1-4 Aplicaciones de Sistemas de Posicionamiento PDF

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Aplicaciones de los sistemas de posicionamiento global (GPS)

Sistemas de Información Geográfica

Aplicaciones de los sistemas de posicionamiento global (GPS) El nacimiento del sistema GPS surge con el objetivo de ser utilizado para fines militares, siendo este el principal uso del Departamento de Defensa de los Estados Unidos de América, que es quien lo maneja. Su utilización con fines comerciales o civiles día a día se ha masificado por la cantidad de aplicaciones, profesiones y temáticas en los que se puede aplicar. En la actualidad, esta aplicación de tecnología para la navegación se aplica en el transporte terrestre, marítimo y aéreo, pues ha mejorado la seguridad de los viajes al conocerse de antemano las zonas de riesgo. Además, si al equipo GPS se le agrega una herramienta que le permita transmitir la posición en donde se encuentra (actualmente, es muy sencillo hacerlo a través de los sistemas de telefonía celular con tecnología 3,5 G, con la sola incorporación de un chip), se tiene un instrumento de control de flotas que permite saber en dónde se encuentran, a qué velocidad se trasladan y cuál es el estado de cada vehículo en todo momento. Esta tecnología se denomina AVL (por sus siglas en inglés, automatic vehicle location o ubicación automática de vehículos). Figura 1: Ubicación automática de vehículos o AVL

Fuente: adaptado de Tutrans S. A. C., s. f.

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El AVL tiene diversos usos, desde encontrar cuál es el taxi de una flota más cercano a una casa, hasta ubicar a qué distancia está el colectivo o el subterráneo para llegar a determinada parada, conocer dónde está la mercadería transportada en un camión o hallar un móvil robado. En Argentina, la tecnología AVL ha surgido, primero, acompañada de esta última aplicación (es decir, el seguimiento a vehículos), en lo que corresponde al alto costo de las mercaderías transportadas en camiones de caudales, y, luego, se trasladó a todo tipo de móviles con un sinfín de usos. Es interesante comprender que la tecnología AVL necesita no solo de un GPS y una señal de telefonía para transmitir la posición, sino también de mapas actualizados para saber dónde se encuentra esa coordenada que emite el GPS; esta es una de las causas de por qué cada día más hay mejor cartografía de ciudades y rutas. El GPS ha ayudado mucho en el desarrollo de la ciencia, apoyando disciplinas tales como la topografía, la geodesia, la climatología, la antropología, la arqueología, la etología animal, el medio ambiente, etcétera. Se ha utilizado el GPS, por ejemplo, en el seguimiento de animales en peligro de extinción, en la evaluación de los efectos de huracanes y terremotos y en la actualización de cartografía marítima y terrestre.

Aplicaciones en la producción agrícola Un buen ejemplo para el uso práctico y profesional de las capacidades del sistema GPS es su aprovechamiento en la producción agropecuaria. En esta, se destaca la agricultura de precisión, basada en el principio que, aun en pequeñas áreas, dentro de los lotes de producción (como, por ejemplo, cuarteles de frutales) se manifiesta una variabilidad intrínseca que depende de las condiciones naturales del suelo, de su estructura física, de su composición química (fertilidad) y de su topografía (relieve), condicionadas por el clima y una mutabilidad que es inducida por el manejo de los cultivos. La captura de datos directamente en el campo para aplicar de manera correcta esta tecnología depende en forma crítica del componente espacial o de la distribución geográfica y, por ende, de coordenadas obtenidas con un equipo GPS que permitan ubicarlas, teniendo en cuenta que por la precisión requerida deben ser obtenidas mediante señales corregidas en forma diferencial. Se pueden tomar como ejemplos de datos que son obtenidos en el campo con un receptor GPS a la ubicación en dónde se toman las muestras de suelo (humedad, fertilidad, conductividad eléctrica, etc.) y al monitoreo del rendimiento de los cultivos, su área foliar o la presencia de plagas y enfermedades. Es importante comprender que, con base en el análisis de

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El manejo de tecnologías de última generación, como la utilización de GPS, imágenes satelitales, monitores de rendimientos incorporados a trilladoras y la videografía digital en la banda del infrarrojo, permite al productor y a los técnicos poder tomar decisiones más precisas y, de esta manera, obtener mejores resultados en los diferentes cultivos donde son utilizados. El GPS sirve para realizar mapas geográficos y para determinar superficies de cultivo y su exacta ubicación. Las imágenes satelitales y aéreas nos permiten diferenciar las zonas de cultivo, pudiendo determinar superficies, problemas puntuales de plagas o enfermedades, deficiencias nutricionales, estudios de suelos y potenciales rendimientos de los cultivos (Asociación Tucumana del Citrus, 2009).

los datos tomados en el campo transformados en información, se aplicarán las decisiones sobre la cantidad de semillas, los fertilizantes o los insecticidas u otros agroinsumos que determinarán mejoras importantes en los rendimientos y en la calidad de los productos asociados a un menor impacto sobre el medio ambiente. Las maquinarias adaptadas para las tareas de agricultura de precisión que utilizan equipos DGPS (por sus siglas en inglés, sistemas de posicionamiento global diferenciales) para su correcta operación se pueden diferenciar en dos tipos según su objetivo: por un lado, el monitoreo de parámetros productivos, en donde se incluyen en este rubro aquellos instrumentos como monitores de rendimiento y de calidad; por otro, los de aplicación de productos, que son aquellos que permiten la aplicación variable de un agroinsumo en función de la variabilidad espacial de los requerimientos del cultivo (agua, fertilizantes) o de plagas y enfermedades (insecticidas, fungicidas).  Monitores de parámetros productivos o

Monitor de rendimiento

Es una herramienta tecnológica diseñada para obtener el rendimiento de un cultivo a medida que se lo va cosechando y se registra la posición obtenida con un dispositivo GPS en cada medición del rendimiento. El objetivo es obtener la variabilidad espacial de los rendimientos, que, para visualizarlos y analizarlos, se presentan en forma de mapas que poseen una referencia geográfica (gracias al GPS) y se generan en tiempo real. Esta herramienta permite entonces una interpretación en el momento sobre cómo se distribuyen geográficamente los resultados de la cosecha. A su vez, si se posee un registro de años anteriores, es posible integrar esta información, lo que facilitaría el análisis de la evolución de un lote en el tiempo, que es fundamental como soporte para la gestión y la toma de decisiones. Actualmente, existen monitores de rendimiento para registrar las cosechas de cereales, leguminosas, forrajeras, para cultivos frutihortícolas y ciertos cultivos industriales. o

Monitor de calidad de granos

Utilizado principalmente en la producción de cereales, es un instrumento capaz de medir el contenido de proteínas y la humedad del grano cosechado. Similar al monitor de rendimiento, al estar conectado a un sistema de posicionamiento (GPS), este le permite construir mapas de distribución espacial del porcentaje de proteínas en el cultivo, lo cual posteriormente puede asociarse a la fertilidad del suelo.

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Monitor de calidad de frutos

Para evaluar la calidad de las frutas al momento de la cosecha, generalmente se utiliza una herramienta denominada espectrofotómetro infrarrojo cercano, la cual permite medir características organolépticas y de composición química del fruto, como lo son el contenido de azúcar, el pH, los taninos y el color, entre otros, según como sea calibrado. Conectado a un GPS, se pueden establecer planos de calidad espacial o de distribución geográfica de la fruta. En la Argentina, el producto sobre el cual más se ha utilizado es la vid, con grandes desarrollos en la vitivinicultura, tanto para la producción de uvas para vinificación como de mesa; esta tecnología se denomina geovitivinicultura. o

Monitor de contenido de clorofila

La utilización de un monitor de clorofila (denominado en inglés, spad meter) cuantifica, a través de su medición, los contenidos de clorofila que poseen las hojas de cualquier cultivo. Gracias a la obtención de este valor, se obtienen índices de nitrógeno y de actividad fotosintética en las plantas, valor que en muchos cultivos se relaciona con el futuro rendimiento, con el vigor o con la fertilidad del cultivo. Si se conecta a un GPS o se registra la posición de las mediciones en el campo, es posible obtener mapas de la distribución espacial de estas variables. Figura 2: Mediciones en el campo

Fuente: Rothamsted research, 2011.

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Monitor de estado nutricional o N-Sensor

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Lo importante de este sensor, el N-Sensor, es que no es solamente una herramienta que otorga información para la toma de decisiones posterior, sino que aplica en el momento una cantidad de fertilizante determinada en función de lo que mide el sensor. Este identifica la variabilidad de la demanda de nitrógeno a través de la energía reflejada y emitida por el cultivo. Se ubica montado sobre un tractor y conectado a un DGPS que permite también generar mapas de la demanda de nitrógeno del cultivo. Figura 3: Tractor con N-Sensor

Fuente: Yara, 2011.

 Equipos de aplicación variable o

Monitor y controlador de siembra

Herramienta que permite, a través de un sensor, registrar y monitorear en el momento (tiempo real) las dosis de semillas utilizadas en cada sector. Al conectarlo a un GPS, es factible la generación de mapas de la distribución espacial de las distintas dosis de semillas aplicadas. o

Aplicador variable de agroquímicos

Si se posee un mapa de fertilidad de un lote o de distribución de malezas, se necesitará aplicar fertilizante o herbicida en forma variable. Pero para ello será necesario tener en la maquinaria los sensores de aplicación variable de agroquímicos necesarios para la dosificación en forma eficiente de la cantidad de estos según la necesidad de los cultivos. Al igual que las otras herramientas, al estar conectado a un sistema de posicionamiento global, se pueden obtener mapas precisos de la distribución espacial del producto aplicado.

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Utilización del GPS como banderillero satelital. Sistemas de información geográfica (SIG) móvil Banderillero satelital Una de las tecnologías relacionadas con la agricultura de precisión más adoptadas por el productor agropecuario argentino ha sido el uso de banderilleros satelitales para la aplicación de agroquímicos por parte de las pulverizadoras. Principalmente, esto se basa en el hecho de evitar la necesidad de contratación de personal para poner en funcionamiento el banderillero. Gracias a su fácil uso, ligado con el bajo costo, esta tecnología ha tenido un gran índice de aplicación. Es importante comprender que el banderillero satelital no es más que una consola de luces que indica al tractorista cómo mantener en línea la máquina que está conduciendo. El banderillero satelital logra posicionarse adecuadamente a través de un dispositivo GPS de alta precisión (menor a un metro) que evita que se produzcan superposiciones en las pasadas. Esto logra una reducción en los costos, al no tener que superponer las pasadas, a la vez que genera mayor eficacia y menor impacto ambiental al evitar la doble aplicación sobre un mismo lugar (Landtech, 2005).

Sistemas de información geográfica móvil Una de las razones de ser de los SIG es modelar la realidad para poder tomar decisiones. Ese modelo corresponde con una imagen simplificada de la realidad y es fundamental para poder decidir dentro de las organizaciones, ya que directamente, desde una computadora en las oficinas centrales, uno puede trabajar sobre ese modelo de la realidad, sin la necesidad de ir al lugar puntual donde ocurren los hechos. Sin embargo, de allí surge uno de los problemas de los SIG, puesto que son una muestra de la realidad del momento determinado en el que se realizó. El factor tiempo pasa a ser un valor relevante. Era necesario desarrollar herramientas que den vida a los sistemas de información geográfica para que, en el tiempo, las bases de datos alfanuméricas y geográficas pueden actualizarse, mantenerse e incluso desarrollar nuevas capas de información.

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Con el advenimiento de las computadoras de mano, era posible llevar ese modelo a la realidad, totalmente impráctico en el pasado, ya que era imposible trasladar una computadora fuera de la oficina. Las computadoras de mano actuales poseen tres características importantes que les permiten ser utilizadas como un sistema de información geográfica móvil: poseen un sistema operativo que les permite utilizar un programa SIG móvil (por ejemplo, ArcPad de ESRI, Terrasync de Trimble, entre otros); son equipos móviles y robustos que pueden ser utilizados diariamente en el campo y cuya batería y memoria soportan el trabajo diario; poseen un sistema de posicionamiento, como un GPS, que permite ubicar el equipo en el mapa. Es constante el avance en las tecnologías que alimentan los sistemas de información geográfica, tales como lo son el GPS y los equipos de informática móvil, que permiten a las organizaciones llevar el SIG fuera de las oficinas, para así interactuar directamente con la información que necesitan ver, capturar y actualizar, para lograr sincronizar los cambios entre el campo y la oficina con la mayor facilidad. Entre los componentes de un SIG móvil, se encuentran los siguientes:  Equipos GPS, distanciómetros o estaciones totales que nos permiten posicionarnos en un sistema de referencia geográfica.  Sistemas operativos móviles de gran poder y avance en la plataforma del dispositivo (como teléfonos inteligentes, computadoras de mano o pocket PC [personal computer] y tablets PC) que pueden traer capacidades SIG a varios entornos del campo. Estos equipos deben ser robustos para soportar la diaria tarea fuera de la oficina, el polvo, las inclemencias climáticas, como la lluvia o las altas y bajas temperaturas, y las caídas.  La posibilidad de acceso al SIG mediante internet o intranet y la sincronización del campo con la oficina a través de las capacidades de comunicación inalámbricas integradas (wifi, celular y Bluetooth). Entre las aplicaciones de los SIG móviles se encuentran: los sistemas de visualización de navegación georeferenciada sobre mapas; los sistemas de captura, mantenimiento y actualización de datos; los sistemas de uso de la información en el campo. Los SIG móviles dejan de lado la necesidad de llevar mapas de papel y cuadernos de notas al campo, ya que directamente uno puede cargar la información en formato digital sobre el mapa en la computadora de mano.

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Figura 4: Uso de computadoras de mano

Fuente: Imagen recuperada de búsqueda en Google.

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Referencias Asociación Tucumana del Citrus. (2009). ATCitrus.com. Recuperado de http://www.atcitrus.com/noticia.asp?seccion=noticias&id=58 Bongiovanni, R., Mantovani, E., Best, S. y Roel, A. (2006). Agricultura de precisión: Integrando conocimientos para una agricultura moderna y sustentable. Montevideo, UY: PROCISUR/IICA. Landtech. (2005). Landtech. http://www.landtech.com.ar/ms3000.htm

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S. Box. (2011). S. Box. Recuperado de http://www.sbox.com.ar/harvester.php Tutrans S. A. C. (s. f.). http://www.tutrans.com/rastreogps.html#

GPS.

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