Control del suelo en dunas y valles, Australia del Sur

Contexto

Wes y Karen Matthews cultivan al oeste de Kimba, en Australia del Sur, en la Península Eyre, con su explotación principal a lo largo de la Eyre Highway. Su operación incluye principalmente trigo, cebada y lentejas en 7.500 hectáreas. 1.400 hectáreas corresponden a suelos arenosos problemáticos dentro de sistemas de dunas y valles, y el resto es un mosaico de distintos tipos de suelos más pesados.

Los Matthews, junto con su consultor de suelos Michael Eyres, comenzaron a usar Launch Pad para la planificación de flota y la ubicación de contenedores de campo, además de utilizar funciones para rediseñar sus líneas de recorrido y mejorar la eficiencia de tiempo. Un hallazgo clave de las simulaciones iniciales fue que, tras cargar los límites de sus lotes y las cabeceras AB existentes, Launch Pad fue usado para identificar cabeceras AB más eficientes. Se crearon planes de recorrido para los lotes que redujeron el número de pasadas en un lote de 190 a 127 y redujeron la distancia de maniobra en 1,87 kilómetros. La nueva línea AB agregó 1,82 ha al área de superposición, pero ayudó a reducir la erosión del suelo, el consumo de combustible y ahorró 21 minutos en el tiempo total de siembra.

Estas ganancias fueron solo el primer paso. El equipo ha avanzado ahora hacia el uso de Launch Pad para simplificar las decisiones más complejas de gestión de lotes en torno a los desplazamientos de cabeceras AB, la gestión de la estabilidad de la superficie del suelo y la planificación de la flota.

Launch Pad, desarrollado por Verge Ag, es una plataforma de agricultura de precisión basada en la web que convierte la maquinaria existente del productor y sus sistemas de orientación en autonomía supervisada. Genera rutas personalizadas compatibles con GPS basadas en los límites de los lotes, las especificaciones del equipo y los objetivos operativos, planificando la forma más eficaz de que el equipo se mueva por el campo. Esto reduce las costosas decisiones en cabina y mejora la productividad general, al tiempo que reduce el consumo de combustible, el tiempo de trabajo y el impacto ambiental. Cuando se combina con piloto automático y orientación de alta precisión, los operadores se concentran en la supervisión en lugar de la conducción.

Resumen del Caso de Estudio

El Desafío

Un problema importante al que los Matthews siguen enfrentándose es gestionar las operaciones en torno a los sistemas de dunas y valles, formas del terreno que han sufrido ciclos repetidos de erosión y reforma. Las partículas de arena de las dunas más altas se revirtieron geológicamente en arenisca durante miles de años antes de descomponerse nuevamente, lo que produce arenas de partículas finas altamente móviles, que actúan generalmente como una capa de arena frecuentemente repelente al agua sobre una capa de arena de endurecimiento estacional.

Estas antiguas e incesantemente cambiantes formas del terreno crean desafíos, en particular porque discurren en gran medida perpendiculares al ángulo de los caminos de la zona y, como resultado, frecuentemente a las líneas de cercado más largas (que tradicionalmente dictan las cabeceras AB). Por ello, la maquinaria a menudo ha tenido que circular por ellas en ángulos difíciles. Las formaciones de dunas paralelas ascendentes se gestionan de muchas formas en Kooma View, incluida la dispersión de arcilla con una niveladora, la subsolación y la escarificación, los surfactantes multiusos para el suelo y el diseño integrado de planificación de recorridos.

Estos tipos de suelo tan variables han dificultado con frecuencia planificar y llevar a cabo la gestión del suelo de la explotación. Las operaciones han estado influenciadas por la posición de las dunas, los vientos predominantes, los efectos de sotavento, la variación de pH, el tipo y volumen de arcilla disponible, la capacidad dispersiva de la arcilla y las diferencias en el tamaño de partícula. Tratar cada tipo de suelo de manera eficiente requiere prácticas personalizadas y una planificación compleja, que Launch Pad tiene la capacidad de optimizar.

Para complicar aún más el cultivo, el viento cambia de dirección a lo largo del año, lo que altera las formas de las dunas y la dirección del movimiento y acumulación del suelo. Durante la siembra (abril a mayo), los frentes meteorológicos suelen traer fuertes vientos del oeste. Si los cultivos se plantan de este a oeste, los surcos se alinean con la dirección del viento, creando "líneas de canal" que permiten un flujo de viento acelerado y el arrastre de partículas finas. Esto hace que la arena se movilice rápidamente a lo largo de las filas, cortando los cultivos emergentes en zonas vulnerables, a veces en una sola noche.

Otro problema de cultivar en este tipo de terreno es que mantener las mismas líneas CTF año tras año llevó al revolvimiento y exposición de los suelos superficiales, haciéndolos cada vez más vulnerables al desplazamiento por el viento.

Se han perdido eficiencias tanto en tiempo como en superposición debido a los problemas en el tráfico por los distintos tipos de suelo y los sistemas de dunas y valles. Los costos de superposición son cada vez más significativos para los negocios, teniendo en cuenta el aumento del precio de los insumos, en particular fertilizantes y combustible para la temporada 2026.

La planificación de la flota también ha sido un área clave que afecta la eficiencia, en particular en relación con la ubicación de contenedores de campo y camiones. Tener la capacidad de optimizar los planes para que queden vacíos al final de un lote para cambios de variedad puede suponer un enorme ahorro de tiempo. Los Matthews han identificado esto como un área clave con potencial de mejora en la eficiencia operativa y de planificación desde los primeros días de uso de Launch Pad.

Un Cambio de Mentalidad

Centrándose en los problemas relacionados con la gestión del suelo, los Matthews identificaron que necesitaban cambiar su pensamiento a macroescala ("no podemos controlar la naturaleza") hacia una intervención a microescala ("controlar el primer centímetro por encima del suelo"), lo que se convirtió en el centro de la estrategia de gestión de suelos difíciles, como los sistemas de dunas y valles. Trabajando con el científico de erosión del suelo John Leys (NSW), el equipo se centró en comprender:

• Flujo pico: la velocidad del viento a la que las partículas de arena alcanzan el movimiento máximo.
• Tamaño crítico de partícula: los granos menores de 0,84 mm son mucho más móviles.
• Altura de control: detener el primer grano de arena en movimiento. Aunque la erosión parece dramática con columnas de polvo visualmente existentes a 50 metros de altura, la oportunidad de intervención más eficaz se produce en el centímetro superior del suelo donde comienza el movimiento de partículas. Incluso el dibujo del neumático es crítico.

Usando Launch Pad

Los Matthews y Michael han encontrado Launch Pad fácil de usar a lo largo de los años. Precargar la plataforma con sus mapas de lotes existentes y las líneas AB del John Deere Operations Center facilitó mucho comenzar a planificar y refinar las líneas AB existentes directamente en Launch Pad. Consideraron que el costo de Launch Pad valía bien los beneficios que ofrecía a sus sistemas agrícolas. En esta etapa, estiman que están utilizando solo entre el 30 y el 40% de la capacidad total de la plataforma. Otra ventaja fue que los vientos predominantes podían evitarse cuando la planificación de recorridos podía hacerse desde la comodidad de la oficina en lugar del campo.

El equipo inicialmente esperaba usar Launch Pad principalmente para la eficiencia a nivel de lote, como optimizar la ubicación de contenedores de campo, garantizar que las cajas se vaciaran en el momento adecuado para las segregaciones de variedades, o para planificar la eliminación de cercas con el fin de aumentar la eficiencia, reduciendo el riesgo de erosión y previniendo bancos de semillas de malezas a lo largo de las líneas de cercado. Por ejemplo, Wes y su personal pudieron comparar las eficiencias del lote si se retiraba una cerca antes de finalizar la operación. Wes combinó dos lotes usando estos datos, ahorrando 206 giros en las cabeceras y 2,63 hectáreas adicionales en superposición y gastos de insumos.

A medida que avanzó el trabajo, el enfoque cambió y el sistema comenzó a abrir oportunidades mucho más amplias de las que se anticipaban originalmente, como abordar la preservación del suelo superficial. Estos hallazgos fueron importantes, ya que permitieron que Launch Pad ayudara a diseñar y cuantificar los cambios operativos que funcionaban con los cambios de sistema identificados que eran necesarios.

Modificación de Cabeceras AB para Combatir el Movimiento del Suelo

Para reducir el tráfico repetido en suelos más ligeros durante la siembra, los Matthews utilizaron Launch Pad para ayudar a rediseñar, o desplazar, sus cabeceras AB. Los dos enfoques principales en el rediseño de los planes de recorrido a partir de las líneas CTF originales fueron:

• Siembra en rombo (en ángulo de 45°): más plantas que detienen el flujo pico de los vientos predominantes por metro lineal.
• Siembra cruzada (norte a sur + este a oeste): estabilidad del suelo y facilidad de gestión, pero menor número de plantas que se intersectan.

El objetivo era reducir el tráfico repetido, así como crear una densa "barrera viva" que intersectara los caminos del viento, perturbando el flujo de aire y reduciendo el movimiento de la arena alrededor de las formaciones de dunas ascendentes. Basándose en el movimiento de suelo superficial observado y la posterior remoción de 5 a 7 cm de suelo superficial de las dunas tras la siembra, los cálculos usando los métodos de siembra cruzada y en rombo indicaron que el tratamiento puede haber prevenido el movimiento y la pérdida de hasta 700 t/ha de suelo, asumiendo una densidad aparente del suelo de 1.

Para lograr y luego desarrollar aún más estos conceptos de gestión, Wes comenzó a experimentar con la cosecha en ángulo. Launch Pad tiene una función que permite modificar las cabeceras originales un número determinado de grados, lo que crea un nuevo plan de recorrido que identifica una ruta con el menor número de pasadas o el tiempo más rápido para completar.

Usando estas funciones, el equipo probó desplazamientos de hasta 15 grados respecto a las líneas AB originales; sin embargo, ese ángulo resultó demasiado irregular en diferentes tipos de suelo y con sus plataformas de cosecha. Finalmente optaron por un ajuste de 8 grados, que mantuvo un flujo suave y continuo a través de la barra de corte y, en combinación con el reel de aire AWS, redujo significativamente las pérdidas de cabezal y grano durante la cosecha. Un cambio de +8° equivalía a 73 líneas de recorrido en total, mientras que -8° representaba 81 líneas. Teniendo en cuenta la logística, el equipo eligió la opción +8° ya que tenía menor tiempo de finalización y número de recorridos.

Esta mejora no solo redujo el riesgo de un tráfico excesivo en las líneas CTF, sino que también creó ganancias de ingresos mensurables gracias a menores pérdidas en la cosecha. El doble beneficio en este caso es la mejora de la eficiencia de la cosechadora y el rastrojo anclado en "rombo cruzado" durante el verano y el posterior período de alto riesgo erosional del otoño.

Launch Pad permitió al equipo no solo identificar y comparar estas diferentes cabeceras, sino también los resultados obtenidos en diferentes tipos y anchos de maquinaria en los planes de recorrido estacionales. Esto permitió recopilar métricas sobre los requisitos de tiempo, así como los valores de superposición. El equipo de Matthews descubrió que pequeños ajustes en Launch Pad, como un cambio de un grado, podían ahorrar hasta ocho hectáreas de superposición total en algunos lotes.

Ajuste de Topografía y Velocidad

Launch Pad puede incorporar capas de elevación (topografía) y de campo, lo que permite definir los parámetros de máquina y recorrido, incluidas las velocidades objetivo. Launch Pad usa estos datos de entrada para generar planes de recorrido contextuales que minimizan la ineficiencia causada por pendientes, efectos de dunas y geometría irregular de los lotes.

Los Matthews integraron sus capas de topografía y tipo de suelo, generando rutas de maquinaria contextuales y estandarizando los planes de operación para reducir el tiempo de planificación y el error del operador. Esto fue principalmente para abordar las formas del terreno de dunas y valles en su explotación. Los Matthews habían identificado que las crestas de las dunas, arena ligera y no mojante, requerían velocidades de maquinaria más lentas para prevenir la erosión. Los fondos de los valles tenían tipos de suelo más pesados que admitían velocidades más altas, mientras que las laderas intermedias se identificaron como adecuadas para una velocidad intermedia entre las dos. Launch Pad se usó para comparar y medir diferentes velocidades de siembra para el desplazamiento y las maniobras (velocidad de siembra = velocidad de crecimiento) en tipos de suelo y maquinaria.

Próximos Pasos

De cara al futuro, el equipo espera zonificar los suelos para diferentes operaciones y gestión, refinar las velocidades de siembra adaptadas a la configuración de la sembradora y al tipo de suelo, crear patrones de fractura de surcos y personalizar la profundidad de intervención (incluida la presión de la rueda compactadora) y la colocación de semillas según tipos de cultivo específicos. Los Matthews planean aplicar las herramientas de Launch Pad de forma más directa a estas operaciones de gestión del suelo.

Una comprensión más clara de la dinámica del suelo también permitirá optimizar operaciones como la pulverización y la subsolación según las variaciones en la humedad del suelo, el tamaño de partícula y la textura del suelo, el pH, la repelencia al agua del suelo y el riesgo direccional estacional del movimiento del suelo.

Un próximo paso clave es completar el mapeo de alta precisión de todas las líneas de cercado con una resolución de dos centímetros. Aunque gran parte de este trabajo ya está completo, algunos límites necesitan verificación o rectificación donde las grabaciones anteriores eran menos precisas. Este nivel de precisión será esencial no solo para la precisión de Launch Pad, sino para integrar tecnologías emergentes como drones autónomos, robótica de campo como Flux o SwarmFarm, y sistemas de pulverización aérea.

Con experiencia en aviación en la explotación, existe un interés particular en explorar plataformas aéreas más grandes, como un drone pulverizador de clase Pelican, que también requerirá límites altamente precisos verificados en campo. Una vez que se comprendan completamente estas dinámicas, el sistema de siembra y la gestión del riesgo erosional podrán optimizarse aún más.

Basándose en los resultados preliminares de Launch Pad en torno a la selección de cabeceras AB, los Matthews están considerando ahora usar las mismas líneas de 8 grados en lotes seleccionados tanto para la siembra como para la cosecha. Alternando entre líneas de siembra y cosecha cada año, aspiran a seguir estableciendo sus patrones de tráfico en forma de rombo que ayudan a interrumpir los caminos del viento, reducir la deriva y minimizar el movimiento de arena en sistemas de dunas vulnerables.

Las interacciones con herbicidas, el espaciado entre filas, la germinación, la emergencia y el rendimiento en vigor temprano también se beneficiarán de este enfoque más preciso al inicio de esta temporada.

Conclusión

A pesar del progreso logrado hasta ahora, los Matthews creen que aún están aprovechando solo una fracción de lo que la plataforma Launch Pad puede ofrecer.

Lo que comenzó como una herramienta para la planificación de flotas y la logística de contenedores de campo se ha expandido ahora hasta convertirse en una plataforma que respalda las ganancias de eficiencia en una amplia gama de operaciones agrícolas. Junto con su consultor de suelos Michael Eyres, y trabajando estrechamente con su agrónomo y ex investigador de Minnipa, Leigh "Megsy" Davis, los Matthews ven un potencial aún mayor, no solo para su propia explotación, sino para compartir conocimientos con su comunidad agrícola más amplia.

Esta colaboración continua ya se ha extendido a la gestión del suelo, el control de la erosión y una comprensión más profunda del sistema de dunas y valles. Aquí, Launch Pad ha ayudado a tomar un sistema altamente complejo y hacerlo manejable, simplificando decisiones complejas sin ignorar la variabilidad subyacente.