WO2022000098A1 - Método y sistema para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas - Google Patents

Método y sistema para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas Download PDF

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WO2022000098A1
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insect
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crop
crop coverage
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PCT/CL2020/050068
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Andrés PEÑALOZA GONZÁLEZ
Antonio CABREIRA VÉJAR
Daniel JIMÉNEZ BALLART
Bárbara VALENZUELA GONZÁLEZ
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Penaloza Gonzalez Andres
Cabreira Vejar Antonio
Jimenez Ballart Daniel
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    • Y02P60/12—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping

Definitions

  • the present invention refers to a method and system to monitor and control the presence of at least one type of insect in agricultural crops, such as Lobesia Botrana and, particularly, to alert the ideal moment of application of agrochemical products in these agricultural crops, which are usually affected by different types of pests during their production cycle.
  • the method of the invention is carried out by means of a system that essentially comprises at least one capture device, arranged in a host, to attract and capture at least one insect on an interior surface of said device; at least one internal photographic device, arranged on top of the at least one capture device, to obtain at least one internal photograph of the interior surface of said at least one capture device; at least one external photographic device, arranged in such a way as to point towards a crop coverage area, to obtain at least one external photograph of said crop coverage area; at least one ambient temperature sensor, to measure the ambient temperature in the crop coverage area; at least one soil temperature sensor, to measure the soil temperature in the crop cover area; at least one ambient humidity sensor, to measure the ambient humidity in the crop coverage area; at least one soil moisture sensor, to measure soil moisture in the crop cover area, and at least one control device, to receive data obtained from the at least one internal photographic device, the at least one photographic device external, the at least one room temperature sensor, the at least one floor temperature sensor, the at least one room humidity sensor and the at
  • the method and system of the invention also comprise at least one analysis device, which receives the information related to the internal and external photographs, in addition to the data on ambient temperature, soil temperature, ambient humidity and soil humidity. , storing them and detecting the presence of at least one insect photographed on the internal surface of the capture device, together with the species to which it belongs, including it in a count of insects for the identified species.
  • the analysis device makes it possible to obtain, using the data on ambient temperature and soil temperature, the accumulated degree days and degree days for the crop coverage area, and determine, using said information related to the accumulated degree days and degree days , together with the at least one internal and external photograph sent, the phenological stage in which it is found, both the identified insect and the photographed crop coverage area.
  • a more complete monitoring would allow filling in information gaps and measuring other variables in addition to population density, such as temperature and ambient or soil humidity, or relevant events in the phenology of the crop and of the monitored insects, in such a way to better determine and understand how each generation of the pest to be controlled develops, thus providing a more accurate indication of the appropriate time for the application of agrochemicals in a crop, allowing to minimize the use of these agents, generating considerable savings for farmers and harvesting fruit with less exposure to chemicals, increasing its sale value.
  • patent application US2019364871A1 describes an arthropod trap with an aerosol dispenser that can be remotely controlled to dispense aerosol doses of an active ingredient such as a pheromone or other semi-chemical.
  • the trap allows the capture of images through capture means within the trap, which are communicated wirelessly to a remote server or application.
  • the dispenser is preferably upside down with the nozzle near the lower end of the dispenser inverted.
  • a drive mechanism controls the spray dose according to a schedule or according to individual spray commands, each of which can be received wirelessly by the trap. Capture media images can be used as comments to verify or modify the metered dosage schedule.
  • the EIMDs may each comprise a decoy to attract at least one species of target insect, one or more sensors configured to generate one or more output signals in response to an individual insect approaching the decoy, and a controller Electronic configured to count a number of individual insects that approach the lure.
  • the IPM system may comprise a plurality of EIMDs configured to communicate over a wireless network shared by the plurality of EIMDs.
  • none of the documents cited above describes a system that is capable of integrating the information collected, during a harvest season, for example, in future measurements, which substantially improves the indications to recommend the best time to apply agrochemicals. in cultivation.
  • the present invention stores all the information obtained from the images inside the capture device and the crop, in addition to the parameters associated with temperature and humidity, in order to include and weight them in future indications to apply agrochemicals in the monitored crop, which allows the system learn the behavior of insects and the climate in a specific growing area over time.
  • Having to move the devices from place to place causes two potential problems, one of them associated with the fact that there must be one or more operators assigned to monitor, either remotely or in person, the energy levels of each of the devices, in a way that to move them in case a considerable power drop is detected or the disconnection of any of them, causing agricultural personnel to move through the field, thus increasing the costs of monitoring and pest control.
  • the other possible problem is related to the fact that, on occasions, the new location in which the device is arranged to be able to receive more radiation is not the best for capturing insects, thus distorting the data collection and the subsequent indication of application. of pesticides in the respective growing area.
  • the invention refers to a method and system to monitor and control the presence of at least one type of insect in agricultural crops, which allows a more precise indication about the ideal moment for the application of at least one agrochemical in an area cultivation where the system is operating, from obtaining variables and parameters in addition to those used in the state of the art.
  • the present invention provides a method and system that provides an indication of the application of agrochemicals that improves its precision over time, thanks to the continuous storage of information and data obtained over time, with which the system receives feedback and learns for future indications of agrochemical application.
  • the method and system provided by the invention makes it possible to ensure the continuous operation of all the components of the system, due to the fact that its power generation system is optimally arranged, either on the device of captured or separated from it, to receive the amount of radiation required for the correct operation of the system.
  • the characteristics and advantages mentioned for the present invention avoid that agricultural operators have to continuously inspect the traps installed for data collection, since all the information collected by the system is sent to an analysis device, which stores all the information sent by the different devices and sensors of the system, processing it and delivering a precise indication about the best moment for the application of agrochemicals in the monitored growing area.
  • the method for monitoring and controlling the presence of at least one insect in agricultural crops comprises the following steps:
  • the at least one analysis device in the at least one analysis device the parameters obtained on the species of the at least one insect, the count of insects for the identified species, the degree days, the accumulated degree days, the data on ambient temperature, soil temperature, humidity of the environment and soil moisture, the phenological stage of the at least one identified insect and of the crop cover area, and about the evaluation of whether the application of the at least one agrochemical is appropriate;
  • the method of the invention operates once the components of the system have been installed in the host, which can be one of the trees in the growing area to be monitored or on a post installed close to the growing area. to monitor. Once you have Once its operation has started, the capture device attracts insects to its interior surface, which is impregnated with a substance that attracts insects of the species to be monitored, such as a pheromone. Once the insect (s) land on the inside surface of the capture device, they are trapped by a sticky substance, being completely immobilized.
  • the method of the invention also comprises collecting a series of parameters that allow the system to alert the operator of the right moment to proceed with the application of one or more agrochemicals in a particular growing area. These parameters are related to obtaining photographs of the interior surface of the capture device, in which the insects are trapped, as well as photographs of the state of the crop, which allow viewing, for example, the state of the tree or plant and its fruits. and / or flowers. In addition, the parameters obtained allow observing environmental variables regarding the temperature and humidity of the environment and the soil in the area of crop coverage.
  • Crop coverage area should be understood as the coverage radius that allows a capture device to be covered, together with photographic devices and sensors, where, to cover a complete crop, multiple modules made up of different capture devices with their respective photographic devices and sensors, controlled in turn by respective control devices.
  • Said control devices send the collected information to at least one analysis device, which can be located remotely from the culture, which collects all the information provided by each of the modules and evaluates for each one of them whether the application of one or more agrochemicals, alerting the system operator if necessary through the display device. In this way, a differentiated recommendation is obtained for each of the growing areas where each device and sensor module is operating.
  • the analysis device obtains various parameters. The first of these is related to detecting the presence of one or more insects in the photograph of the internal surface, where it must also be identified if the insects belong to the species to be monitored.
  • Said detection and identification is carried out through a machine learning model, continuously trained to detect and identify the captures of the species of interest and thus determine the amount of said captures on a daily basis.
  • the analysis device proceeds to store the count records in an insect count for each of the monitored species, this information being accessible to the system operator through a platform viewed through the display device.
  • Another parameter obtained by the analysis device is related to obtaining the degree days (GD) for the different areas of crop coverage where the system operates, from the temperature data received from each of the device and sensor modules and the parameters established in the analysis device in relation to the type of culture analyzed. This operation can be calculated for a period of time (day, week, month, year), part or all of the crop cycle.
  • GD degree days
  • the analysis device obtains the accumulated degree days (GDA) for each area of monitored crop coverage, which correspond to the sum of the degrees of each day in a period of time, which, in simple terms, expresses the total amount of energy to which the tree or plant is subjected during its growth cycle.
  • GDAs allow the analysis device to determine with a high degree of certainty the phenological stage in which the monitored insect species is found, as well as the phenological stage of each of the trees or plants in each of the zones. crop coverage.
  • the analysis device obtains another parameter that allows to improve the certainty in the detection of the phenological stage of the host in the areas of crop coverage, which are photographed by each of the external photographic devices, obtaining images of the exterior of the tree or plant, where you can observe in detail the development of the fruit and / or flower, as well as various physical characteristics of said fruits and / or flowers, together with the rest of the tree or plant, which allow the analysis device to visually determine the phenological stage in which the various zones are found crop coverage.
  • the way to determine said phenological stage is through an image recognition model, as occurs for the analysis of the photographs of the internal surface of the capture device, through the use of a machine learning model, continuously trained to identify relevant events, in order to identify the phenological stage in which the host is found in each of the monitored crop coverage areas.
  • the analysis device has stored and continuously processed the data that allow estimating the future phenological development of the monitored species, the date on which the GDAs that determine the application of certain products that have been previously established in the system.
  • the system estimates an application date and the type of product that is recommended, according to the phenological state of the host and the pest according to the GDA and according to the events identified in the phenological development of the host.
  • the system determines In addition, the date on which the system operator is notified or alerted to the recommendation for the application of the agrochemical product (s) in the crop coverage area, through the display device.
  • the analysis device stores all the information received, both the information received raw from each of the device and sensor modules, as well as the information obtained through the processing of said raw information, together with the continuous evaluations carried out to determine whether or not it is advisable to proceed with the application of one or more agrochemicals in the crop coverage area.
  • This allows the system to incorporate this information through machine learning models, in order to improve the precision of each subsequent indication that the analysis device delivers to the operator, for each of the crop coverage areas, regarding whether or not it corresponds. the application of one or more agrochemicals.
  • the method further comprises sending the location of the at least one internal photographic device, of the at least one external photographic device and of the at least one control device, through at least one device location. This allows the system operator to know at all times the location of each of the main system devices that are located in the different areas of crop coverage, which can be of vital importance in the event that any of the devices are Stolen.
  • the method further comprises energizing at least one interior photographic device, at least one exterior photographic device, at least one room temperature sensor, at least one room temperature sensor. soil, at least one ambient humidity sensor, at least one soil humidity sensor and at least one location device, through at least one energy storage device.
  • the method further comprises recharging the at least one energy storage device, through at least one energy generation device.
  • the method further comprises sending the location of the at least one power generation device, through at least one location device.
  • the method further comprises obtaining, by means of the at least one analysis device, forecasts of temperature, humidity, rainfall and wind speed and direction, from databases hosted on the Internet or in other climatological databases, such as computer systems accessible through API (application programming interface), where the method also includes including said forecasts of temperature, humidity, rainfall and wind speed and direction in the stage of evaluating whether the application of at least one agrochemical in the growing area corresponds.
  • climatological databases such as computer systems accessible through API (application programming interface)
  • This embodiment of the invention is of particular importance, since it allows the system, through the analysis device, to incorporate additional information in estimating the date of application and the type of recommended agrochemical product, adding these variables to the aforementioned above in relation to the phenological state of the host and the pest according to the GDA and according to the events identified in the phenological development of the host. Said information can serve, for example, not to recommend the application of an agrochemical in a crop coverage area, in the event that unfavorable rains or winds are forecast for said product application in said area.
  • the step of obtaining at least one internal photograph of said internal surface is carried out in a range between 15 minutes and 24 hours.
  • the internal photography device images the inside surface of the capture device once each day.
  • the step of obtaining at least one external photograph of a crop coverage area is carried out in a range between 15 minutes and 24 hours.
  • the external photography device takes an image of the growing area once each day.
  • the step of measuring the ambient temperature, by means of at least one ambient temperature sensor is carried out in a range between 15 minutes and 24 hours, wherein the step of measuring the ambient temperature Soil temperature, using at least one soil temperature sensor, is also carried out in a range between 15 minutes and 24 hours.
  • the data on ambient temperature and soil temperature are obtained every 30 minutes by the respective sensors.
  • the step of measuring ambient humidity, by means of at least one ambient humidity sensor is carried out in a range between 15 minutes and 24 hours, wherein the step of measuring the humidity Soil moisture, using at least one soil moisture sensor, is also carried out in a range between 15 minutes and 24 hours.
  • the data on ambient humidity and soil humidity are obtained every 30 minutes by the respective sensors.
  • the step of sending the at least one internal photograph, the at least one external photograph and the data on ambient temperature, soil temperature, ambient humidity and soil humidity to at least one Analysis device is carried out at least once every 24 hours, through a wireless communication protocol that allows data transfer.
  • the step of alerting a system operator in case of corresponding application of the at least one agrochemical in the crop coverage area, comprises indicating a notification date, a date recommended application and a list with the agrochemical product (s) that is recommended to be applied in the crop coverage area, where said alert is carried out when the system evaluates that an agrochemical application should be carried out, and the operator configure the system to warn about a specific variable that is of interest to him and that is being measured by the system, even if there is no recommendation for the application of agrochemicals, for example, data on ambient and / or soil temperature and humidity , as well as data on accumulated degree days and degree days and / or visualization of the images obtained through photographic devices.
  • the periodicity of these alerts can also be configured by the operator, in order to receive information through the display device in ranges that go from at least once every 24 hours.
  • a system is also described to monitor and control the presence of at least one type of insect in agricultural crops, comprising:
  • At least one capture device arranged in a host, to attract and capture at least one insect on an interior surface of said device
  • At least one internal photographic device arranged on top of the at least one capture device, to obtain at least one internal photograph of the interior surface of said at least one capture device;
  • - at least one external photographic device arranged in such a way as to point towards a crop coverage area, to obtain at least one external photograph of said crop coverage area;
  • - at least one ambient temperature sensor to measure the ambient temperature in the growing coverage area;
  • At least one ambient humidity sensor to measure the ambient humidity in the growing coverage area
  • At least one control device to receive data obtained from the at least one internal photographic device, the at least one external photographic device, the at least one room temperature sensor, the at least one floor temperature sensor, the least one ambient humidity sensor and the at least one soil humidity sensor, and to monitor their operation;
  • At least one analysis device which receives data obtained from the at least one control device, to analyze them and evaluate whether the application of at least one agrochemical in the crop coverage area corresponds;
  • At least one display device which alerts an operator in the event that the application of at least one agrochemical in the crop coverage area corresponds.
  • the system also comprises at least one energy storage device, wherein the at least one energy storage device is a lead-acid battery, lithium or any material or combination of materials capable of storing electrochemical energy.
  • the at least one energy storage device is a lead-acid battery, lithium or any material or combination of materials capable of storing electrochemical energy.
  • the system further comprises at least one power generation device, wherein the at least one power generation device Power is arranged on the at least one capture device, or separately at least one capture device.
  • the at least one energy generation device is a photovoltaic panel, wherein the at least one energy storage device can be arranged together with the at least one energy generation device.
  • the system also comprises at least one location device, arranged in the at least one internal photographic device, in the at least one external photographic device, in the at least one control device , and in the at least one power generation device, wherein the at least one location device is a GPS or any other device that allows geolocation of the at least one capture device.
  • the system further comprises at least one first cable to connect the at least one power generation device to the at least one energy storage device, and at least one second cable to connect the at least one energy storage device at least one interior photographic device, at least one exterior photographic device, at least one room temperature sensor, at least one floor temperature sensor, at least one temperature sensor ambient humidity, at least one soil moisture sensor, at least one control device, and at least one location device.
  • the external photographic device which obtains photographs of the exterior of the host, which could be a tree or plant, specifically of its fruits and / or flowers, in a sustained manner over time and at the different focus points allowed by the location of the capture device.
  • These photographs allow the analysis device to identify key phenological states and changes within the development of plants, such as first leaf, maximum flowering, fruit set, among others.
  • by associating the information obtained from From the external photographs with the climatic data it is possible to identify ranges of tolerances to frost or droughts, observing damage to leaves and flowers.
  • the phenological states of the plants define the times of application of certain products in the crops. For example, in the case of olive trees, the application of humus in the maximum flowering stage improves the yield, volume and weight of the fruit, in addition to other properties. In a similar case, the application of polyamine in anthesis (stage of flower development) increases the retention of fruits in two varieties of mangoes.
  • the energy-generating device can have in the system of the invention, which can be integrated together with the capture device or separately, in the event that the optimal location of the device capture may not be the best location for the power generating device.
  • this is a common problem in the state of the art, where there is a great risk that said energy-generated devices, such as photovoltaic panels, will not be able to charge the batteries of these systems to the necessary level. for its correct operation.
  • the present invention provides a method and system for the monitoring and control of insects effective and with greater precision than those currently available on the market, automatically giving the operator an indication about the best moment for the application of one or more agrochemicals or another specific agent in the different areas of crop coverage that are being monitored by the photographic device and sensor modules, either from the phenology of the host, the phenology of the pest, the conditions climatic conditions, or through a combination of one or more of said parameters and variables.
  • Figure 1 shows a diagram of the procedure to monitor an insect pest and decide the right moment for the application of agrochemicals in an agricultural crop, according to the state of the art.
  • Figure 2 shows a diagram of the procedure to decide the right moment for the application of one or more agrochemicals in one or more areas of crop coverage, according to a preferred configuration of the invention.
  • Figure 3 shows an isometric view and a front view of the components of the system for monitoring and controlling the presence of at least one type of insect in agricultural crops, according to a preferred configuration of the invention.
  • Figure 4 shows the arrangement of the system to monitor and control the presence of at least one type of insect in agricultural crops in a host, according to a preferred configuration of the invention.
  • figure 1 shows a scheme of the procedure to monitor the presence of insects in an agricultural crop and to decide the best moment for the application of agrochemicals in said crop, commonly used in the state of technique.
  • A Installation / uninstallation of traps
  • B Prospecting for traps
  • C Decision regarding the application of agrochemicals
  • D Communication of decision
  • E Application of agrochemicals.
  • stage A agricultural workers proceed to the installation of traps through the crop to be monitored.
  • the decision about the number of traps to install and the distance between them is usually made through procedures recommended by agricultural institutions, which seek that their disposition covers the entire crop in the best possible way.
  • Stage B corresponds to the prospecting that must be done of the installed traps, where one or more workers must go through the entire crop to be able to count the number of insects in each of the traps.
  • This task due to the long time it takes, is not possible to perform every day, which would increase the costs associated with the use of workers for these tasks, so the personnel in charge usually carry it out every 4, 7 or 14 days.
  • One of the problems that exists when not having a daily review of the traps is not being able to detect the exact day on which the first capture of the monitored insect species occurs, which can lead to late decisions about the application of agrochemicals in the crop.
  • stage C the worker in charge of making the decision about whether or not to apply agrochemicals in the crop, receives the information collected through the different traps, the which must manually enter a device to be able to process them, such as a computer or similar, in which the worker must compare said data obtained with theoretical information regarding the phenology of the insect according to the climatic conditions of the area, which is obtained through internet databases or through a monitoring station.
  • stage D begins, where the communication of the decision must be made to those in charge of carrying out the fumigation.
  • the decision about spraying is generally made for the entire crop, given the impossibility of detecting which zones or areas of the crop are being attacked to a greater or lesser extent by the pest.
  • figure 2 shows a scheme of the procedure to decide the right moment for the application of one or more agrochemicals in one or more areas of crop coverage, according to a preferred configuration of the invention.
  • the tasks that the procedure comprises have also been divided into five major stages, in order to facilitate comparison with Figure 1 of the state of the art. These stages correspond to: A: Installation / uninstallation; B: Prospecting; C: Decision; D: Communication; and E: Application and registration. [0066] In relation to stage A, this does not vary in terms of how to install the system with respect to what is described in figure 1, where one or more workers must go through the crop that It is desired to monitor, in order to install the components of the system of the invention.
  • stage B related to the prospecting of the traps, this is carried out automatically by the photographic devices and environmental and soil sensors arranged in each of the modules throughout the crop, where it is It is possible to configure the periodicity in the data collection for each of said devices and sensors.
  • the method and system of the invention is configured so that the devices and sensors of each of the cultivation modules send the collected information to respective control devices, which store the information until it is sent to an analysis device, at least once a day, which collects all this information, coming from all the control devices arranged in the different modules.
  • This way of sending data avoids the presence of workers in the crop, dedicated only to the task of collecting said data, allowing them to be devoted to other tasks.
  • thanks to the constant monitoring carried out in each of the modules and the speed with which the information is sent to the analysis device it is possible to obtain data about a first catch for the species to be monitored in less than 24 hours. hours, since it has occurred, thus allowing to substantially improve the reaction speed in the presence of the pest, making the pertinent decisions to control its expansion in the area of crop coverage in which its presence has been detected, which is shown in stage C of figure 2.
  • stage C the analysis device collects the information sent by each of the modules arranged in the culture, as mentioned in the previous paragraph.
  • This data collection is done automatically and wirelessly through a network that allows wireless data transfer, such as 3G, 4G, 5G, Bluetooth, infrared, or any other network that allows this type of data transfer.
  • a network that allows wireless data transfer, such as 3G, 4G, 5G, Bluetooth, infrared, or any other network that allows this type of data transfer.
  • This information regarding the phenology of the insect and the host is obtained from data on ambient temperature and humidity, soil temperature and humidity and through the photographs obtained from the inside of the capture device or trap and of the host, for each one. of the modules. This allows, thanks to the algorithm used by the analysis device, to obtain accurate data regarding the development status of the pest in each of the crop coverage areas monitored by each of the modules, accurately alerting in the event that the application of agrochemicals in any of the crop cover areas is evaluated as necessary.
  • the method and system of the invention is capable of including additional information regarding the weather forecast (temperature, humidity, rainfall, wind speed, etc.), in order to avoid issuing an alert for the application of agrochemicals in case of that the system detects that there is a rain forecast or in case the wind is not favorable for its application, among others.
  • the weather forecast temperature, humidity, rainfall, wind speed, etc.
  • stage D related to communication, the analysis device, once it detects the need to apply one or more agrochemicals in one or more of the crop coverage areas, sends an alert to one or more operators in charge of the system through a display device, such as a smartphone, a computer, a tablet, etc.
  • a display device such as a smartphone, a computer, a tablet, etc.
  • This allows the system operator (s) to worry about having to do data analysis tasks, spending time comparing data tables, which are often not accurate and / or representative of the area where the crop is located. monitored.
  • stage E in case the system operator has been notified that the application of one or more agrochemicals is necessary in one or more areas of crop coverage, it proceeds to notify the persons in charge of these tasks so that they begin with the fumigation.
  • the method and system of the invention allows the events related to the application of agrochemicals to be carried out only when the need to do so is detected by the analysis device, and only in the specific areas of the monitored crop, avoiding preventive fumigations throughout the cultivation and keeping a specific record for each area of crop cover that has been fumigated. This leads to significant savings in fumigation tasks by farmers, allowing them to obtain products with less exposure to chemicals, increasing their market value.
  • Figure 3 shows the main components of the system (1), which comprises a capture device (10), such as a pheromone trap, which has an interior surface (11), where insects are attracted and Captured by a sticky substance.
  • a capture device (10) such as a pheromone trap
  • an internal photographic device (20) such as a photographic camera, which obtains images of the interior surface (11) of the capture device (10).
  • the system (1) also comprises an external photographic device (21), such as a second photographic camera, arranged separately from the capture device (10), to obtain images of the host in which the system is located ( one).
  • the external photographic device (21) is arranged in conjunction with a hermetic housing comprising the control device (40) and the energy storage device (50), such as a rechargeable lithium battery, which must be protected from the inclement weather outside.
  • the ambient temperature (30) and ambient humidity (31) sensors are arranged, which monitor the climatic conditions of the crop coverage area where the module is located. of devices and sensors.
  • the system (1) comprises a soil moisture sensor (32), arranged buried in the ground where the host is located, to monitor soil conditions.
  • the system (1) can also comprise a soil temperature sensor (not shown in the figures), if this data is necessary for making decisions regarding a particular agrochemical.
  • the system (1) has an energy generation device (60), such as one or more photovoltaic panels, which is arranged in such a way as to receive the solar radiation necessary for the correct operation of all the devices and sensors of the system (1).
  • an energy generation device such as one or more photovoltaic panels, which is arranged in such a way as to receive the solar radiation necessary for the correct operation of all the devices and sensors of the system (1).
  • figure 4 shows the complete system (1), arranged in the host, which in this case corresponds to a fruit tree.
  • the capture device (10) together with the internal photographic device (20), is located in an area of the host where the transit of the species to be monitored is more likely, in order to facilitate captures in the area.
  • the external device (21) together with the control device (40), the energy storage device (50) and the ambient temperature and humidity sensors (30, 31), are arranged in place in where the phenological development of the tree and its fruits and / or flowers can be better observed.
  • the soil moisture sensor (32) is located buried in the ground near the host tree.
  • This characteristic regarding the freedom of positioning of the components of the system (1) allows obtaining precise data for each of the variables to be monitored, which are subsequently sent to the analysis device (not shown in the figures) , which can be remotely available to the crop, for example, hosted on a computer.
  • the power generation device (60) can be freely arranged with respect to the rest of the components of the system (1), thus allowing said device to be placed on the tree, for example, thus avoiding any risk. that the system does not have enough power to operate properly.

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Abstract

Un método para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas, que comprende las siguientes etapas: atraer y capturar al menos un insecto; obtener al menos una fotografía interna de dicha superficie interior; obtener al menos una fotografía externa de una zona de cobertura de cultivo; medir la temperatura ambiente, la temperatura del suelo, la humedad ambiente y la humedad del suelo en la zona de cobertura de cultivo; enviar los datos hacia al menos un dispositivo de control; y, posteriormente, hacia al menos un dispositivo de análisis; detectar si existe la presencia de al menos un insecto en ella; identificar la especie a la que pertenece el al menos un insecto fotografiado; incluir en un recuento de insectos para la especie identificada el al menos un insecto identificado; determinar unos grados día y unos grados día acumulados; determinar la etapa fenológica del al menos un insecto y de la zona de cobertura de cultivo; evaluar, a partir de uno más de los parámetros si corresponde aplicar al menos un agroquímico en dicha zona de cobertura de cultivo; alertar a un operador en caso de corresponder la aplicación del al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo; almacenar en el al menos un dispositivo de análisis los parámetros obtenidos y la evaluación sobre si corresponde la aplicación del al menos un agroquímico; y utilizar la información almacenada en la determinación de futuras indicaciones de aplicación de al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo.

Description

MÉTODO Y SISTEMA PARA MONITOREAR Y CONTROLAR LA PRESENCIA DE AL MENOS UN TIPO DE INSECTO EN CULTIVOS AGRÍCOLAS
MEMORIA DESCRIPTIVA
[0001] La presente invención se refiere a un método y sistema para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas, tal como la Lobesia Botrana y, particularmente, para alertar el momento ideal de aplicación de productos agroquímicos en dichos cultivos agrícolas, los cuales suelen verse afectados por distintos tipos de plagas durante su ciclo de producción.
[0002] En este sentido, el método de la invención se lleva a cabo mediante un sistema que comprende esencialmente al menos un dispositivo de captura, dispuesto en un hospedero, para atraer y capturar al menos un insecto en una superficie interior de dicho dispositivo; al menos un dispositivo fotográfico interno, dispuesto en la parte superior del al menos un dispositivo de captura, para obtener al menos una fotografía interna de la superficie interior de dicho al menos un dispositivo de captura; al menos un dispositivo fotográfico extemo, dispuesto de manera de apuntar hacia una zona de cobertura de cultivo, para obtener al menos una fotografía extema de dicha zona de cobertura de cultivo; al menos un sensor de temperatura ambiental, para medir la temperatura ambiente en la zona de cobertura de cultivo; al menos un sensor de temperatura de suelo, para medir la temperatura del suelo en la zona de cobertura de cultivo; al menos un sensor de humedad ambiente, para medir la humedad ambiente en la zona de cobertura de cultivo; al menos un sensor de humedad de suelo, para medir la humedad del suelo en la zona de cobertura de cultivo, y al menos un dispositivo de control, para recibir datos obtenidos desde el al menos un dispositivo fotográfico interno, el al menos un dispositivo fotográfico externo, el al menos un sensor de temperatura ambiente, el al menos un sensor de temperatura de suelo, el al menos un sensor de humedad ambiente y el al menos un sensor de humedad de suelo, y para monitorear su funcionamiento. [0003] El método y sistema de la invención comprenden también al menos un dispositivo de análisis, el cual recibe la información relacionada con las fotografías interna y externa, además de los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo, almacenándolos y detectando la presencia de al menos un insecto fotografiado en la superficie interna del dispositivo de captura, junto con la especie a la que pertenece, incluyéndolo en un recuento de insectos para la especie identificada. Además, el dispositivo de análisis permite obtener, utilizando los datos sobre temperatura ambiente y temperatura del suelo, los grados día y grados día acumulados para la zona de cobertura de cultivo, y determinar, utilizando dicha información relacionada con los grados día y grados día acumulados, en conjunto con las al menos una fotografía intema y externa enviadas, la etapa fenológica en la que se encuentra, tanto el insecto identificado como la zona de cobertura de cultivo fotografiada.
[0004] A partir de uno o más de los parámetros obtenidos por el dispositivo de análisis es posible alertar al usuario operador del sistema si corresponde aplicar al menos un agroquímico en una zona de cobertura de cultivo determinada, en donde se encuentre operando el sistema de la invención.
ANTECEDENTES
[0005] En la actualidad, la industria agrícola en los países exportadores comparte una problemática común, en la cual se prevé que las plagas de insectos tendrán un efecto mucho mayor al actual. Esto, debido en gran medida al calentamiento global, que provoca el aumento de las temperaturas en las zonas agrícolas, lo cual conduce a una mayor actividad en los insectos y a su capacidad de generar resistencia ante el uso de agroquímicos.
[0006] Los problemas y daños que ocasiona una plaga de insectos en un cultivo son distintos para cada especie, en donde existe una gran variedad que resulta relevante, dependiendo del producto que se cultive. En general, actúan de manera similar, posando sus huevos en los frutos, alimentándose de los mismos, procreando y cubriendo rápidamente los campos, disminuyendo el precio de la fruta al mínimo, dejándola sin posibilidad de ser exportada. Además, en caso de que se llegase a exportar fruta contaminada, la consecuencia es aún peor, ya que el país de destino puede aplicar severas sanciones, tanto de restricciones para las exportaciones como económicas.
[0007] Por este motivo, algunas de estas plagas son monitoreadas directamente por las entidades a cargo de la actividad agrícola en algunos países.
[0008] En este contexto, y específicamente en el campo de los métodos y sistemas para el monitoreo y control de plagas, la gran mayoría de la industria agrícola utiliza las conocidas trampas de feromonas en sus campos, las cuales son monitoreadas de forma manual, una o dos veces por semana para contabilizar la cantidad de insectos en ellas, de manera de tomar decisiones respecto al mejor momento para la aplicación de agroquímicos y de procesos de fumigación en las diferentes zonas de un cultivo. Sin embargo, esta forma de operar conlleva algunas problemáticas, como por ejemplo, la demora en la obtención de los datos desde las distintas trampas dispuestas en el campo, que puede tomar un tiempo considerable, si se toma en cuenta que un campo puede tener decenas de hectáreas de extensión, lo cual, sumado a que dichas tareas de recolección de datos no se realizan todos los días, puede llevar a encontrarse con una plaga ya instalada en una o más partes del cultivo al momento de dicha recolección de datos.
[0009] Además, debido a la extensión de los campos, la recolección de estos datos desde las distintas trampas requiere muchas veces de la ocupación de varios trabajadores, lo cual encarece esta forma de operar, al tener que gastar un tiempo excesivamente largo en sólo una tarea.
[0010] Por otra parte, al no tener un monitoreo diario de las zonas de cultivo, generalmente se utiliza una cantidad mayor de agroquímicos que la requerida, dado que la población de insectos ya se reprodujo en demasía al momento de decidir aplicar productos en un cultivo. En ocasiones, las aplicaciones se realizan como medida preventiva y obligatoria al no contar con información más precisa y recurrente. La demora en la toma de conocimiento de la presencia de una especie de insecto en zonas fronterizas o de relevancia agrícola, hace que el problema a afrontar en el futuro sea significativamente mayor. [0011] Un monitoreo más completo permitiría completar huecos de información y medir otras variables además de la densidad poblacional, como la temperatura y la humedad ambiente o del suelo, o eventos relevantes en la fenología del cultivo y del o los insectos monitoreados, de manera de determinar y entender de mejor manera cómo se va desarrollando cada generación de la plaga a controlar, proveyendo así una indicación más certera sobre el momento adecuado para la aplicación de agroquímicos en un cultivo, permitiendo minimizar el uso de estos agentes, generando un ahorro considerable para los agricultores y cosechando fruta con una menor exposición a químicos, aumentando su valor de venta.
[0012] En el ámbito de las patentes también existen soluciones que apuntan al monitoreo y control de plagas de insectos. Por ejemplo, la solicitud de patente US2019364871A1 describe una trampa de artrópodos con un dispensador de aerosol que se puede controlar de forma remota para dispensar dosis de aerosol de un ingrediente activo como una feromona u otro semioquímico. La trampa permite la captura de imágenes a través de medios de captura dentro de la trampa, las cuales se comunican de forma inalámbrica a un servidor o aplicación remota. El dispensador está preferiblemente al revés con la boquilla cerca del extremo inferior del dispensador invertido. Un mecanismo de accionamiento controla la dosis de pulverización de acuerdo con un programa o de acuerdo con comandos de pulverizaciones individuales, cada uno de los cuales puede ser recibido de forma inalámbrica por la trampa. Las imágenes de los medios de captura pueden usarse como comentarios para verificar o modificar el programa de dosificación medida. En este sentido, el sistema descrito por este documento difiere de la presente invención en varios aspectos, siendo los más relevantes la utilización de un dispositivo fotográfico extemo para monitorear el desarrollo fenológico del cultivo, así como la utilización de sensores dispuestos en la zona de cultivo para el monitoreo de las variables ambientales. Estos datos permiten obtener parámetros específicos que permiten a su vez indicar con mayor precisión el momento adecuado para proceder con la aplicación de uno o más agroquímicos en el cultivo monitoreado. [0013] Otro ejemplo es el divulgado en la solicitud de patente US2017223943A1, que describe sistemas integrados de manejo de plagas (MIP) y dispositivos electrónicos de monitoreo de insectos (EIMD). En algunas realizaciones, los EIMD pueden comprender cada uno un señuelo para atraer al menos una especie de insecto objetivo, uno o más sensores configurados para generar una o más señales de salida en respuesta a un insecto individual que se acerca al señuelo, y un controlador electrónico configurado para contar una cantidad de insectos individuales que se acercan al señuelo. En algunas realizaciones, el sistema IPM puede comprender una pluralidad de EIMD configurados para comunicarse a través de una red inalámbrica compartida por la pluralidad de EIMD.
[0014] En este caso, una vez más la diferencia que existe entre la presente invención y los sistemas y dispositivos descritos en el documento US2017223943A1 radica principalmente en la utilización de un dispositivo fotográfico extemo para monitorear el desarrollo fenológico del cultivo, así como la utilización de sensores dispuestos en el mismo cultivo para el monitoreo de las variables ambientales, tales como temperatura y humedad ambiente, lo cual permite la determinación de parámetros específicos para la determinación del mejor momento para la aplicación de uno o más agroquímicos en el cultivo monitoreado, como por ejemplo, los grados día y grados día acumulados. Además, en la solicitud US2017223943A1 la captura y recuento de insectos se realiza mediante el análisis de las características de las señales de voltaje y corriente en los terminales de un sensor de bioimpedancia al aplicar un pulso eléctrico al insecto que entra al dispositivo atraído por el señuelo, lo cual difiere completamente de la forma de realizar la captura y el recuento en la presente invención, en donde se utilizan dispositivos de captura basados en feromonas específicas y un recuento basado en reconocimiento de imágenes.
[0015] Adicionalmente, ninguno de los documentos citados anteriormente describe un sistema que sea capaz de integrar la información recopilada, durante una temporada de cosecha, por ejemplo, en futuras mediciones, lo cual mejora sustancialmente las indicaciones para recomendar el mejor momento para aplicar agroquímicos en el cultivo. La presente invención almacena toda la información obtenida a partir de las imágenes del interior del dispositivo de captura y del cultivo, además de los parámetros asociados a temperatura y humedad, para así incluirlos y ponderarlos en futuras indicaciones para aplicar agroquímicos en el cultivo monitoreado, lo que permite al sistema aprender del comportamiento de los insectos y del clima en una zona de cultivo específica a través del tiempo.
[0016] Finalmente, los sistemas y dispositivos del estado de la técnica no sugieren una forma eficiente de disponer el dispositivo de alimentación asociado, encargado de energizar los distintos componentes en dichos sistemas. Si bien, algunos de ellos utilizan paneles fotovoltaicos en combinación con baterías recargables, dichos paneles se encuentran habitualmente unidos a la parte superior del sistema, lo cual, a primera vista resulta adecuado, para poder así capturar la mayor cantidad de radiación posible. Sin embargo, esta disposición puede no ser la mejor, ya que no considera que, dado que habitualmente estos sistemas están ubicados en las ramas de los árboles o plantas, o cercanos a estos, con frecuencia el crecimiento y floración de estos cultivos provoca que la radiación solar no llegue de manera óptima a los paneles solares, teniendo que mover los dispositivos de lugar, debido a la alta probabilidad de que se apaguen y no puedan seguir operando dado que las baterías no pueden ser cargadas al nivel requerido para mantener la operación del sistema. El tener que mover los dispositivos de lugar provoca dos potenciales problemáticas, una de ellas asociada a que debe haber uno o más operarios asignados para monitorear, ya sea de forma remota o presencial, los niveles de energía de cada uno de los dispositivos, de manera de ir a moverlos en caso de que se detecte una baja considerable de energía o la desconexión de alguno de ellos, provocando que personal agrícola tenga que movilizarse a través del campo, aumentando así los costos de monitoreo y control de plagas. El otro posible problema tiene relación con que, en ocasiones, la nueva ubicación en que se dispone el dispositivo para poder recibir mayor radiación no es la mejor para la captura de insectos, distorsionando de esta manera la toma de datos y la posterior indicación de aplicación de pesticidas en la respectiva zona de cultivo. [0017] Por lo tanto, resulta necesario contar con un método y sistema que no sólo sea capaz de realizar una óptima captura de insectos, sino que también integre otras variables y parámetros que permitan mejorar la decisión respecto al mejor momento para la aplicación de agroquímicos, ya sea en una temporada puntual de cosecha o en temporadas futuras, en donde la información obtenida no se pierda, sino que sea incorporada por el sistema para incluirla en futuras indicaciones para la aplicación de agroquímicos en la zona de cultivo en donde se encuentra operando el sistema. Además, se hace necesario contar con un sistema que proporcione una disposición óptima y confiable de su sistema de generación y alimentación de energía, de manera de garantizar que la operación del sistema no se verá afectada, independiente de las condiciones climáticas o de la disposición del dispositivo de captura de insectos. Esta y otras ventajas asociadas con otros aspectos de la tecnología son descritas en mayor detalle a continuación.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
[0018] La invención se refiere a un método y sistema para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas, que permite una indicación más precisa acerca del momento ideal para la aplicación de al menos un agroquímico en una zona de cultivo en donde se encuentre operando el sistema, a partir de la obtención de variables y parámetros adicionales a los utilizados en el estado de la técnica. Además, la presente invención proporciona un método y sistema que entrega una indicación de aplicación de agroquímicos que va mejorando su precisión en el tiempo, gracias al almacenamiento continuo de la información y datos obtenidos en el tiempo, con lo cual el sistema se retroalimenta y aprende para futuras indicaciones de aplicación de agroquímicos.
[0019] Por otra parte, el método y sistema proporcionado por la invención, permite asegurar el funcionamiento continuo de todos los componentes del sistema, debido a que su sistema de generación de energía se encuentra dispuesto de manera óptima, ya sea sobre el dispositivo de captura o separado de este, para recibir la cantidad de radiación requerida para el correcto funcionamiento del sistema. [0020] Las características y ventajas mencionadas para la presente invención, evitan que operarios agrícolas deban inspeccionar continuamente las trampas instaladas para la recolección de datos, ya que toda la información recopilada por el sistema es enviada a un dispositivo de análisis, el cual almacena toda la información enviada por los distintos dispositivos y sensores del sistema, procesándola y entregando una indicación precisa acerca del mejor momento para la aplicación de agroquímicos en la zona de cultivo monitoreada. A partir, de dicha indicación, el consumo de agroquímicos se minimiza o hasta se elimina en algunas zonas monitoreadas, gracias a que la aplicación de dichos agroquímicos se realiza en el momento preciso en que se requiere y no cuando la plaga ya se encuentra expandida en el cultivo, evitando también el uso de cantidades excesivas de estos productos de manera preventiva, dada la poca información con la que cuentan los agricultores actualmente.
[0021] De acuerdo con una primera modalidad preferente de la invención, el método para monitorear y controlar la presencia de al menos un insecto en cultivos agrícolas comprende las siguientes etapas:
- atraer y capturar al menos un insecto, mediante al menos un dispositivo de captura, hacia una superficie interior de dicho al menos un dispositivo;
- obtener al menos una fotografía intema de dicha superficie interior, mediante al menos un dispositivo fotográfico intemo;
- obtener al menos una fotografía externa de una zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un dispositivo fotográfico externo;
- medir la temperatura ambiente en la zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un sensor de temperatura ambiente;
- medir la temperatura del suelo en la zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un sensor de temperatura de suelo;
- medir la humedad ambiente en la zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un sensor de humedad ambiente; - medir la humedad del suelo en la zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un sensor de humedad de suelo;
- enviar la al menos una fotografía interna, la al menos una fotografía extema y los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente; y humedad del suelo desde los al menos un dispositivo fotográfico y los al menos un sensor hacia al menos un dispositivo de control;
- enviar la al menos una fotografía intema, la al menos una fotografía externa y los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo, desde el al menos un dispositivo de control, hacia al menos un dispositivo de análisis;
- detectar, a través del al menos un dispositivo de análisis, utilizando la al menos una fotografía interna enviada, si existe la presencia de al menos un insecto en ella;
- en caso de que haya al menos un insecto en la fotografía interna, identificar, a través del al menos un dispositivo de análisis, la especie a la que pertenece el al menos un insecto fotografiado;
- incluir en un recuento de insectos para la especie identificada, a través del al menos un dispositivo de análisis, el al menos un insecto identificado;
- determinar, a través del al menos un dispositivo de análisis, utilizando los datos sobre temperatura ambiente, unos grados día y unos grados día acumulados de la zona de cobertura de cultivo;
- determinar, a través del al menos un dispositivo de análisis, utilizando uno o más de los datos relacionados con las al menos una fotografía interna y fotografía extema, y los grados día y grados día acumulados, la etapa fenológica del al menos un insecto;
- determinar, a través del al menos un dispositivo de análisis, utilizando uno o más de los datos relacionados con la al menos una fotografía extema y los grados día y grados día acumulados, la etapa fenológica de la zona de cobertura de cultivo; - evaluar, a partir de uno o más de los parámetros obtenidos sobre la especie del al menos un insecto, el recuento de insectos para la especie identificada, los grados día, los grados día acumulados, los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo, y la etapa fenológica del al menos un insecto identificado y de la zona de cobertura de cultivo, si corresponde aplicar al menos un agroquímico en dicha zona de cobertura de cultivo;
- alertar a un operador en caso de corresponder la aplicación del al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo;
- almacenar en el al menos un dispositivo de análisis los parámetros obtenidos sobre la especie del al menos un insecto, el recuento de insectos para la especie identificada, los grados día, los grados día acumulados, los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humead ambiente y humedad del suelo, la etapa fenológica del al menos un insecto identificado y de la zona de cobertura de cultivo, y acerca de la evaluación sobre si corresponde la aplicación del al menos un agroquímico; y
- utilizar la información almacenada acerca de los parámetros obtenidos sobre la especie del al menos un insecto, el recuento de insectos para la especie identificada, los grados día, los grados día acumulados, los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo, la etapa fenológica del al menos un insecto identificado y de la zona de cobertura de cultivo, y acerca de la evaluación sobre si corresponde la aplicación del al menos un agroquímico, en la determinación de futuras indicaciones de aplicación de al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo.
[0022] El método de la invención opera una vez que los componentes del sistema han sido instalados en el hospedador, que puede ser alguno de los árboles de la zona de cultivo que se desea monitorear o en un poste instalado próximo a la zona de cultivo a monitorear. Una vez que ha iniciado su operación, este el dispositivo de captura atrae insectos hacia su superficie interior, la cual se encuentra impregnada con una sustancia que atrae a los insectos de la especie que se desea monitorear, tal como una feromona. Una vez que el o los insectos se posan en la superficie interior del dispositivo de captura, estos son atrapados por una sustancia pegajosa, quedando completamente inmovilizados.
[0023] El método de la invención comprende además recolectar una serie de parámetros que permiten al sistema alertar al operario el momento indicado para proceder con la aplicación de uno o más agroquímicos en una zona de cultivo en particular. Dichos parámetros tienen relación con la obtención de fotografías de la superficie interior del dispositivo de captura, en el cual son atrapados los insectos, además de fotografías del estado del cultivo, que permiten visualizar, por ejemplo, el estado del árbol o planta y sus frutos y/o flores. Además, los parámetros obtenidos permiten observar variables ambientales respecto a la temperatura y humedad ambiente y del suelo en la zona de cobertura de cultivo.
[0024] Debe entenderse por zona de cobertura de cultivo, al radio de cobertura que permite abarcar a un dispositivo de captura, en conjunto con los dispositivos fotográficos y los sensores, en donde, para cubrir un cultivo completo se pueden disponer múltiples módulos compuestos de distintos dispositivos de captura con sus respectivos dispositivos fotográficos y sensores, controlados a su vez por respectivos dispositivos de control. Dichos dispositivos de control envían la información recopilada a al menos un dispositivo de análisis, que puede estar ubicado de forma remota al cultivo, el cual recopila toda la información proporcionada por cada uno de los módulos y evalúa para cada uno de ellos si es recomendable la aplicación de uno o más agroquímicos, alertando al operario del sistema en caso de ser necesario a través del dispositivo de visualización. De esta forma, se obtiene una recomendación diferenciada para cada una de las zonas de cultivo en donde se encuentra operando cada módulo de dispositivos y sensores.
[0025] Tal como se ha mencionado anteriormente, el dispositivo de análisis obtiene diversos parámetros. El primero de ellos tiene relación con detectar la presencia de uno o más insectos en la fotografía de la superficie interna, en donde además se debe identificar si los insectos pertenecen a la especie que se desea monitorear.
[0026] Dicha detección e identificación se realiza a través de un modelo de aprendizaje de máquinas, entrenada continuamente para detectar e identificar las capturas de la especie de interés y así determinar diariamente la cantidad de dichas capturas.
[0027] Una vez que se ha realizado la identificación del o los insectos en la fotografía intema, el dispositivo de análisis procede a almacenar los registros de conteo en un recuento de insectos para cada una de las especies monitoreadas, siendo accesible esta información para el operador del sistema a través de una plataforma visualizada a través del dispositivo de visualización.
[0028] Otro parámetro obtenido por el dispositivo de análisis dice relación con la obtención de los grados día (GD) para las distintas zonas de cobertura de cultivo en donde opera el sistema, a partir de los datos de temperatura recibidos de cada uno de los módulos de dispositivos y sensores y de los parámetros establecidos en el dispositivo de análisis en relación con el tipo de cultivo analizado. Esta operación se puede calcular para un período de tiempo (día, semana, mes, año), una parte o todo el ciclo de cultivo.
[0029] Además, el dispositivo de análisis obtiene los grados día acumulados (GDA) para cada zona de cobertura de cultivo monitoreada, que corresponden a la suma de los grados de cada día en un período de tiempo, lo cual, en términos simples, expresa la cantidad total de energía a la que el árbol o planta está sometido durante su ciclo de crecimiento. Los GDA permiten al dispositivo de análisis determinar con un alto grado de certeza la etapa fenológica en la cual se encuentra la o las especies de insectos monitoreadas, así como también la etapa fenológica de cada uno de los árboles o plantas en cada una de las zonas de cobertura de cultivo.
[0030] En este sentido, el dispositivo de análisis obtiene otro parámetro que permite mejorar la certeza en la detección de la etapa fenológica del hospedero en las zonas de cobertura de cultivo, los cuales son fotografiados por cada uno de los dispositivos fotográficos extemos, obteniéndose imágenes del exterior del árbol o planta, en donde se puede observar con detalle el desarrollo de la fruta y/o flor, así como también diversas particularidades físicas de dichas frutas y/o flores, junto con el resto del árbol o planta, las cuales permiten determinar visualmente al dispositivo de análisis la etapa fenológica en la cual se encuentran las diversas zonas de cobertura de cultivo. Además, es posible identificar visualmente los daños que puedan estar sufriendo las frutas y/o flores por parte de la especie o especies de insectos monitoreados o por acción de otros tipos de insectos o terceros que puedan estar afectando a una o más zonas de cobertura de cultivo, a partir de lo cual se genera una alerta al operador del sistema.
[0031] La forma de determinar dicha etapa fenológica es a través de un modelo de reconocimiento de imágenes, tal como ocurre para el análisis de las fotografías de la superficie interna del dispositivo de captura, mediante el uso de un modelo de aprendizaje de máquinas, entrenado continuamente para identificar los eventos relevantes, de manera de identificar la etapa fenológica en la cual se encuentra el hospedero en cada una de las zonas de cobertura de cultivo monitoreadas.
[0032] El contar con dos formas de determinar la etapa fenológica del hospedero en las zonas de cobertura de cultivo, permite mejorar la precisión de dicha determinación, haciendo también más precisa la indicación sobre la aplicación de pesticidas en cada una de las zonas de cobertura de cultivo, dependiendo de la etapa fenológica en la que se encuentren. Por otro lado, la etapa fenológica de la o las plagas monitoreadas se determina a partir de los GDA y los eventos relevantes en el desarrollo de la fenología del hospedero.
[0033] Una vez que el dispositivo de análisis ha almacenado y procesado continuamente los datos que permiten estimar el desarrollo fenológico futuro de la o las especies monitoreadas, se estima la fecha en la que podrían cumplirse las GDA que determinan la aplicación de ciertos productos que han sido establecidos previamente en el sistema. El sistema, a través del dispositivo de análisis, estima una fecha de aplicación y el tipo de producto que se recomienda, de acuerdo al estado fenológico del hospedero y de la plaga según los GDA y según los eventos identificados en el desarrollo fenológico del hospedero. El sistema, a través del dispositivo de análisis, determina además la fecha en que notifica o alerta al operador del sistema la recomendación de aplicación del o los productos agroquímicos en la zona de cobertura de cultivo, a través del dispositivo de visualización.
[0034] Finalmente, el dispositivo de análisis almacena toda la información recibida, tanto la información recibida sin procesar por parte de cada uno de los módulos de dispositivos y sensores, así como también la información obtenida a través del procesamiento de dicha información sin procesar, junto con las continuas evaluaciones realizadas para determinar si es recomendable o no proceder con la aplicación de uno o más agroquímicos en la zona de cobertura de cultivo. Esto permite al sistema incorporar esta información mediante modelos de aprendizaje de máquinas, de manera de mejorar la precisión de cada siguiente indicación que el dispositivo de análisis entregue al operador, para cada una de las zonas de cobertura de cultivo, respecto a si corresponde o no la aplicación de uno o más agroquímicos.
[0035] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende enviar la ubicación del al menos un dispositivo fotográfico interno, del al menos un dispositivo fotográfico extemo y del al menos un dispositivo de control, a través de al menos un dispositivo de localización. Esto permite al operador del sistema saber en todo momento la ubicación de cada uno de los dispositivos principales del sistema que se encuentran ubicados en las distintas zonas de cobertura de cultivo, lo cual puede ser de vital importancia en caso de que alguno de los dispositivos sea robado.
[0036] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende energizar al al menos un dispositivo fotográfico interior, al al menos un dispositivo fotográfico exterior, al al menos un sensor de temperatura ambiente, al al menos un sensor de temperatura de suelo, al al menos un sensor de humedad ambiente, al al menos un sensor de humedad del suelo y al al menos un dispositivo de localización, a través de al menos un dispositivo de almacenamiento de energía. [0037] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende recargar el al menos un dispositivo de almacenamiento de energía, a través de al menos un dispositivo de generación de energía.
[0038] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende enviar la ubicación del al menos un dispositivo de generación de energía, a través de al menos un dispositivo de localización.
[0039] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el método además comprende obtener, mediante el al menos un dispositivo de análisis, pronósticos de temperatura, humedad, lluvias y de velocidad y dirección del viento, desde bases de datos alojadas en Internet o en otras bases de datos climatológicas, tales como sistemas informáticos accesibles a través de API (application programming interface), en donde el método además comprende incluir dichos pronósticos de temperatura, humedad, lluvias y de velocidad y dirección del viento en la etapa de evaluar si corresponde la aplicación de al menos un agroquímico en la zona de cultivo.
[0040] Esta modalidad de la invención tiene particular importancia, dado que permite al sistema, a través del dispositivo de análisis, incorporar información adicional en la estimación de la fecha de aplicación y el tipo de producto agroquímico recomendado, sumando estas variables a las mencionadas anteriormente en relación con el estado fenológico del hospedero y de la plaga según los GDA y según los eventos identificados en el desarrollo fenológico del hospedero. Dicha información puede servir, por ejemplo, para no recomendar la aplicación de un agroquímico en una zona de cobertura de cultivo, en caso de que se pronostiquen lluvias o vientos no favorables para dicha aplicación de producto en dicha zona.
[0041] De acuerdo con otra modalidad de la invención, la etapa de obtener al menos una fotografía interna de dicha superficie interior se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas. Preferentemente, el dispositivo de fotografía interna obtiene una imagen de la superficie interior del dispositivo de captura una vez cada día. [0042] De acuerdo con otra modalidad de la invención, la etapa de obtener al menos una fotografía externa de una zona de cobertura de cultivo, se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas. Preferentemente, el dispositivo de fotografía extema obtiene una imagen de la zona de cultivo una vez cada día.
[0043] De acuerdo con otra modalidad de la invención, la etapa de medir la temperatura ambiente, mediante al menos un sensor de temperatura ambiente, se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas, en donde la etapa de medir la temperatura del suelo, mediante al menos un sensor de temperatura de suelo, también se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas. Preferentemente, los datos sobre temperatura ambiente y temperatura del suelo se obtienen cada 30 minutos por parte de los respectivos sensores.
[0044] De acuerdo con otra modalidad de la invención, la etapa de medir la humedad ambiente, mediante al menos un sensor de humedad ambiente, se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas, en donde la etapa de medir la humedad del suelo, mediante al menos un sensor de humedad de suelo, también se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas. Preferentemente, los datos sobre humedad ambiente y humedad del suelo se obtienen cada 30 minutos por parte de los respectivos sensores.
[0045] De acuerdo con otra modalidad de la invención, la etapa de enviar la al menos una fotografía interna, la al menos una fotografía externa y los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo hacia al menos un dispositivo de análisis se lleva a cabo al menos una vez cada 24 horas, a través de un protocolo de comunicación inalámbrica que permita la transferencia de datos.
[0046] En relación con todos los rangos para toma de fotografías o medición de temperatura y humedad ambiente, estos son modificables tanto en el horario en que se obtiene la fotografía o medición, así como también en su periodicidad por parte del operador del sistema. Lo mismo ocurre con la periodicidad con que se realiza el envío de información desde el dispositivo de control hacia el dispositivo de análisis, la cual también es modificable por parte del operador del sistema, de manera de aumentar o disminuir dicha periodicidad de envío de información.
[0047] De acuerdo con otra modalidad de la invención, la etapa de alertar a un operador del sistema, en caso de corresponder la aplicación del al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo, comprende indicar una fecha de notificación, una fecha de aplicación recomendada y un listado con el o los productos agroquímicos que se recomienda aplicar en la zona de cobertura de cultivo, en donde dicha alerta se lleva a cabo al momento en que el sistema evalúe que corresponde realizar un aplicación de agroquímico, pudiendo también el operador configurar el sistema para que alerte sobre alguna variable específica que sea de interés para él y que esté siendo medida por el sistema, aunque no exista una recomendación de aplicación de agroquímicos, por ejemplo, datos sobre temperatura y humedad ambiente y/o del suelo, así como también datos sobre los grados día y grados día acumulados y/o visualización de las imágenes obtenidas a través de los dispositivos fotográficos. La periodicidad de estas alertas también puede ser configurada por el operador, de manera de recibir información a través del dispositivo de visualización en rangos que van desde al menos una vez cada 24 horas.
[0048] Por otra parte, de acuerdo con una segunda modalidad preferente de la invención, también se describe un sistema para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas, que comprende:
- al menos un dispositivo de captura, dispuesto en un hospedero, para atraer y capturar al menos un insecto en una superficie interior de dicho dispositivo;
- al menos un dispositivo fotográfico interno, dispuesto en la parte superior del al menos un dispositivo de captura, para obtener al menos una fotografía interna de la superficie interior de dicho al menos un dispositivo de captura;
- al menos un dispositivo fotográfico extemo, dispuesto de manera de apuntar hacia una zona de cobertura de cultivo, para obtener al menos una fotografía externa de dicha zona de cobertura de cultivo; - al menos un sensor de temperatura ambiente, para medir la temperatura ambiente en la zona de cobertura de cultivo;
- al menos un sensor de temperatura de suelo, para medir la temperatura del suelo en la zona de cobertura de cultivo;
- al menos un sensor de humedad ambiente, para medir la humedad ambiente en la zona de cobertura de cultivo;
- al menos un sensor de humedad de suelo, para medir la humedad del suelo en la zona de cobertura de cultivo;
- al menos un dispositivo de control, para recibir datos obtenidos desde el al menos un dispositivo fotográfico interno, el al menos un dispositivo fotográfico extemo, el al menos un sensor de temperatura ambiente, el al menos un sensor de temperatura de suelo, el al menos un sensor de humedad ambiente y el al menos un sensor de humedad de suelo, y para monitorear su funcionamiento;
- al menos un dispositivo de análisis, que recíbelos datos obtenidos desde el al menos un dispositivo de control, para analizarlos y evaluar si corresponde la aplicación de al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo; y
- al menos un dispositivo de visualización, que alerta a un operador en caso de que corresponda la aplicación de al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo.
[0049] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el sistema además comprende al menos un dispositivo de almacenamiento de energía, en donde el al menos un dispositivo de almacenamiento de energía es una batería de ácido-plomo, litio o cualquier material o combinación de materiales capaz de almacenar energía electroquímica.
[0050] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el sistema además comprende al menos un dispositivo de generación de energía, en donde el al menos un dispositivo de generación de energía está dispuesto sobre el al menos un dispositivo de captura, o de manera separada al al menos un dispositivo de captura. Además, de manera preferente, el al menos un dispositivo de generación de energía es un panel fotovoltaico, en donde el al menos un dispositivo de almacenamiento de energía se puede disponer junto con el al menos un dispositivo de generación de energía.
[0051] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el sistema además comprende al menos un dispositivo de localización, dispuesto en el al menos un dispositivo fotográfico interno, en el al menos un dispositivo fotográfico externo, en el al menos un dispositivo de control, y en el al menos un dispositivo de generación de energía, en donde el al menos un dispositivo de localización es un GPS o cualquier otro dispositivo que permita la geolocalización del al menos un dispositivo de captura.
[0052] De acuerdo con otra modalidad de la invención, el sistema además comprende al menos un primer cable para conectar el al menos un dispositivo de generación de energía al al menos un dispositivo de almacenamiento de energía, y al menos un segundo cable para conectar el al menos un dispositivo de almacenamiento de energía al al menos un dispositivo fotográfico interior, al al menos un dispositivo fotográfico exterior, al al menos un sensor de temperatura ambiente, al al menos un sensor de temperatura de suelo, al al menos un sensor de humedad ambiente, al al menos un sensor de humedad de suelo, al al menos un dispositivo de control, y al al menos un dispositivo de localización.
[0053] En vista de la descripción anterior respecto al método y sistema de la invención, resulta relevante destacar la función del dispositivo fotográfico externo, el cual obtiene fotografías del exterior del hospedero, que podría ser un árbol o planta, específicamente de sus frutos y/o flores, de manera sostenida en el tiempo y en los diferentes puntos de enfoque que permita la ubicación del dispositivo de captura. Dichas fotografías permiten al dispositivo de análisis identificar estados y cambios fenológicos claves dentro del desarrollo de las plantas, como lo son, primera hoja, máxima floración, cuaja de frutos, entro otros. Además, al asociar la información obtenida a partir de las fotografías externas con los datos climáticos, se logran identificar rangos de tolerancias a heladas o sequías, observando daños en hojas y flores.
[0054] Además, existe una relación entre la fenología en cultivos y la actividad de las plagas que las afectan, las cuales permanecen constantes cada temporada, incluso cuando los patrones climáticos cambian, pudiendo detectar a partir de las fotografías extemas cuando las plagas están en su etapa más vulnerable. Por ejemplo, la eclosión de huevos de la polilla gitana (Lymantria Dispar) comienza junto con la floración de los manzanos de variedad “Redbuds”, lo cual, al ser detectado por el sistema de la invención, alertaría al operador de este indicando que es el momento adecuado para la aplicación del agroquímico específico en dicha zona de cultivo en donde se detectó la eclosión de huevos.
[0055] En otros casos en que se demuestran las ventajas de la fotografía externa, es posible observar que los estados fenológicos de las plantas definen los momentos de aplicación de ciertos productos en los cultivos. Por ejemplo, en el caso del olivo, la aplicación de humus en la etapa de máxima floración mejora el rendimiento, volumen y peso del fruto, además de otras propiedades. En un caso similar, la aplicación de poliamina en antesis (etapa de desarrollo de la flor) aumenta la retención de frutas en dos variedades de mangos.
[0056] Por otro lado, en relación a la medición de las condiciones ambientales, se ha observado que, en cítricos, la aplicación de urea foliar en la etapa brotación, durante o después de un episodio de bajas temperaturas aumenta la floración. A partir de lo descrito por el método y sistema de la invención, un evento de bajas temperaturas, o cualquier otro que sea de especial interés para el operador del sistema, respecto a la temperatura o humedad de una zona de cultivo, puede ser alertado por el dispositivo de análisis, indicando al operador que es el momento adecuado para aplicar un agroquímico en particular u otro producto específico al cultivo.
[0057] Finalmente, resulta relevante destacar la disposición que puede tener el dispositivo generador de energía en el sistema de la invención, el cual puede estar integrado junto con el dispositivo de captura o de manera separada, en caso de que la ubicación óptima del dispositivo de captura no sea la mejor ubicación para el dispositivo generador de energía. Tal como se menciona anteriormente, esta es una problemática común en el estado de la técnica, en donde existe un gran riesgo de que dichos dispositivos generados de energía, tales como paneles fotovoltaicos, no sean capaces de cargar al nivel necesario las baterías de estos sistemas para su correcto funcionamiento.
[0058] En consecuencia, la presente invención proporciona un método y sistema para el monitoreo y control de insectos efectivo y de mayor precisión que los actualmente disponibles en el mercado, entregando de manera automatizada al operario una indicación acerca del mejor momento para la aplicación de uno o más agroquímicos u otro agente específico en las distintas zonas de cobertura de cultivo que estén siendo monitoreadas por los módulos de dispositivos fotográficos y sensores, ya sea, a partir de la fenología del hospedero, de la fenología de la plaga, de las condiciones climáticas, o mediante una combinación de uno o más de dichos parámetros y variables.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
[0059] Como parte de la presente invención se presentan las siguientes figuras representativas de la misma, las que enseñan configuraciones preferentes de la invención y, por lo tanto, no deben considerarse como limitantes a la definición de la materia reivindicada.
La figura 1 enseña un esquema del procedimiento para monitorear una plaga de insectos y decidir el momento adecuado para la aplicación de agroquímicos en un cultivo agrícola, de acuerdo con el estado de la técnica.
La figura 2 enseña un esquema del procedimiento para decidir el momento adecuado para la aplicación de uno o más agroquímicos en una o más zonas de cobertura de cultivo, de acuerdo a una configuración preferente de la invención.
La figura 3 enseña una vista isométrica y una vista frontal de los componentes del sistema para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas, de acuerdo con una configuración preferente de la invención. La figura 4 enseña la disposición del sistema para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas en un hospedero, de acuerdo a una configuración preferente de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FIGURAS
[0060] Con mención a las figuras que se acompañan, la figura 1 muestra un esquema del procedimiento para monitorear la presencia de insectos en un cultivo agrícola y para decidir el mejor momento para la aplicación de agroquímicos en dicho cultivo, comúnmente utilizado en el estado de la técnica. Para efectos de facilitar la comprensión del procedimiento, este se ha dividido en cinco etapas, catalogadas como: A: Instalación/desinstalación de trampas; B: Prospección de las trampas; C: Decisión respecto a la aplicación de agroquímicos; D: Comunicación de decisión; y E: Aplicación de agroquímicos.
[0061] En la etapa A, trabajadores agrícolas proceden a la instalación de trampas a través del cultivo que se desea monitorear. La decisión acerca de la cantidad de trampas a instalar y la distancia entre ellas se realiza habitualmente a través de procedimientos recomendados por instituciones agrícolas, que buscan que la disposición de ellas abarque de la mejor manera posible el cultivo completo. La etapa B, por su parte, corresponde a la prospección que se debe hacer de las trampas instaladas, en donde uno o más trabajadores deben recorrer el cultivo completo para poder contabilizar el número de insectos en cada una de las trampas. Esta tarea, debido al gran tiempo toma, no es posible de realizar todos los días, lo cual incrementaría los costos asociados al uso de trabajadores para estas labores, por lo que el personal a cargo la lleva a cabo habitualmente cada 4, 7 o 14 días. Uno de los problemas que existe al no contar con una revisión diaria de las trampas, es no poder detectar el día exacto en que se produce la primera captura de la especie de insecto monitoreada, lo cual puede llevar a tomar decisiones tardías sobre la aplicación de agroquímicos en el cultivo.
[0062] En la etapa C, el trabajador a cargo de tomar la decisión acerca de aplicar o no agroquímicos en el cultivo, recibe la información recolectada a través de las distintas trampas, la cual debe ingresar de forma manual a algún dispositivo para poder procesarlos, tal como un computador o similar, en el cual el trabajador debe comparar dichos datos obtenidos con información teórica respecto a la fenología del insecto según las condiciones climáticas de la zona, la cual se obtiene a través de bases datos de internet o mediante una estación de monitoreo. [0063] Llegado el momento en que el trabajador toma la decisión de que es el momento adecuado para la aplicación de agroquímicos en el cultivo monitoreado, comienza la etapa D, en donde se debe realizar la comunicación de la decisión a los encargados de realizar la fumigación.
La decisión acerca de fumigar generalmente se realiza para todo el cultivo, dada la imposibilidad para detectar qué zonas o áreas del cultivo están siendo atacadas en mayor o menor medida por la plaga.
[0064] Finalmente, una vez que se ha comunicado la decisión de fumigar el cultivo con un agroquímico específico, se realizan las tareas respectivas para llevar a cabo esta labor. Como las tareas de monitoreo de trampas y de procesamiento de datos carecen de la precisión para poder indicar con exactitud el momento adecuado para aplicar agroquímicos al cultivo, habitualmente se deben realizar múltiples aplicaciones preventivas para evitar el riesgo de que, por una mala toma y análisis de datos, la plaga se expanda, destruyendo las frutas y/o flores del árbol o planta monitoreada.
[0065] Por otra parte, en la figura 2 se observa un esquema del procedimiento para decidir el momento adecuado para la aplicación de uno o más agroquímicos en una o más zonas de cobertura de cultivo, de acuerdo a una configuración preferente de la invención. En este esquema también se han dividido las tareas que comprende el procedimiento en cinco grandes etapas, de manera de facilitar la comparación con la figura 1 del estado de la técnica. Dichas etapas corresponden a: A: Instalación/desinstalación; B: Prospección; C: Decisión; D: Comunicación; y E: Aplicación y registro. [0066] En relación con la etapa A, esta no varía en cuanto a la forma de instalar el sistema respecto a lo descrito en la figura 1, en donde uno o más trabajadores deben recorrer el cultivo que se desea monitorear, de manera de ir instalando los componentes del sistema de la invención. La diferencia sustancial se encuentra en el modo en que se decide la cantidad y distanciamiento entre los distintos módulos de dispositivos y sensores que, en conjunto conforman el sistema, lo cual se realiza de acuerdo a la cobertura de monitoreo que ofrece cada uno de dichos módulos, permitiendo calcular de forma rápida la cantidad de módulos necesarios para cubrir el cultivo, evitando así la colocación de trampas innecesarias y evitando que queden áreas sin monitorear dentro del cultivo. [0067] En la etapa B, relacionada con la prospección de las trampas, esta se realiza de forma automática por parte de los dispositivos fotográficos y sensores ambientales y de suelo dispuestos en cada uno de los módulos a lo largo del cultivo, en donde es posible configurar la periodicidad en la toma de datos para cada uno de dichos dispositivos y sensores. El método y sistema de la invención está configurado para que los dispositivos y sensores de cada uno de los módulos del cultivo envíen la información recopilada a respectivos dispositivos de control, los cuales almacenan la información hasta que se envía a un dispositivo de análisis, al menos una vez cada día, el cual recolecta toda esta información, proveniente de todos los dispositivos de control dispuestos en los distintos módulos. Esta forma de realizar el envío de datos evita la presencia de trabajadores en el cultivo, dedicados solamente a la tarea de recolección de dichos datos, permitiendo que estos se puedan abocar a otras tareas. Además, gracias al constante monitoreo que se realiza en cada uno de los módulos y a la rapidez con que se envía la información al dispositivo de análisis, es posible obtener el dato acerca de una primera captura para la especie que se desea monitorear en menos de 24 horas, desde que esta haya ocurrido, permitiendo de esta forma mejorar de manera sustancial la velocidad de reacción ante la presencia de la plaga, tomando las decisiones pertinentes para controlar su expansión en la zona de cobertura de cultivo en que se haya detectado su presencia, lo cual se muestra en la etapa C de la figura 2.
[0068] En la etapa C, el dispositivo de análisis recopila la información enviada por cada uno de los módulos dispuestos en el cultivo, tal como se menciona en el párrafo anterior. Esta recopilación de datos se realiza de manera automática e inalámbrica a través de una red que permita la transferencia inalámbrica de datos, tal como redes 3G, 4G, 5G, Bluetooth, infrarrojo, o cualquier otra red que permita este tipo de transferencia de datos. Una de las ventajas del método y sistema de la invención, en comparación con las técnicas utilizadas en el estado del arte, es que en el método de la invención se utiliza no sólo la cantidad de capturas para la especie monitoreada para tomar la decisión de aplicar o no agroquímicos, sino que también se incluyen otras variables, tales como la etapa fenológica en la que se encuentra la especie monitoreada y el hospedero en cada uno de los módulos dispuestos en el cultivo. Esta información respecto a la fenología del insecto y del hospedero se obtiene a partir de los datos sobre temperatura y humedad ambiente, temperatura y humedad del suelo y a través de las fotografías obtenidas del interior del dispositivo de captura o trampa y del hospedero, para cada uno de los módulos. Esto permite, gracias al algoritmo utilizado por el dispositivo de análisis, obtener datos precisos respecto del estado de desarrollo de la plaga en cada una de las zonas de cobertura de cultivo monitoreada por cada uno de los módulos, alertando de manera precisa en caso de que se evalúe como necesaria la aplicación de agroquímicos en alguna de las zonas de cobertura de cultivo. Además, el método y sistema de la invención es capaz de incluir información adicional respecto al pronóstico del tiempo (temperatura, humedad, lluvias, velocidad del viento, etc.), de manera de evitar emitir una alerta para la aplicación de agroquímicos en caso de que el sistema detecte que existe un pronóstico de lluvias o en caso de que el viento no sea favorable para su aplicación, entre otros.
[0069] En la etapa D, relacionada con la comunicación, el dispositivo de análisis, una vez que detecta la necesidad de aplicar uno o más agroquímicos en una o más de las zonas de cobertura de cultivo, envía una alerta a uno o más operarios a cargo del sistema a través de un dispositivo de visualización, tal como un teléfono inteligente, un computador, una tableta, etc. Esto permite que el o los operadores del sistema se despreocupen de tener que estar abocados a tareas de análisis de datos, gastando tiempo en comparar tablas de datos, que muchas veces no son precisas y/o representativas de la zona en donde se encuentra el cultivo monitoreado. [0070] Finalmente, en la etapa E, en caso de que el operador del sistema haya sido notificado de que es necesaria la aplicación de uno o más agroquímicos en una o más zonas de cobertura de cultivo, procede a dar aviso a las personas encargadas de dichas labores para que comiencen con la fumigación. El método y sistema de la invención permite que los eventos relacionados con la aplicación de agroquímicos se realicen solamente cuando se detecta la necesidad de hacerse por parte del dispositivo de análisis, y sólo en las áreas específicas del cultivo monitoreado, evitando fumigaciones preventivas en todo el cultivo y llevando un registro específico para cada zona de cobertura de cultivo que ha sido fumigada. Esto conlleva a un ahorro importante en tareas de fumigación por parte de los agricultores, permitiendo obtener productos con una menor exposición a químicos, aumentando su valor de mercado.
[0071] Por otro lado, en las figuras 3 y 4 se enseña una configuración preferente del sistema (1) de la invención. En la figura 3 se observan los componentes principales del sistema (1), el cual comprende un dispositivo de captura (10), tal como una trampa de feromonas, la cual tiene una superficie interior (11), en donde los insectos son atraídos y capturados por una sustancia pegajosa. Montado sobre el dispositivo de captura (10) se ubica un dispositivo fotográfico interno (20), tal como una cámara fotográfica, el cual obtiene imágenes de la superficie interior (11) del dispositivo de captura (10).
[0072] El sistema (1) además comprende un dispositivo fotográfico externo (21), tal como una segunda cámara fotográfica, dispuesta de manera separada del dispositivo de captura (10), para obtener imágenes del hospedero en el cual se ubique el sistema (1). El dispositivo fotográfico externo (21) se dispone en conjunto con un alojamiento hermético que comprende el dispositivo de control (40) y el dispositivo de almacenamiento de energía (50), tal como una batería recargable de litio, los cuales deben estar protegidos de las inclemencias climáticas en el exterior. A su vez, en la parte inferior de este alojamiento, se disponen los sensores de temperatura ambiente (30) y de humedad ambiente (31), los cuales monitorean las condiciones climáticas de la zona de cobertura de cultivo en donde se encuentra dispuesto el módulo de dispositivos y sensores. [0073] Adicionalmente, el sistema (1) comprende un sensor de humedad de suelo (32), dispuesto enterrado en el terreno en donde se encuentra el hospedero, para monitorear las condiciones del suelo. El sistema (1) puede comprender también un sensor de temperatura de suelo (no mostrado en las figuras), en caso de ser necesario este dato para la toma de decisiones respecto a algún agroquímico en particular.
[0074] Para abastecerse de energía, el sistema (1) dispone de un dispositivo de generación de energía (60), tal como uno o más paneles fotovoltaicos, el cual se dispone de manera de recibir la radiación solar necesaria para el correcto funcionamiento de todos los dispositivos y sensores del sistema (1).
[0075] Por último, en la figura 4 se muestra el sistema (1) completo, dispuesto en el hospedero, que en este caso corresponde a un árbol frutal. Se puede observar que cada uno de los componentes del sistema (1) se ubica en la mejor posición posible para la realización de sus tareas. Por ejemplo, el dispositivo de captura (10), junto con el dispositivo fotográfico interno (20) se ubica en una zona del hospedero por donde sea más probable el tránsito de la especie que se desea monitorear, de manera de facilitar las capturas en la superficie interior (11) del dispositivo de captura (10). Por otra parte, el dispositivo extemo (21), junto con el dispositivo de control (40), el dispositivo de almacenamiento de energía (50) y los sensores de temperatura y humedad ambiente (30, 31), se disponen en el lugar en donde se pueda observar de mejor manera el desarrollo fenológico del árbol y sus frutos y/o flores. Por su parte, el sensor de humedad de suelo (32) se ubica enterrado en el terreno próximo al árbol hospedador.
[0076] Esta característica respecto a la libertad de posicionamiento de los componentes del sistema (1) permite obtener datos precisos para cada una de las variables que se desea monitorear, las cuales se envían posteriormente al dispositivo de análisis (no mostrado en las figuras), el cual se puede disponer de manera remota al cultivo, por ejemplo, alojado en un computador. En relación con el posicionamiento de los componentes del sistema (1), se desea destacar particularmente la ubicación del dispositivo de generación de energía (60), el cual habitualmente se ubica adosado por sobre la trampa de feromonas en sistemas del estado de la técnica, corriendo el riesgo de no poder generar la cantidad de energía necesaria para el correcto funcionamiento de sus componentes, dado la sombra que produce el propio árbol sobre dicho componente. En la presente invención, el dispositivo de generación de energía (60) se puede disponer de manera libre respecto al resto de componentes del sistema (1), permitiendo así que dicho dispositivo pueda ser colocado sobre el árbol, por ejemplo, evitando así cualquier riesgo de que el sistema no tenga la energía suficiente para operar correctamente.
REFERENCIAS NUMÉRICAS
I Sistema para monitorear y controlar la presencia de insectos en cultivos agrícolas
10 Dispositivo de captura
I I Superficie interior
20 Dispositivo fotográfico interno
21 Dispositivo fotográfico extemo
30 Sensor de temperatura ambiente
31 Sensor de humedad ambiente
32 Sensor de humedad de suelo
40 Dispositivo de control
50 Dispositivo de almacenamiento de energía
60 Dispositivo de generación de energía

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un método para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas, CARACTERIZADO porque comprende las siguientes etapas:
- atraer y capturar al menos un insecto, mediante al menos un dispositivo de captura (10), hacia una superficie interior (11) de dicho al menos un dispositivo;
- obtener al menos una fotografía interna de dicha superficie interior, mediante al menos un dispositivo fotográfico interno (20);
- obtener al menos una fotografía externa de una zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un dispositivo fotográfico extemo (21);
- medir la temperatura ambiente en la zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un sensor de temperatura ambiente (30);
- medir la temperatura del suelo en la zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un sensor de temperatura de suelo;
- medir la humedad ambiente en la zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un sensor de humedad ambiente (31);
- medir la humedad del suelo en la zona de cobertura de cultivo, mediante al menos un sensor de humedad de suelo (32);
- enviar la al menos una fotografía interna, la al menos una fotografía externa y los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo; humedad ambiente y humedad del suelo, desde los al menos un dispositivo fotográfico (20, 21) y los al menos un sensor (30, 31, 32), hacia al menos un dispositivo de control (40);
- enviar la al menos una fotografía intema, la al menos una fotografía extema y los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo, desde el al menos un dispositivo de control (40), hacia al menos un dispositivo de análisis; - detectar, a través del al menos un dispositivo de análisis, utilizando la al menos una fotografía intema enviada, si existe la presencia de al menos un insecto en ella;
- en caso de que haya al menos un insecto en la fotografía intema, identificar, a través del al menos un dispositivo de análisis, la especie a la que pertenece el al menos un insecto fotografiado;
- incluir en un recuento de insectos para la especie identificada, a través del al menos un dispositivo de análisis, el al menos un insecto identificado;
- determinar, a través del al menos un dispositivo de análisis, utilizando los datos sobre temperatura ambiente, unos grados día y unos grados día acumulados de la zona de cobertura de cultivo;
- determinar, a través del al menos un dispositivo de análisis, utilizando uno o más de los datos relacionados con las al menos una fotografía interna y fotografía externa, y los grados día y grados día acumulados, la etapa fenológica del al menos un insecto;
- determinar, a través del al menos un dispositivo de análisis, utilizando uno o más de los datos relacionados con la al menos una fotografía externa y los grados día y grados día acumulados, la etapa fenológica de la zona de cobertura de cultivo;
- evaluar, a partir de uno más de los parámetros obtenidos sobre la especie del al menos un insecto, el recuento de insectos para la especie identificada, los grados día, los grados día acumulados, los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo, y la etapa fenológica del al menos un insecto identificado y de la zona de cobertura de cultivo, si corresponde aplicar al menos un agroquímico en dicha zona de cobertura de cultivo;
- alertar a un operador, mediante al menos un dispositivo de visualización, en caso de corresponder la aplicación del al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo; - almacenar en el al menos un dispositivo de análisis los parámetros obtenidos sobre la especie del al menos un insecto, el recuento de insectos para la especie identificada, los grados día, los grados día acumulados, los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo, la etapa fenológica del al menos un insecto identificado y de la zona de cobertura de cultivo, y la evaluación sobre si corresponde la aplicación del al menos un agroquímico; y
- utilizar la información almacenada acerca de los parámetros obtenidos sobre la especie del al menos un insecto, el recuento de insectos para la especie identificada, los grados día, los grados día acumulados, los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo, la etapa fenológica del al menos un insecto identificado y de la zona de cobertura de cultivo, y acerca de la evaluación sobre si corresponde la aplicación del al menos un agroquímico, en la determinación de futuras indicaciones de aplicación de al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque además comprende enviar la ubicación del al menos un dispositivo fotográfico interno (20), del al menos un dispositivo fotográfico externo (21) y del al menos un dispositivo de control (40), a través de al menos un dispositivo de localización.
3. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, CARACTERIZADO porque además comprende energizar al al menos un dispositivo fotográfico interior (20), al al menos un dispositivo fotográfico exterior (21), al al menos un sensor de temperatura ambiente (30), al al menos un sensor de temperatura del suelo, al al menos un sensor de humedad ambiente (31), al al menos un sensor de humedad de suelo (32) y al al menos un dispositivo de localización, a través de al menos un dispositivo de almacenamiento de energía (50).
4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, CARACTERIZADO porque además comprende recargar el al menos un dispositivo de almacenamiento de energía (50), a través de al menos un dispositivo de generación de energía (60).
5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, CARACTERIZADO porque además comprende enviar la ubicación del al menos un dispositivo de generación de energía (60), a través de al menos un dispositivo de localización.
6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
CARACTERIZADO porque además comprende obtener, mediante el al menos un dispositivo de análisis, pronósticos de temperatura, humedad, lluvias y de velocidad y dirección del viento, desde bases de datos alojadas en Internet o en otras bases de datos climatológicas.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque además comprende incluir los pronósticos de temperatura, humedad, lluvias y de velocidad y dirección del viento en la etapa de evaluar si corresponde la aplicación de al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo.
8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7,
CARACTERIZADO porque la etapa de obtener al menos una fotografía interna de dicha superficie interior (11) se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas.
9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8,
CARACTERIZADO porque la etapa de obtener al menos una fotografía extema de una zona de cobertura de cultivo, se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas.
10. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, CARACTERIZADO porque la etapa de medir la temperatura ambiente, mediante al menos un sensor de temperatura ambiente (30), se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas.
11. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, CARACTERIZADO porque la etapa de medir la temperatura del suelo, mediante al menos un sensor de temperatura de suelo, se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas.
12. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11,
CARACTERIZADO porque la etapa de medir la humedad ambiente, mediante al menos un sensor de humedad ambiente (31), se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas.
13. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11,
CARACTERIZADO porque la etapa de medir la humedad ambiente del suelo, mediante al menos un sensor de humedad de suelo (32), se lleva a cabo en un rango entre 15 minutos y 24 horas.
14. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13,
CARACTERIZADO porque la etapa de enviar la al menos una fotografía interna, la al menos una fotografía externa y los datos sobre temperatura ambiente, temperatura del suelo, humedad ambiente y humedad del suelo hacia al menos un dispositivo de análisis se lleva a cabo al menos una vez cada 24 horas, a través de un protocolo de comunicación inalámbrica que permita la transferencia de datos.
15. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14,
CARACTERIZADO porque la etapa de alertar a un operador del sistema, en caso de corresponder la aplicación del al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo, comprende indicar una fecha de notificación, una fecha de aplicación recomendada y un listado con el o los productos agroquímicos que se recomienda aplicar en la zona de cobertura de cultivo.
16. Un sistema (1) para monitorear y controlar la presencia de al menos un tipo de insecto en cultivos agrícolas, CARACTERIZADO porque comprende:
- al menos un dispositivo de captura (10), dispuesto en un hospedero, para atraer y capturar al menos un insecto en una superficie interior (11) de dicho dispositivo;
- al menos un dispositivo fotográfico intemo (20), dispuesto en la parte superior del al menos un dispositivo de captura (10), para obtener al menos una fotografía interna de la superficie interior (11) de dicho al menos un dispositivo de captura (10);
- al menos un dispositivo fotográfico externo (21), dispuesto de manera de apuntar hacia una zona de cobertura de cultivo, para obtener al menos una fotografía externa de dicha zona de cobertura de cultivo;
- al menos un sensor de temperatura ambiente (30), para medir la temperatura ambiente en la zona de cobertura de cultivo;
- al menos un sensor de temperatura de suelo, para medir la temperatura del suelo en la zona de cobertura de cultivo;
- al menos un sensor de humedad ambiente (31), para medir la humedad ambiente en la zona de cobertura de cultivo;
- al menos un sensor de humedad de suelo (32), para medir la humedad del suelo en la zona de cobertura de cultivo;
- al menos un dispositivo de control (40), para recibir datos obtenidos desde el al menos un dispositivo fotográfico interno (20), el al menos un dispositivo fotográfico externo (21), el al menos un sensor de temperatura ambiente (30), el al menos un sensor de temperatura de suelo, el al menos un sensor de humedad ambiente (31) y el al menos un sensor de humedad de suelo (32), y para monitorear su funcionamiento; - al menos un dispositivo de análisis, que recibe los datos obtenidos desde el al menos un dispositivo de control, para analizaros y evaluar si corresponde la aplicación de al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo; y
- al menos un dispositivo de visualización, que alerta a un operador en caso de que corresponda la aplicación de al menos un agroquímico en la zona de cobertura de cultivo.
17. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 16, CARACTERIZADO porque además comprende al menos un dispositivo de almacenamiento de energía (50).
18. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 17, CARACTERIZADO porque el al menos un dispositivo de almacenamiento de energía (50) es una batería de ácido-plomo, litio o cualquier material o combinación de materiales capaz de almacenar energía electroquímica.
19. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, CARACTERIZADO porque además comprende al menos un dispositivo de generación de energía
(60).
20. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque el al menos un dispositivo de generación de energía (60) está dispuesto sobre el al menos un dispositivo de captura (10).
21. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque el al menos un dispositivo de generación de energía (60) está dispuesto de manera separada al al menos un dispositivo de captura (10).
22. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, CARACTERIZADO porque el al menos un dispositivo de generación de energía (60) es un panel foto voltaico.
23. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 22, CARACTERIZADO comprende al menos un dispositivo de localización, dispuesto en el al menos un dispositivo fotográfico interno (20), en el al menos un dispositivo fotográfico extemo (21), en el al menos un dispositivo de control (40), y en el al menos un dispositivo de generación de energía
(60).
24. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 23, CARACTERIZADO porque el al menos un dispositivo de localización es un GPS o cualquier otro dispositivo que permita la geolocalización del al menos un dispositivo de captura.
25. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, CARACTERIZADO porque el al menos un dispositivo de almacenamiento de energía (50) se dispone junto con el al menos un dispositivo de generación de energía (60).
26. El sistema (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 19 a 25, CARACTERIZADO porque además comprende al menos un primer cable para conectar el al menos un dispositivo de generación de energía (60) al al menos un dispositivo de almacenamiento de energía (50), y al menos un segundo cable para conectar el al menos un dispositivo de almacenamiento de energía (50) al al menos un dispositivo fotográfico interior (20), al al menos un dispositivo fotográfico exterior (21), al al menos un sensor de temperatura ambiente (30), al al menos un sensor de temperatura del suelo, al al menos un sensor de humedad ambiente (31), al al menos un sensor de humedad de suelo (32), al al menos un dispositivo de control (40), y al al menos un dispositivo de localización.
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