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Sensagri, el proyecto de la UV para impulsar la competitividad de la agricultura europea

Los algoritmos procesan imágenes de satélite para obtener mapas de diferentes variables de la vegetación y suelos, de gran interés en aplicaciones agrícolas

Antonio Ruiz Verdú, investigador  y biólogo del Laboratory for Earth Observation de la UV| L.A.

Este proyecto proporciona al sector agrícola mapas, actualizados semanalmente, que contienen información de variables clave para la gestión de los cultivos a diferentes escalas. Información que servirá para impulsar la competitividad de la agricultura europea. Sensagri forma parte del programa europeo Horizonte 2020, el más importante de la Unión Europea en el marco de la financiación para I+D+I.  Cuenta con un presupuesto de 1,85 millones de euros, para los 3 años, que dura el proyecto.

En Economia3 entrevistamos al project manager de ‘Sentinels Synergy for Agriculture’ (Sensagri), Antonio Ruiz Verdú, investigador  y biólogo del Laboratory for Earth Observation que forma parte del Image Processing Laboratory (IPL) de la Universitat de València (UV). El proyecto tiene como objetivo final que sus servicios sean integrados en el programa europeo Copernicus de Observación de la Tierra.

-¿Qué es Sensagri? 

Es un proyecto H2020 que está desarrollando prototipos de nuevos servicios para la agricultura basados en imágenes de los satélites de Observación de la Tierra de la Unión Europea (los llamados “Sentinels o centinelas). El objetivo final es que estos servicios sean integrados en el programa europeo Copernicus de Observación de la Tierra, proporcionando al sector agrícola mapas, actualizados semanalmente, con información de variables clave para la gestión de los cultivos a diferentes escalas. El proyecto tiene una duración de tres años, se inició en noviembre de 2016 y finalizará en octubre de este año.

-¿Cómo funciona a nivel técnico? ¿En qué consiste el sistema?

Sensagri se basa en los datos obtenidos por los satélites Sentinel-1 y Sentinel-2, que cada 5 días, aproximadamente, generan un conjunto de imágenes de alta resolución espacial (10-20 metros) de toda Europa (y gran parte del planeta). Los satélites Sentinel-1 (hay 2 en órbita), tienen un sistema radar, que proporciona imágenes incluso en presencia de nubes, con información sobre la estructura de la vegetación y la humedad del suelo. Los satélites Sentinel-2 (2 también), miden la luz visible e infrarroja reflejada por la superficie terrestre y proporcionan información sobre la densidad, verdor y estado de la vegetación. Ambos pertenecen al programa Copernicus, basado en el libre acceso y en la gratuidad de los datos.

Los algoritmos de Sensagri procesan las imágenes de los Sentinels para obtener mapas de diferentes variables de la vegetación y los suelos, de gran interés en aplicaciones agrícolas. Para asegurar que los datos proporcionados por los servicios Sensagri tienen la calidad adecuada, la fiabilidad de los mapas se contrasta mediante la obtención de datos de campo en varias regiones europeas (y no-europeas) en las que se han campañas específicas de medida. La comparación entre lo que ofrecen los mapas de Sensagri y lo que se mide en el campo, permite evaluar la exactitud y precisión de los productos generados, en un proceso conocido como “validación” de los algoritmos.

-¿Cuál es la importancia de los datos obtenidos sobre humedad de la superficie, indicie del área de hoja verde y marrón y tipo de cultivo cartográfico?

La humedad en la superficie del suelo es una variable clave en los modelos hidrológicos y para conocer las necesidades de agua de los cultivos. El índice de área foliar verde (LAI verde) se correlaciona con la biomasa de vegetación fotosintéticamente activa. Su seguimiento a lo largo del año nos proporciona una curva fenológica que nos indica el tipo de cultivo. Comparando las curvas de un año con valores medios podemos identificar situaciones de sequía y/o de estrés hídrico y estimar el rendimiento de las cosechas.

Por otro lado, el LAI “marrón” nos indica la biomasa de vegetación seca, senescente o marchitada. Puede utilizarse para estimar riesgos de incendio en vegetación natural, para identificar el momento de la cosecha en algunos cultivos o para el seguimiento de plagas.

Los mapas de cultivos, obtenidos a partir de imágenes Sentinels, son una herramienta muy útil para los organismos encargados de la gestión agraria. Conocer los cultivos presentes en un área, al inicio del año agrícola, permite calcular con antelación el consumo de agua en zonas en regadío, por ejemplo.

Aunque tal vez la aplicación más importante sea como método de seguimiento y control de las solicitudes de ayuda, que los agricultores realizan en el marco de la Política Agrícola Común (PAC). La gestión de la PAC tiene un impacto económico y social enorme en el mundo rural y Sensagri proporciona información que puede mejorar su eficacia y ayudar a optimizar recursos.

-Sensagri está concebido para mejorar la competitividad del sector agroindustrial europeo… ¿de qué forma puede mejorarlo? ¿Qué tipo de aplicaciones podría tener en un futuro?

El uso combinado de los productos Sensagri tiene un gran potencial en el campo de la agricultura de precisión. Las empresas que realizan aplicaciones en este sector podrían utilizar, por ejemplo, los mapas de LAI y humedad del suelo, para ayudar a los agricultores a optimizar la dosificación de fertilizantes dentro de cada parcela, o a mejorar o reparar sistemas de riego, detectando diferencias en el crecimiento de las plantas o en la humedad del suelo.

Muestra del nivel de detalle de los mapas que ofrece Sensagri. Campos de cultivo en Valladolid| IPL-UV

Algunos productos avanzados, en especial la detección de laboreo o de riego efectivo, tienen un gran potencial en el nuevo contexto del seguimiento de la PAC, que se centra no tanto en la declaración del cultivo como en la demostración de que el agricultor realiza efectivamente prácticas agrarias en sus parcelas.

Los cálculos de rendimiento de cultivos tienen aplicaciones directas en el sector agroalimentario, para evaluar la producción agraria y en los mercados de futuros. Pero también, en el seguimiento del cambio climático, ya que sirven para estimar el dióxido de carbono de la atmósfera que es fijado por la vegetación.

-Este tipo de proyectos tienen varias fases de desarrollo, ¿en qué punto se encuentra el proyecto?

El proyecto consta de varias fases que están solapadas. En la primera fase, que se completó en 2016, se llevó a cabo la implementación de una versión inicial del software que procesa las imágenes de los Sentinels. Los algoritmos propuestos, prototipos o pruebas de concepto para futuros servicios Copernicus son la humedad del suelo, el índice de área Foliar (LAI), – que mide la densidad de la vegetación, distinguiendo entre la que está verde y la que está sec,o marchita,o senescente. También ofrece una  gran variedad de tipos de mapas: mapas estacionales de tipos de cultivos, actualizados a lo largo del año agrícola; mapas de laboreo, que detectan el momento en el que los campos se labran o preparan para el cultivo; mapas de riego efectivo, que detectan el momento del riego para algunos cultivos y mapas de rendimiento de cultivos y biomasa.


Los mapas obtenidos son una herramienta muy útil que permite conocer los cultivos presentes en un área, al inicio del año agrícola, permite calcular con antelación el consumo de agua en zonas en regadío, por ejemplo


Una segunda fase del proyecto, y que está actualmente en marcha, es la que corresponde a la preparación y a la realización de campañas de medida en las áreas test. El resultado de esta fase es una base de datos que se utiliza en la validación de los prototipos.Se han realizado campañas en los tres años agrícolas que abarca el proyecto, que han servido para la validación de los prototipos iniciales y se están utilizando en la validación final de los mismos.

Otras de las fases es la interacción con los usuarios. Esta tarea se lleva a cabo a lo largo de todo el proyecto y es esencial para asegurar que los servicios y productos propuestos son de utilidad para los potenciales usuarios. Se basa en el desarrollo de talleres de co-creación con usuarios de la comunidad agronómica, los llamados ‘Living Labs’, en las diferentes áreas test del proyecto, en los que se presentan los servicios, se contrastan opiniones y sugerencias y se elaboran documentos de síntesis. Las recomendaciones de los usuarios sirven para modificar o re-orientar algunos aspectos de nuestros prototipos.

Además de usuarios locales, asociaciones de agricultores, comunidades de regantes y administración local, esta interacción se realiza también a través de reuniones con técnicos de las entidades europeas responsables de la explotación del programa Copernicus, principalmente la Agencia Europea de Medioambiente y el Joint Research Centre, que es la principal unidad de I+D de la Comisión Europea.


Comparando las curvas de un año con valores medios podemos identificar situaciones de sequía y/o de estrés hídrico y estimar el rendimiento de las cosechas


Un aspecto fundamental del proyecto es la explotación y la divulgación. La Unión Europea enfatiza en la importancia de estas actividades en los proyectos H2020. El Plan de Explotación establece las condiciones de uso previstas para los servicios Sensagri, una vez que el proyecto termine. En cuanto a la divulgación, se lleva a cabo a varios niveles: información en la página web y en redes sociales, -la web incluye un link a un sistema de información geográfica (WebGIS) en el que cualquier persona puede inspeccionar ejemplos de los mapas generados en el proyecto-, presentación del proyecto en congresos y talleres; y preparación de publicaciones científicas (Open Access). Finalmente se pasa a la implementación y validación de la versión final de los algoritmos.

-Durante el proyecto se han elegido diversas zonas representativas de la diversidad del cultivo, por ejemplo en España, Francia, Italia y Polonia…¿en qué consisten estas pruebas?

La obtención de datos de campo de calidad es esencial para conocer cuál es la fiabilidad de los resultados obtenidos. Las campañas se han llevado a cabo con personal de los equipos que participan en Sensagri en las áreas agrícolas seleccionadas en Castilla y León, en el sureste de Francia; en el sur de Italia y en Polonia. Además, a través de acuerdos con entidades internacionales , se han llevado a cabo campañas también en Ucrania, en Sudáfrica y en Argentina.

Durante estos trabajos se toman medidas de los diferentes parámetros (humedad del suelo, LAI, tipo y densidad del cultivo… etc) que se comparan con las obtenidas con los algoritmos de proceso de Sensagri para estimar la exactitud y precisión de las medidas. La diversidad de cultivos y áreas agroclimáticas escogida permite evaluar el desempeño de los algoritmos en muy diferentes condiciones, ya que el objetivo es que se apliquen para generar mapas de los parámetros para toda Europa y también, para otras regiones del planeta.

La coordinación del proyecto corresponde a la Universidad de Valencia, liderado por José Moreno. El consorcio del Sensagri lo forman junto al IPL de la UV, otras dos entidades de investigación: el Centre d’Etudes Spatiales de la BIOsphère (UPS-CESBIO) de la Université Paul Sabatier Toulouse III (Francia) y el Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto per il Rilevamento Elettromagnetico dell’Ambiente (CNR-ISSIA); además de tres institutos agronómicos:  el Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e l’Analisi dell’Economia Agraria, CREA, (Italia); El Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León, ITACyL, España y el National Research Institute – Institute of Plant Protection, IPP, de Polonia.

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