Drones y bosque

GABRIELLE LIPTON 
con IVES LAUMONIER
Potencial del uso de drones para la investigación forestal

Entrevista con Ives Laumonier, un ecologista experto en drones, en "Los Bosques en las Noticias"

En 2012, la revista académica arbitrada Tropical Conservation Science publicó un artículo en el que anunciaba los “albores de la ecología con drones” y consideraba esta tecnología aérea como una alternativa al mapeo por teledetección satelital, gracias a sus costos competitivos y ventajas fotográficas. Desde entonces, los drones han volado velozmente a través de una nube de emprendimientos, tanto de desarrolladores como de investigadores de todos los campos, quienes están descubriendo cómo lograr una utilización óptima de estos dispositivos en su sector, además de la gestión forestal y paisajística.
      Como en el caso de toda tecnología disruptiva, el uso de drones para la investigación del paisaje forestal conlleva pros, contras, cuestiones éticas y horizontes prometedores. (...)

•  ¿Cómo se interesó por primera vez en el uso de drones?

   Mosaico fotográfico de un paisaje en Borneo, resultado de una misión de vuelo a una altitud de 400 metros, que permite el análisis de la sucesión de barbechos, parcelas, cultivos mixtos y cultivos alimentarios. CIFOR Photo / Yves Laumonier.

Mi formación universitaria es ecología vegetal y mapeo de vegetación, pero también soy piloto de avionetas. Me encanta volar y ver la tierra desde el aire, creo que es la mejor manera de comprender un paisaje. Y los drones parecían adaptarse muy bien al mapeo de cobertura terrestre a gran escala, un sustituto de la antigua fotografía aérea, que ha sido completamente reemplazada por el uso de satélites.

• ¿Cuándo utilizó un dron por primera vez?

      En 2016, en Kalimantan, Indonesia. Al principio no fue fácil convencer a las personas de mi oficina. Se trató de una iniciativa más bien privada. Pero una vez que les mostramos los resultados, se entusiasmaron mucho.
      Realizamos nuestros primeros vuelos de prueba cerca de la frontera entre Indonesia y  Malasia. Yo estaba muy nervioso porque hay muchos militares destacados en esa zona. Fuimos a explicarles lo que estábamos haciendo para que no derribaran el dron. Pero fue como enseñar un juguete a unos niños. Incluso nos ofrecieron permitirnos usar su helipuerto.
      Volvimos en 2017, para monitorear la dinámica del paisaje y pudimos ver qué campos se habían quemado para dedicarlos a cultivos desde 2016. Iremos nuevamente pronto. Si hacemos esto cada año, durante un tiempo, tendremos un buen estudio. Mientras tanto, vamos a escribir un artículo sobre el método que empleamos para hacer mosaicos fotográficos, medir la biomasa de los árboles y otros parámetros estructurales de la vegetación. También estamos iniciando un proyecto sobre árboles ubicados fuera de los bosques, de manera específica en las fincas, y aquí también los drones tienen un gran potencial para identificar árboles aislados y pequeñas áreas de vegetación que los satélites no siempre pueden estimar correctamente.

• ¿Qué área puede cubrir un dron?

      Con el tipo de dron que usamos, podemos cubrir entre 2.000 y 4.000 hectáreas en una sola misión. Esto puede tomar desde tres o cuatro días hasta una semana, dependiendo del clima, pues si hay mucho viento o llueve, los drones no pueden volar.

• ¿Cuáles son las ventajas de los drones respecto a los satélites?

      Para mí, su ventaja es que me permiten monitorear paisajes de matrices muy complejas, como los paisajes tradicionales de agricultura de quema y roza, o lugares con una intensa fragmentación de hábitats y agricultura en parcelas pequeñas. En muchos sistemas agrícolas, los árboles que se encuentran en las fincas a menudo no son más que hileras de setos. Pero para las comunidades de la etnia dayak en Kalimantan, por ejemplo, son una mezcla compleja de barbechos, cultivos mixtos, caucho y fragmentos de bosque. La mayoría de los satélites no pueden distinguirlos debido a la resolución (de 10 a 30 m), pero con un dron podemos mapear adecuadamente el patrón de estos paisajes. Es posible utilizar satélites de mayor resolución, pero es muy costoso y a menudo obtener los datos es muy difícil.
      La capa de nubes es otro gran problema para los satélites. En los trópicos húmedos, a veces se obtiene tan solo una buena imagen de un área por año, y en ocasiones ninguna. Por ello los drones surgieron como una herramienta con un buen potencial, porque se puede evitar la capa de nubes.
      Además, si estoy revisando un mapa de vegetación y no estoy seguro sobre el tipo de bosque o vegetación, solía tomarme tal vez un día hacer la verificación a pie, pero ahora puedo enviar el dron y tener una respuesta en 20 minutos. Es algo sumamente útil. Y al mismo tiempo, se pueden obtener imágenes muy bonitas y espectaculares de la vida comunitaria de las aldeas.
      Con esto no quiero decir que los drones deban reemplazar a los satélites. Hay muchos sistemas satelitales de imágenes gratuitos: Landsat, y ahora uno nuevo que se llama Sentinel. Hasta el momento, el punto débil de los drones es que no pueden cubrir un área muy amplia. Una vez me preguntaron si podía utilizar drones para mapear palma aceitera, yo les respondí: “Sí, pero ¿para qué? Basta con el satélite”. Las plantaciones [de palma aceitera] son tan grandes que realmente no es necesario [el uso de drones], a menos que el dueño de una concesión quiera saber dónde hay palmas enfermas, dónde se están amarilleando las hojas, o si algo anda mal. Los datos de los drones se pueden usar para calibrar los datos satelitales.

   Lanzamiento de un dron para el “despegue”. Los minidrones de alas fijas son más difíciles de usar que los de hélices múltiples, pero son muy eficientes en el mapeo de vegetación, pueden cubrir un área mayor y es posible recuperarlos de manera más segura en caso de falla del motor. CIFOR Photo / Yves Laumonier

• ¿Cuál es la reacción de las comunidades locales cuando ingresa con un dron?

      En CIFOR realizamos una gran cantidad de mapeos participativos, y en el pasado hemos creado mapas de croquis del terreno junto con las comunidades. ¡Es algo bueno! Pero pensamos que el dron daría resultados más realistas y a escala. Y descubrimos que las comunidades entienden muy rápidamente los mapas de mosaicos fotográficos, porque conocen los puntos de referencia: los ríos. Entonces, con su consentimiento, producimos estos mapas y luego los llevamos de vuelta [a las comunidades] para analizarlos y realizar verificaciones adicionales sobre el terreno, y con ello obtenemos un mapa a escala adecuado, que es mucho mejor que un mapa de croquis. Se los mostramos a los gobiernos locales, y hasta ahora a todos les gustan porque son mucho mejores que los anteriores, en especial si los requieren para darles estatus legal.

• ¿Existe diálogo entre la comunidad de investigación y la comunidad tecnológica sobre el desarrollo de drones?

     Absolutamente, en especial en agricultura… Tal vez más que en el sector forestal, las personas reconocieron el increíble potencial de los drones para el monitoreo agrícola. Los agricultores han comenzado a usar drones para controlar el estado de salud de sus cultivos, y las personas que producen drones lo tienen muy en cuenta.
      La tecnología avanza a gran velocidad. Ahora existen empresas que fabrican drones para todos los propósitos imaginables: arqueología, geología, construcción, paisajes urbanos, monitoreo de volcanes. Hay mucha competencia, y la herramienta se está volviendo muy buena. Creo que pronto tendremos más drones con exactamente los mismos sensores que los satélites: infrarrojo, Lidar, que es una herramienta integral para la medición de carbono, y he visto que acaba de salir al mercado un mini-Lidar. Tal vez intentemos instalarlo en nuestro dron.

• En cuanto a riesgos, ¿en qué contexto generan mayor preocupación los drones: mientras los utiliza en el terreno, o más adelante, cuando publica sus hallazgos?

      Pienso que en ambas situaciones. En el terreno, hasta ahora no hemos tenido problemas porque nos presentamos ante las comunidades y obtenemos los permisos necesarios del gobierno local. Pero no estábamos en áreas de conflictos potenciales entre empresas y comunidades. Cuando volamos [los drones], vimos la minería y la tala ilegales, por ejemplo. Luego me encontré con los leñadores en el bosque, pero no hicieron preguntas: el dron vuela a suficiente altura como para que sea imposible oírlo entre el ruido de sus motosierras…
      Ya con los satélites hay que lidiar con conflictos entre parques nacionales y aldeas locales. Mostrar los datos puede ser un gran riesgo. O en el caso de la minería de oro en Kalimantan, que afecta las márgenes de los ríos: algunas áreas se han convertido en desiertos de arena blanca que ya no se pueden rehabilitar. Las empresas estarían realmente molestas si mostramos detalles de sus operaciones.

• Éticamente, ¿está obligado a publicar sus hallazgos de todos modos?

      Yo me inclinaría a hacerlo. Siento que, como científicos independientes, necesitamos mostrar lo que está sucediendo, observar la degradación del medio ambiente, etc. Es importante que sigamos haciéndolo. Creo que deberíamos ser completamente libres de publicar lo que encontremos y que sirva como evidencia.

• ¿Cuál es tu sueño en lo que respecta a los drones?

      Un dron que pueda recolectar hojas de los árboles. Para la identificación de especies, se requiere recolectar [hojas] de árboles de 60 metros de altura. Para ello usamos trepadores de árboles, pero siempre tengo miedo de que la persona se caiga. Es un trabajo pesado siempre. Y si los investigadores no logran convencer a los lugareños de trepar a los árboles y vuelven solo con los nombres locales de las especies, ello tiene poco valor y puede llevar a una evaluación errónea de la diversidad y la distribución de las especies. He usado monos [para la recolección], y fue genial, pero uno termina en la mira de los activistas de animales. Realmente necesitamos drones que puedan recolectar ramitas y hojas del dosel, ese sería mi dron soñado.

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DRONES PARA BOSQUES
De Ecología Verde

Los drones son un invento revolucionario, y solo acaban de nacer. Como es sabido, su utilidad resulta asombrosa en muchos ámbitos, incluyendo sus aplicaciones verdes (...)
     Ayudar a frenar la deforestación es una de ellas, tanto en la prevención y detección de incendios. Además, tienen increíbles aplicaciones en la agricultura, -si bien sus resultados no siempre son eco-amigables- y, por lo que nos parece, también pueden darnos grandes alegrías en lo que respecta a la silvicultura, la disciplina que se ocupa del cuidado y explotación de los bosques.
     En este caso, se trata de una ambiciosísima apuesta por su cuidado y reforestación, aprovechando la capacidad de los drones para servir como plantadores de árboles a gran escala. Y es que el proyecto de Lauren Fletcher, ingeniero de la Universidad de Oxford, y su equipo no se anda con chiquitas y, según hemos sabido esta semana, pretende plantar más de mil millones de árboles cada año con unos drones diseñados específicamente para esta función.

Acabar con la deforestación en el planeta El objetivo es acabar con la deforestación a pasos agigantados, y hacerlo de una manera práctica e innovadora, aplicando una gran solución a un mal no menor, siguiendo el consejo de la popular frase que aconseja solucionar grandes males, con grandes remedios.
     ¿Pero, cómo lo harán? Lauren Fletcher, extrabajador de la NASA y líder del proyecto apunta bien alto. Asegura que no descansará hasta reforestar el planeta. ¿Una locura, utopía pura y dura? No lo parece, eso sí, siempre y cuando su plan resulte…
     ¿Sus armas? Una fe en sí mismo a prueba de bomba y un ejército de drones capaz de sembrar hasta 36.000 semillas cada día. ¿Sus principales bazas? Alcanzar zonas inaccesibles (escarpadas, etc.) gracias a las características de los drones, pequeñas aeronaves sin tripulación que sobrevuelan y actúan allí donde se les ordene.
     En cuando al modus operandi, cuando el dron sobrevuela una determinada zona deforestada se le dirige a aquellos puntos más idóneos para dejar las semillas. Para ello el dron se conduce automáticamente siguiendo una serie de indicaciones que resultan de la aplicación de un programa que analiza datos cartográficos en 3D.
     Es así como se decide dónde plantar las semillas, disparadas finalmente mediante una lanzadera de aire comprimido, lo que a su vez supone un riesgo de que muchas de ellas no germinen, si bien finalmente se prevé que las cuentas salgan.
     La velocidad y automatización del proceso, así como el bajo coste son otras grandes ventajas que le hacen ser optimista y, según sus planes, en unas pocas décadas lo que antes era erial podría convertirse en arboleda, en zonas de nuevo llenas de vida. 

Más de mil millones de árboles por año
El proyecto de Fletcher se ha marcado el objetivo de plantar la friolera de mil millones de árboles por año. Un número increíble que parece exagerado, pero puesta en contexto, es decir, teniendo en cuenta la velocidad a la que decrece la masa forestal, simplemente es una cifra razonable.
     No en vano, la industria, la agricultura, la urbanización y la minería acaban cada año con más de 26.000 millones de árboles, según datos satelitales del American Geophisical Union (AGU). Solo los bosques tropicales han visto incrementar su destrucción en un 62 por ciento entre 1990 y 2010.
     ¿Conseguirá Fletcher su propósito? Sea como fuere, aunque no lo haga, quedarse a mitad de camino ya sería un gran logro. No olvidemos que plantar árboles significa crear ecosistemas, con lo que ello supone para la fauna que vive en esas áreas forestales.

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Utilizan drones para cartografiar árboles

 

Noticias / SINC

Investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han ideado un nuevo método para obtener datos geométricos en 3D (área, altura y volumen) de árboles en cultivos leñosos a partir de imágenes aéreas tomadas por un dron. Los detalles del procedimiento han sido publicados en la revista PLOS ONE.

     Los científicos han puesto a punto el nuevo método en plantaciones de árboles aislados y en seto. El sistema es capaz de proyectar cada árbol con un 97% de exactitud y las desviaciones con los datos de altura y volumen estimados en campo son mínimas.

     Se aplica en dos fases consecutivas: en primer lugar, se generan modelos digitales de superficie empleando drones y, en segundo lugar, se emplean técnicas de análisis de imagen basadas en objetos.

El análisis permite diseñar estrategias óptimas para el manejo del cultivo en la agricultura de precisión

     “Hemos trabajado en un cultivo leñoso como el olivar, de gran impacto en la Cuenca del Mediterráneo y que actualmente es emergente en numerosas partes del mundo como Chile, California o varias regiones de China. Cabría destacar que una de las ventajas de nuestra investigación es que con mínimos ajustes se puede extrapolar a cultivos forestales”, recalca la investigadora del CSIC Francisca López-Granados, coordinadora del grupo de investigación IMAPING en el Instituto de Agricultura Sostenible en Córdoba.

     “Mediante esta tecnología es posible cartografiar una plantación con cientos de árboles de manera muy precisa y en poco tiempo. Sería, por tanto, una alternativa más eficiente a las medidas laboriosas e inconsistentes tomadas en campo”, precisa José Manuel Peña, investigador del mismo instituto. Los mapas generados, además de proporcionar información detallada del tamaño y desarrollo de cada árbol, permiten estudiar sus relaciones geo-espaciales con factores agronómicos de su entorno, como las propiedades del suelo o la presencia de malas hierbas.

      “El análisis conjunto de esta información permite diseñar estrategias óptimas de manejo del cultivo en el contexto de la agricultura de precisión, lo que genera importantes beneficios económicos y agroambientales”, agrega el investigador del CSIC.

Referencia bibliográfica:
Torres-Sánchez, J. et al. “High-Throughput 3-D Monitoring of Agricultural-Tree Plantations with Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Technology”. PLOS ONE. DOI: 10.1371/journal.pone.0130479

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