Un sistema de teledetección mapea el uso del plástico en la agricultura

Es una solución desarrollada con el apoyo de la FAPESP en el Centro de Ingeniería de la Plasticultura, en Brasil, y se vale del aprendizaje automático en series temporales de imágenes satelitales para detectar áreas agrícolas que emplean este tipo de material con una precisión cercana al 100 %

Por Roseli Andrion  |  Agência FAPESP – Una de las técnicas más eficientes con miras a proteger los cultivos, mejorar la productividad y disminuir la aplicación de agroquímicos en la agricultura consiste en el uso de la plasticultura en distintas actividades agrícolas. Por este motivo, los materiales plásticos se vienen empleando a vasta escala en el campo desde hace ya algunas décadas. Pero este tipo de materiales, al tiempo que le dan impulso a la producción agrícola, sin un manejo adecuado se convierten en un desafío ambiental de grandes proporciones.

Ante este situación, un grupo de investigadores del Centro de Ingeniería de la Plasticultura (CEP, en portugués) desarrolló un sistema de teledetección para la localización de áreas agrícolas que adoptan la plasticultura en el manejo. La referida solución se vale del aprendizaje automático en series temporales de imágenes satelitales para detectar áreas en las que se emplea plástico agrícola con una precisión cercana al 100 %.

El CEP es un Centro de Investigaciones en Ingeniería (CPE) apoyado por la FAPESP y por Braskem, una multinacional del sector petroquímico controlada por Petrobras y Novonor. Dicho centro tiene su sede en el Núcleo Interdisciplinario de Planificación Energética (NIPE) de la Universidad de Campinas (Unicamp), en el interior de São Paulo.

Uno de los principales focos de la investigación recae sobre la detección del mulching, también llamado mantillo o acolchado. Se trata de una técnica en la cual se emplean películas de polietileno con el objetivo de disminuir el crecimiento de las malezas y controlar la humedad y la temperatura del suelo. Con ella, el cultivo tiene acceso a lo que necesita en la medida justa: luminosidad, agua y nutrientes.

Por otra parte, el mulching, que debe cambiarse con cada nueva cosecha, puede sumar contaminación plástica a la producción agrícola. Al aplicarse este método, se emplea menos plástico que en los invernaderos, pero su potencial de causar contaminación ambiental es mayor. “Los invernaderos, a su vez, se mantienen durante cuatro o cinco años. Además, el mulching permanece en contacto directo con la tierra y, de manejárselo en forma incorrecta, puede dejar fragmentos”, explica Marlon Fernandes de Souza, investigador del CEP.

Según el ingeniero agrícola ambiental, en algunos lugares, el material que se emplea en la agricultura se está convirtiendo en un importante problema, debido fundamentalmente al desechado inadecuado luego de usárselo. “Nuestro proyecto apunta a determinar la cantidad de residuos producida y proponer soluciones para gestionarlo de manera sostenible.”

Antes del estudio, no existía un mapa preciso referente a las áreas que aplican mulching en Brasil: ni siquiera la industria cuenta con esos datos. “El primer paso consistió en descubrir dónde se utiliza el plástico y en qué cantidad”, señala. “Hasta ahora esa información se encontraba fragmentada. Con las imágenes satelitales, logramos delimitar esas áreas y obtener datos con una precisión cercana al 100 %.”

Las investigaciones que comprenden la utilización de imágenes captadas vía satélite para detectar plásticos son más comunes en áreas marinas. “Con el calentamiento global que aún no hemos resuelto, muchos consideran que el mayor problema ambiental de la actualidad es la contaminación plástica”, recuerda Fernandes de Souza. Al abocarse a los ambientes agrícolas, este proyecto se erige como una posibilidad de ayudar a cambiar la forma de trabajar con este tipo de material en el segmento.

A juicio del investigador, el estudio a cargo del CEP y publicado en la revista científica Environmental Science and Pollution Research constituye un paso importante con miras a promover la circularidad de los plásticos en la agricultura brasileña. “Dado que suministra una metodología confiable para el mapeo de los residuos plásticos agrícolas, puede ayudar a minimizar los impactos de la degradación en el medio ambiente.”

Logística inversa

Uno de los mayores retos globales concernientes al manejo adecuado del plástico que se emplea en la agricultura reside en la falta de infraestructura para recolectar y reciclar este material, especialmente en áreas remotas. “En algunos lugares, la instalación más cercana se encuentra a más de 1.000 kilómetros de distancia, lo que vuelve inviable económicamente aplicar la logística inversa.”

El grupo del CEP no recolecta el material desechado que detecta, pero el relevamiento que los investigadores realizaron permite analizar la factibilidad de instalar sistemas de logística inversa. Con base en los resultados obtenidos, es posible evaluar si la creación de centrales regionales de reciclado es viable o si resulta mejor contar con un sistema de transporte para trasladar los residuos hasta los centros de reciclado más alejados.

La ausencia de un sistema estructurado de recolección y reciclado del plástico agrícola ha llevado a muchos productores a implementar soluciones improvisadas. “Desafortunadamente, aún hay muchos productores que mantienen pilas enormes de residuos porque no saben qué hacer con ellos. En algunos casos, ese material queda allí acumulándose durante años debido a que nadie puede llevárselo.”

Esto es más común entre los pequeños productores, que carecen de poder de negociación y no tienen un volumen de desechos suficiente como para atraer a los recicladores interesados en recoger ese material. “Los grandes productores en su mayoría logran negociar la recolección con las empresas recicladoras, pero los pequeños no cuentan con esa ventaja. Así es como terminan acumulando grandes volúmenes de plástico sin saber cómo darle el destino correcto.”

Esta investigación puede también hacer su aporte al desarrollo de políticas públicas y sistemas de gestión de residuos más eficientes. Una de las opciones consiste en la creación de un modelo de logística inversa similar al Sistema Campo Limpo, que recolecta envases vacíos de defensivos agrícolas. Los productores que utilizan este sistema devuelven los envases vacíos cuando van a comprar nuevos productos.

De este modo, lo ideal sería crear un sistema análogo para las películas plásticas agrícolas. “La implementación de este tipo de solución requiere del diseño de políticas públicas y la participación de toda la cadena de valor. Nuestra investigación tiene por objeto suministrar la información necesaria para que una iniciativa de este tipo se vuelva factible”, explica.

La falta de legislación

La carencia de una legislación específica para el manejo del plástico es una preocupación en aumento en la agricultura. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) está debatiendo códigos de conducta voluntarios para la gestión del plástico en este sector. De todos modos, el futuro es aún incierto. “Hasta hace 10 años, prácticamente no había investigaciones de esta índole. Hoy en día se entablan debates sobre las mejores prácticas y sobre recomendaciones, pero aún no existe regulación clara de esta práctica.”

Fernandes de Souza hace hincapié en que el objetivo del proyecto consiste en buscar soluciones para que la utilización del plástico en la agricultura aporte beneficios sin causarle daños al medio ambiente. “El objetivo es hallar maneras de emplear este material de manera tal que no ocasione problemas ambientales. Este debate está transcurriendo ahora mismo: el año pasado hubo varias conferencias de las Naciones Unidas para abordar específicamente este tema.”

Puede leerse el artículo intitulado Remote sensing detection of plastic-mulched farmland using a temporal approach in machine learning: case study in tomato crops en el siguiente enlace: link.springer.com/article/10.1007/s11356-024-35026-7.