Willington Marín quiso ayudar, por medio de su tesis de doctorado, a quienes cultivan los frutos de las palmas del Guaviare.
Willintong Marín, ingeniero electrónico y estudiante de doctorado en ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana, nació en Villavicencio, Meta, y fue criado la mayor parte de su infancia y adolescencia en San José del Guaviare, donde vio como en el día a día es frecuente interactuar con las comunidades indígenas de los 15 resguardos que hay en el departamento, las cuales preservan todavía su cultura, su tradición oral, sus lenguas, sus danzas y su gastronomía.
También pudo notar cómo la comunidad campesina, que hace 30 años estaba muy presente en el municipio de San José del Guaviare, con el tiempo fue desplazada del territorio por cuenta de los cultivos ilícitos.
Por suerte, con el tiempo se fue dejando atrás lo que él nombra como la ‘economía flotante’ y en la actualidad el Guaviare está tratando de recuperar la estabilidad sociocultural y económica.
Para poner su granito de arena en este regreso al campo, Marín quiso que el tema de investigación de la tesis de su doctorado generara un impacto positivo para los campesinos e indígenas del Guaviare.
Con esa idea en mente, Marín se comunicó con el Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas (SINCHI), el cual se dedica a hacer inventarios forestales de especies de árboles no maderables, con el ánimo de permitir e impulsar su conservación.
A través de las charlas que sostuvo con ellos se derivaron unos temas de investigación y se encontró el que sería de mucha utilidad: encontrar una metodología que facilitara el monitoreo del estado de maduración de los frutos de las palmas de la región.
Esto debido a la importancia local, nacional e internacional que estos tienen en la industria de la salud, la belleza y la gastronomía.
“Se descubrió que, si se usaban drones que tuvieran instalados sensores como las cámaras multiespectrales y de índices de vegetación, seguramente se podrían desarrollar algoritmos que permitieran hacer dichos monitoreos”, explica Marín.
En primer lugar, el objetivo fue reconocer las especies de palmas que había en la zona y lograr que los aparatos las identificaran a 60, 100 o 150 metros de altura, solo a través de las fotografías con drones.
Segundo, la investigación que realiza Marín junto con especialistas del SINCHI y los directores de tesis Julián Colorado e Iván Mondragón, profesores de la Facultad de Ingeniería de la Pontificia Universidad Javeriana, tiene como hipótesis la posibilidad de generar correlaciones matemáticas entre el estado del dosel y el estado de maduración del fruto.
En teoría, y entendiendo el dosel como la copa de los árboles visible desde arriba, la investigación busca demostrar que solo observando las hojas se podría determinar si la fruta ya está lista para ser cosechada. Hasta el momento la investigación ha obtenido resultados importantes, que ya han sido publicados, según reconoce Marín.
“Las plantas tienen unos movimientos en las copas para permitir o no la entrada de la luz, de tal manera que se pueda acelerar la madurez de un fruto a través de la generación o no de etileno. A través de redes neuronales convolucionales (redes neuronales artificiales que extraen automáticamente características para la clasificación de objetos) detectamos esos cambios en la planta y podemos hacer predicciones del estado que está viviendo la misma en el momento, correlacionándolo con el estado de madurez de los frutos”, explica el ingeniero.
Hasta el momento la investigación ha tenido un 64% de precisión; con otros elementos matemáticos, llamados grafos junto con índices de vegetación han logrado resultados con un 74% de éxito.
“Esta es una ventana hacía un campo nuevo, lleno de oportunidades, pero comparada con las precisiones que se tienen de trabajar directamente con los frutos, que son del 100%, un 74 todavía es regular”, señala Marín.
Los resultados de la investigación han sido tan valiosos que la Asociación Colombiana de Facultades de Ingeniería (Acofi) otorgó un premio a Marín en el marco del Encuentro Nacional de Estudiantes de Doctorado en Ingeniería. / FOTO: cortesía Willington Marín
El uso de los drones para el reconocimiento del estado de la cosecha, a través de algoritmos, facilita el trabajo de las comunidades indígenas y campesinas, quienes para alcanzar las palmas y solo verificar si el fruto está maduro, deben atravesar el bosque o los cananguchales, “sectores inundables de difícil acceso a pie en época de invierno e incluso en época de verano”.
En estos terrenos Marín relata que el agua puede dar de la rodilla hasta al pecho y que “en pleno barro las personas se tienen que enfrentar a animales como serpientes venenosas”.
Todos esos factores dificultan el desplazamiento, más aún si se lleva carga, pero con la ayuda de los drones no solo se hará un monitoreo del estado de los frutos, sino que se podría generar la ruta más eficiente para el mayor aprovechamiento del recorrido.
Pero para Marín la investigación ofrece muchos más aportes para el sector agrónomo, ya que los algoritmos pueden ajustarse para evaluar la salud de cualquier tipo de cultivo.
“Por ejemplo, en el Meta se encuentran 20.000 hectáreas de arroz, en Casanare 200 mil. Con esta cantidad un empresario del campo difícilmente podría hacer un monitoreo del estado de la salud de los cultivos. Pero, con esta investigación se puede generar una metodología que permita hacer un seguimiento general de cualquier planta de interés o cultivo explotable. Este aporte científico puede volver mucho más eficiente la gestión económica y agronómica del campo”, opina Marín.
A través de estos datos también pueden evaluar la calidad de la planta o el estado de las hojas, algo que sería de gran utilidad para los indígenas y los campesinos que, además del fruto, utilizan los demás elementos de las palmas, por ejemplo, para la creación de artesanías, la construcción de sus viviendas o de herramientas, entre otras cosas.
“Si ese sería el interés, se pueden adecuar los algoritmos para hacer la estimación de la calidad del fruto, la hoja o de cualquier elemento de la planta. Este proyecto se presenta para muchas aplicaciones”, comenta.
Pero, para lograr que todas las comunidades indígenas y campesinas puedan adquirir los equipos (que son costosos) y a través de ellos mejorar su trabajo, Marín señala que sería necesario buscar apoyo a través de la industria, el gobierno y la sociedad. Además, según explica el ingeniero, es primordial hacer apropiación y transferencia tecnológica que permita el desarrollo y precisión de los algoritmos.
¿Cómo verificar el estado de un cultivo en la distancia?
Según explica Marín todos los objetos poseen un color, ya que cuando la radiación del sol (o la luz solar en general) choca contra este hay una onda de luz que rebota en él, lo que hace que desprenda un color específico, que es el que los humanos terminan viendo.
En la naturaleza, aclara Marín, “es típico que las hojas que tienen una actividad fotosintética absorban el color rojo, infrarrojo y azul, siendo el verde el que es visible y no se ‘queda’ en la naturaleza. Si en ella hay alguna degradación, un estrés hídrico, un ataque de plagas o una enfermedad generada por plagas, entre otras cosas que le generen debilidad, la planta tomará un color amarillento o rojizo”.
La actividad o radiación fotosintética es lo que se estudia en la investigación de Marín, a través de las cámaras multiespectrales de los drones, para determinar si un cultivo está en buenas condiciones.
“Ayudado con las matemáticas, las estadísticas y la probabilidad se hacen unas estimaciones sobre el estado de madurez de los frutos. Los índices de vegetación, que son un comportamiento numérico entre -1 y 1, ayudan a interpretar si en un terreno existe un cultivo y si este está enfermo: entre -1 y 0 no hay vegetación pero entre 0 y 0,6 la radiación fotosintética indica que si hay”, dice Marín.
Con esta información el ingeniero propone en su tesis que se investigue e interprete el comportamiento de las plantas, entre el índice de vegetación de 0,6 a 1, ya que esta es “una ventana muy grande” en la cual se podría identificar cuándo un árbol no está fructificando y cuándo sí y saber en qué estado de madurez se encuentra el fruto.
“Ahí es donde estamos hilando muy delgado para hacer un aporte al conocimiento”, concluye.