los tamaños de los campos en este tipo de explotaciones son con frecuencia más grandes que las explotaciones medias en otras partes de Europa.

Pero para el resto, la inmensa mayoría de los pequeños agricultores, el enorme potencial de la Observación de la Tierra y de la agricultura de precisión sigue sin aprovecharse, debido a una combinación de altos costes y riesgos económicos en mayor o menor escala. Por tanto, existe un nicho de mercado para un servicio asequible y fácil de usar, orientado hacia los pequeños agricultores y a la medida de sus necesidades.


El concepto de APOLLO

APOLLO pretende abrir el mercado de la agricultura de precisión haciendo asequibles, fáciles de usar y los servicios de asesoramiento agrícola disponibles para los agricultores, asociaciones de agricultores y asesores agrícolas.

APOLLO desarrollara y probará servicios de asesoramiento agrícola que sean asequibles y fáciles de usar basados en los datos libres de Observación de la Tierra (EO), dirigidos principalmente (aunque no exclusivamente) a los pequeños agricultores, así como a asociaciones de agricultores y asesores agrícolas. El concepto APOLLO se basa en los siguientes fundamentos que hacen los servicios asequibles, accesibles y fáciles de usar:

Asequible

  • La disponibilidad de datos libres y abiertos del la Unión Europea Programa Copérnico y otras fuentes públicas, tales como Landsat) presenta una oportunidad para el desarrollo de servicios de bajo costo y adaptados, con una resolución adecuada para aplicaciones dirigidas a los pequeños agricultores;
  • Metodologías de procesamiento automatizado para asistencia al desarrollo de servicios asequibles;
  • El uso pionero de datos de Sentinel-1 para estimar la humedad del suelo permite evitar el uso de sensores en tierra costosos y difíciles de manejar con el fin de optimizar las operaciones de riego y laboreo.

Accesible

  • Los servicios APOLLO estarán disponibles en cualquier lugar y momento a través de la interfaz web y de aplicaciones móviles. La aplicación web proporcionará acceso completo a todos los servicios de APOLLO y de datos, mientras que la aplicación móvil será utilizada para información básica y avisos de alerta;
  • Los servicios de APOLLO serán aplicables a múltiples tipos de cultivos, y aunque a medida para los pequeños agricultores, también estarán disponibles para las explotaciones de otros tamaños;
  • Las interfaces de APOLLO y la documentación de apoyo estarán disponibles en varios idiomas – inicialmente en los tres idiomas de los países piloto.

Fácil de usar

  • El consorcio incluye dos asociaciones de agricultores y una PYME ya activa en el campo de la agricultura de precisión, lo que garantiza que el desarrollo de los servicios se base en una firme comprensión de las necesidades del usuario final;
  • Los cuatro servicios insignia de APOLLO sitúan la facilidad de uso en primer plano, y están diseñados para reducir al mínimo la carga sobre el usuario final.

Mercados Objetivo

Los servicios APOLLO están dirigidos (principalmente) a los pequeños agricultores, asociaciones de agricultores y asesores agrícolas.

La mayoría de las explotaciones agrícolas europeas son consideradas pequeñas, con un promedio de 12 hectáreas de terreno. El 70% de las explotaciones de la UE tienen menos de cinco hectáreas. Casi el 97% de todas las explotaciones en la UE se consideran explotaciones familiares. Los pequeños agricultores, en particular, son incapaces de invertir en nuevas tecnologías, y por lo tanto no se han dado cuenta de los muchos beneficios que prestan los servicios de información agrícola basados en la Observación de la Tierra. Los objetivos de APOLLO son (principalmente) los pequeños agricultores como clientes directos.

Dado que las cooperativas o asociaciones agrícolas reúnen los intereses de un grupo de explotaciones, son un actor importante a tratar bien como cliente directo o por sí mismas, o como un potenciador a través del cual se podrían dirigir a las otras explotaciones individuales.

Además del servicio a las pequeñas explotaciones agrícolas, ya sea directamente o a nivel de cooperativa /asociación, los servicios APOLLO también se pueden ofrecer a los consultores/asesores agrícolas que prestan servicios de asesoramiento a los agricultores, quienes podrían ver estos servicios como una “compra de herramientas” para la comunidad ya que contarían con APOLLO como parte de su propia oferta de servicios.


Tecnologías

Los servicios de APOLLO se basarán el uso de varias tecnologías en el campo de Observación de la Tierra y la Μodelización Αgronómica.

Observación de la Tierra

La Observación de la Tierra (Earth Observation: EO) se refiere a la recopilación de información sobre nuestro planeta, mediante el uso de tecnologías de teledetección como sensores montados sobre satélites o drones. El programa de la Unión Europea Copernicus program proporciona datos de EO libres y abiertos para su uso por los decisores políticos, los ciudadanos y las empresas por igual. APOLLO hace pleno uso de este incalculable recurso, así como se aprovecha de otras fuentes de datos disponibles a nivel mundial.

La Humedad del Suelo

Los datos de teledetección procedentes de los sensores de los satélites de Observación de la Tierra han demostrado su potencial para medir la humedad del suelo cuantitativamente en suelos desnudos y en aquellas cubiertas por poca vegetación. Gracias a su capacidad para operar en todas las condiciones meteorológicas y en una amplia cobertura, los datos del Radar de Apertura Sintética (SAR) ofrecen la oportunidad de monitorizar grandes áreas con una alta resolución espacial. El uso de imágenes SAR, tales como las capturadas por el programa Sentinel-1 de Copernicus, puede proporcionar una estimación precisa de la humedad superficial del suelo.

Las metodologías desarrolladas para estimar la humedad del suelo a partir de los sensores SAR se basan en los siguientes principios: La radiación de microondas emitida por el instrumento SAR se refleja desde la superficie de la Tierra. La señal de retorno (conocida como “retrodispersión”) es capturada por el sensor. La señal está afectada por numerosos factores, incluyendo las características de la superficie terrestre (rugosidad, condiciones topográficas) y del instrumento de medición. Sin embargo, es crucial que la señal se vea afectada por la capacidad del suelo para resistir un campo eléctrico, una propiedad conocida como “permitividad”, que normalmente se expresa para un material particular con relación al vacío y se denomina “constante dieléctrica”.

La constante dieléctrica del suelo depende en gran medida de la humedad del suelo. Por lo tanto, asumiendo que las características de la superficie del suelo varían lentamente en el tiempo, los cambios en la señal SAR de retorno pueden correlacionarse con los cambios en el contenido de humedad del suelo.

Los mapas de humedad del suelo generados a partir de los datos de Sentinel-1 se pueden usar por comunidades de regantes, o por agricultores individuales para programar el riego de sus campos de una manera más eficiente.

Temperatura y Precipitaciones

La plataforma APOLLO producirá mapas diarios de las variables climáticas, como son temperatura y precipitación a una resolución de 1km utilizando datos de estaciones meteorológicas y de EO. Las predicciones en el espacio y el tiempo se harán para temperaturas media, máxima y mínima utilizando modelos espacio-temporal geoestadístico con una serie temporal de imágenes del sensor Espectroradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada (MODIS) de 8 días y mediante el uso de capas topográficas (modelo de elevación digital del terreno e índice de humedad topográfica). Los datos de Sentinel se utilizarán una vez que la misión apropiada esté operativa.

Los registros diarios de precipitación se obtendrán del conjunto de datos de la Red Mundial de datos climáticos históricos (GHCND) del Centro Nacional de Datos Climáticos de Estados Unidos (NCDC). La metodología para la evaluación de la precipitación de las mallas espacio-temporales de alta resolución será el kriging de regresión espacio-temporal. Los principales parámetros adicionales en el modelo son DEM (Digital Elevation Model) y capas topográficas. Además, se utilizarán datos de EO sobre precipitación, como CMORPH, para reforzar el modelo.

Condiciones para el Cultivo

El servicio de monitorización del crecimiento y desarrollo de los cultivos es un servicio muy común en productos de Observación de la Tierra para la agricultura. Sin embargo, estos servicios generalmente proporcionan resultados basados solamente en el índice de vegetación diferencial normalizado (NDVI) – una forma de determinar cuánta vegetación verde viva está presente en un área. Además de esto, APOLLO utilizará índices avanzados de vegetación derivados de los datos de Sentinel-2 para estimar los parámetros biofísicos de los cultivos (por ejemplo, el índice de área foliar, contenido de clorofila / nitrógeno) proporcionando un servicio más preciso para el monitoreo de la salud de los cultivos. El desarrollo de una mejora en la sensibilidad de los indicadores absolutos y relativos del desarrollo producirá información puntual sobre posibles problemas del cultivo.

Biomasa

La biomasa es un parámetro del cultivo necesario como variable de entrada en los modelos de predicción del rendimiento de los cultivos. Para su aplicación en el proyecto APOLLO, los modelos de estimación de la biomasa deben ser aplicables en toda Europa de forma operativa. La exactitud de la información no debe variar significativamente con el tipo de cultivo y la práctica agrícola. Para lograrlo, el proyecto APOLLO desarrollará varios modelos de estimación de biomasa dependiendo de los principales grupos de cultivos (cultivos con estructura foliar y arquitectura de cubierta similares) a partir de datos Sentinel-2 (y Landsat 8 para mejorar la resolución temporal).

Modelado Αgronómico

Los datos de Observación de la Tierra se utilizan en modelos agronómicos. El papel de los modelos agronómicos es traducir estos datos en información significativa para los agricultores. De esta manera, los agricultores reciben información que les ayuda a ser más eficientes en sus labores agrícolas. Por ejemplo, los agricultores recibirán información de APOLLO relacionada con el riego como el tiempo y la cantidad de agua que deben aplicar en sus cultivos. Además, pueden adquirir información sobre el desarrollo de sus cultivos que les ayudará a detectar a tiempo problemas, como la infestación de plagas.


Impacto

Los servicios de APOLLO, utilizados como parte de una estrategia de manejo de la explotación y en combinación con técnicas de agricultura de precisión, pueden producir beneficios tanto ambientales como económicos, de la siguiente manera:

  • Utilizando menos combustible para el laboreo gracias a la optimización de la identificación de la manejabilidad del suelo identificada por el servicio de Programación de Laboreo ahorrando dinero y reduciendo las emisiones, mientras que simultáneamente reduce la degradación del suelo;
  • Utilizando (y posiblemente desperdiciando) menos agua para el riego gracias al servicio de Programación de Riego;
  • Identificando rápidamente la existencia de posibles problemas en el campo tales como infestaciones de plagas y deficiencias de nutrientes a través del Servicio de Monitorización de Crecimiento y Desarrollo de los Cultivos, lo que conduce a intervenciones más rápidas y a la reducción de las pérdidas;
  • Tomando mejores decisiones sobre si vender o almacenar sus productos, gracias al servicio de Estimación del Rendimiento de los Cultivos;
  • Aumento de la rentabilidad como resultado de las prácticas anteriores;
  • Aumento de la competitividad.

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