Construyeron un dron de pulverización personalizado y lo hicieron volar sobre vides reales tres veces a lo largo de la temporada de cultivo: al principio, a mitad y al final, probando cinco cantidades de pulverización diferentes en cada ocasión. Esto suma un total de 45 vuelos, todos realizados a lo largo de la misma hilera de vides, de modo que lo único que cambiaba entre vuelos era el ajuste de pulverización.
Mantener todo lo demás idéntico fue la parte difícil, y es ahí donde el software de planificación de vuelos de drones UgCS entró en juego. Dos factores hicieron posible la comparación:
- UgCS mantuvo el dron a la misma altura sobre el suelo en cada vuelo, incluso cuando el terreno y el dosel de las vides cambiaban de forma a lo largo de la hilera. El equipo importó un modelo digital del terreno (MDT) del viñedo a UgCS y utilizó el seguimiento del terreno para ajustar la altitud del dron sobre la marcha, manteniéndolo a una altura constante de 2,70 metros respecto al nivel del suelo.
- UgCS mantuvo las boquillas de pulverización orientadas correctamente. Mediante el control de rumbo de los waypoints, UgCS rotó automáticamente el morro de la aeronave para que coincidiera con su dirección de desplazamiento, de modo que las dos boquillas, montadas en un ángulo fijo para pulverizar hacia el dosel, permanecieran dirigidas hacia la hilera en lugar de desviarse hacia un lado.
Debido a que el vuelo en sí fue idéntico en cada ocasión, cualquier diferencia que los investigadores midieran posteriormente en cuanto a la cantidad de producto que llegaba a las hojas frente al suelo podía atribuirse al ajuste de pulverización probado, y no a variaciones en la forma en que volaba el dron.
Las mismas dos capacidades de agricultura de precisión van mucho más allá de los viñedos. Cualquier misión que requiera mantener una altura y un rumbo constantes sobre un objetivo lineal y repetitivo —como hileras de árboles en un huerto, setos, corredores de tuberías o líneas eléctricas, u otros trabajos de pulverización y detección basados en hileras— puede ejecutarse con la misma configuración de UgCS en la que se basó este estudio.
Los investigadores probaron cinco cantidades de pulverización a lo largo de la temporada de cultivo de un viñedo y descubrieron que usar más producto principalmente aumentaba el escurrimiento, no los resultados. UgCS mantuvo el dron de pulverización volando a una altura y rumbo constantes durante los 45 vuelos de prueba.
Institución: Departamento de Ciencias Agrícolas, Forestales y Alimentarias (DiSAFA), Universidad de Turín (UNITO), Italia.
Resultados clave
- Usar más pulverización principalmente generó desperdicio, no mejores resultados. Las pérdidas en el suelo se triplicaron con creces al aumentar el volumen de pulverización, mientras que la cantidad que realmente llegaba al follaje apenas varió una vez ajustada según el volumen.
- La configuración de pulverización óptima cambió en cada etapa de crecimiento. Los investigadores descubrieron que el ajuste ideal variaba entre el inicio, la mitad y el final de la temporada, en lugar de existir una configuración única para todo el año.
- UgCS mantuvo el dron a una altura constante de 2,70 metros sobre el nivel del suelo en cada uno de los 45 vuelos, utilizando un mapa de terreno precargado y corrección automática de dirección para mantener las boquillas orientadas hacia las vides.
- El método de pulverización dirigido al follaje evitó el exceso de humedad en las hojas en todas las configuraciones probadas, a lo largo de toda la temporada.
Por qué la pulverización con drones en viñedos necesitaba datos por etapas
La legislación europea, bajo el Artículo 9(1) de la Directiva 2009/128/CE, relativa al uso sostenible de los plaguicidas, prohíbe actualmente la pulverización aérea de plaguicidas. Un dron pulverizador solo puede obtener una exención si se demuestra que no causa más daños a las personas y al medio ambiente que el equipo terrestre al que sustituiría.
Esa prueba es difícil de obtener específicamente para los viñedos. El follaje de las vides se encuentra en hileras estrechas y verticales con suelo desnudo entre ellas, a diferencia de los campos planos y continuos para los que se diseñaron la mayoría de los drones de pulverización. Nadie había publicado datos etapa por etapa sobre el rendimiento de un dron de pulverización dirigido al follaje a medida que este se desarrolla durante la temporada, desde el crecimiento incipiente de la primavera hasta un follaje denso y maduro.
La Universidad de Turín realizó la prueba necesaria para cubrir ese vacío. A lo largo de tres etapas de crecimiento de la vid, los investigadores probaron cinco volúmenes de pulverización y midieron exactamente dónde terminaba el líquido: en las hojas, en el suelo o si se perdía por completo.
Por qué las guías de volumen para pulverizadores terrestres no son aplicables a los drones
Los viñedos en pendientes pronunciadas son algunos de los cultivos más difíciles de tratar de forma segura, un punto que los investigadores señalan directamente en su introducción. Los pulverizadores de tractor en pendientes conllevan un riesgo conocido de vuelco y, cuando el terreno es demasiado irregular para un tractor, las cuadrillas suelen pulverizar a mano, con la consiguiente exposición directa de la piel y por inhalación a los plaguicidas.
Las herramientas existentes para elegir el volumen de pulverización se diseñaron para equipos terrestres que proyectan el producto lateralmente hacia el follaje desde el pasillo entre hileras. Un dron pulverizador funciona de forma distinta: vuela sobre el follaje y empuja el producto hacia abajo mediante la corriente descendente del rotor, lo que altera la trayectoria de las gotas y su lugar de depósito. Ninguna de las guías para pulverizadores terrestres es directamente aplicable.
Además, la mayoría de los drones de pulverización se fabricaron para aplicaciones en campo abierto, realizando pasadas superpuestas sobre un objetivo continuo. Una hilera de viñedo es una franja estrecha y vertical de follaje con espacios abiertos a ambos lados, por lo que un enfoque de pulverización generalizada corre el riesgo de desperdiciar producto en el suelo desnudo en lugar de en las vides.
Cómo el seguimiento del terreno de UgCS eliminó la variación de vuelo en el ensayo
La consistencia en la altura y el rumbo fue fundamental en este caso, precisamente porque el viñedo no era plano y las propias vides crecían más a medida que avanzaba la temporada.
Sin una altura y un rumbo de vuelo constantes en cada pasada, las diferencias en el depósito de pulverización o en las pérdidas en el suelo podrían haberse debido fácilmente a un vuelo inconsistente en lugar de a la configuración de pulverización que se estaba probando. La función de UgCS fue eliminar esa variable. No eligió el tamaño de la boquilla, la presión de pulverización ni la tasa de aplicación. Esas fueron las variables experimentales de los investigadores, probadas en cinco combinaciones distintas.
Pruebas de drones, boquillas y tasas de aplicación
- Lugar: Viñedo en Castagnole Monferrato, Asti, Italia. Cultivar Ruché, sistema de conducción en espaldera con poda Guyot, densidad de plantación de 5000 vides/ha (0,8 m entre vides, 2,5 m entre filas). Se utilizó una fila de 60 m, con tres vides separadas por 15 m como réplicas biológicas.
- Etapas de crecimiento (escala BBCH, código estándar para el desarrollo de plantas): BBCH 55, temprano, inflorescencias hinchadas; BBCH 75, intermedio, bayas del tamaño de un guisante; BBCH 81, tardío, bayas comenzando a cambiar de color.
- Aeronave: Hexacóptero DJI Matrice 600 Pro con receptor D-RTK GNSS, configurado como sistema aéreo no tripulado de pulverización (UASS), equipado con un kit de pulverización personalizado de 3,0 kg: un depósito de polietileno en forma de diamante de 10 L, dos portaboquillas y una bomba de diafragma dedicada por boquilla.
- Boquillas: Dos boquillas prototipo de cono hueco de chorro estrecho de 30 grados (ASJ, Italia), modificadas a partir de un diseño estándar de 60 grados para mantener la presión en el ángulo más estrecho.
- Tasas de aplicación probadas: 54,2, 72,9, 90,6, 105,8 y 142,2 L/ha, logradas con tamaños de boquilla ISO 015, 02, 025, 03 y 04. La presión fue de 0,30 MPa para los cuatro tamaños más pequeños; la boquilla ISO 04 funcionó a 0,25 MPa debido a los límites de capacidad de la bomba.
- Velocidad de vuelo: constante de 1,5 m/s (5,4 km/h).
- Diseño del ensayo: cada una de las cinco tasas de aplicación se repitió tres veces por etapa de crecimiento, para un total de 15 vuelos por etapa y 45 vuelos en total.
- Trazador: Colorante amarillo tartrazina (E102) a 10 g/L en la mezcla de pulverización, extraído de las muestras con agua desionizada y medido mediante absorbancia a 427 nm.
- Muestreo: papeles de filtro en el haz y el envés de las hojas midieron el depósito en el dosel (de 4 a 9 puntos de muestreo por vid, dependiendo del tamaño del dosel en cada etapa de crecimiento). Los papeles sensibles al agua midieron la cobertura de pulverización y la densidad de cobertura. Placas de Petri de plástico en el suelo, en el centro de la fila y a 0,63 m y 1,25 m a cada lado, midieron las pérdidas en el suelo dentro del campo: la pulverización que llega al suelo debajo y al lado de la fila tratada, distinta de la deriva aérea a favor del viento, la cual no se midió en este estudio.
- Análisis: Los modelos lineales de efectos mixtos en R evaluaron los efectos de la etapa de crecimiento y la tasa de aplicación. Se utilizó un modelo de puntuación combinada (TOPSIS) para ponderar conjuntamente el depósito en el dosel, las pérdidas en el suelo, la cobertura de pulverización y la densidad de cobertura, otorgando el mayor peso al depósito en el dosel, con el fin de seleccionar una configuración recomendada por etapa de crecimiento.
Lo que revelaron 45 vuelos sobre el volumen de pulverización y la pérdida en el suelo
- Más pulverización no significó que llegara más producto a las vides: El depósito en el dosel aumentó a medida que se utilizaba más líquido, pero una vez ajustado según la cantidad aplicada, la diferencia casi desapareció. El dosel estableció el límite real de cuánto producto podía retenerse.
- Las pérdidas en el suelo siguieron aumentando: Cada vez que el equipo incrementaba la tasa de pulverización, más líquido terminaba en el suelo, debajo y al lado de la hilera, en lugar de sobre las vides. Aumentar el volumen hizo que la pulverización fuera menos eficiente.
- A mitad de temporada se registró la mayor pérdida de producto en el suelo: A medida que el dosel crecía durante la temporada, se acercaba a la altura de vuelo fija del dron, lo que, según los investigadores, empujaba más producto hacia el suelo. Más adelante en la temporada, un dosel más denso atrapaba una mayor parte de la pulverización antes de que llegara al suelo.
- La cobertura de pulverización aumentó, pero nunca saturó las hojas: La cobertura en las hojas aumentó con una mayor cantidad de producto, pero las hojas rara vez se humedecieron lo suficiente como para considerarse sobre-pulverizadas según los estándares de la industria, independientemente de la configuración o la etapa de crecimiento.
- Más líquido no siempre significó una cobertura más densa: La configuración que produjo la mayor cantidad de gotas de pulverización por hoja varió según la etapa de crecimiento.
- La mejor configuración cambió a medida que avanzaba la temporada: Al combinar las cuatro mediciones en una sola puntuación, resultó una tasa de pulverización óptima distinta para cada etapa de crecimiento: la tasa más baja al inicio de la temporada, una tasa intermedia a mitad de temporada y la tasa más alta al final. Esta clasificación se mantuvo sólida incluso al variar la ponderación de cada medición, excepto en la elección de final de temporada, que se inclinó hacia la tasa más baja si se priorizaba la reducción de pérdidas en el suelo.
Limitaciones del estudio y requisitos ante un posible cambio en la normativa de la UE
Los autores aclaran que estos ajustes no son universales. El ensayo se realizó en un único sitio, con un solo cultivar (Ruché), una plataforma de dron, un juego de boquillas y una altura de vuelo fija, por lo que las tasas recomendadas se aplican a esa configuración específica y no a todos los viñedos ni a todos los drones de pulverización.
El estudio midió dónde aterrizaba físicamente el producto, no si controlaba eficazmente las plagas o enfermedades. Los autores señalan que vincular estas cifras de cobertura con un control real de plagas requeriría ensayos de campo específicos y separados.
La UE también está considerando un cambio normativo que podría permitir exenciones para la pulverización con drones en viñedos, condicionadas a demostrar un riesgo igual o menor que con los equipos terrestres. Los datos desglosados por etapas como estos son el tipo de evidencia que se espera que los reguladores soliciten antes de aprobar sistemas específicos de drones para este uso.
Fuente: Mozzanini, E., Biglia, A., Gioelli, F., Sopegno, A., Maritano, V., Messina, C., Gay, P., & Grella, M. (2026). Comparison of low-volume spray application rates using UASS: implications for vine canopy deposition, spray quality, and in-field ground losses. Precision Agriculture, 27, Artículo 107. https://doi.org/10.1007/s11119-026-10407-9. Publicado en línea el 6 de julio de 2026. Revisado por pares, acceso abierto bajo CC BY 4.0.
Investigación financiada por: Convocatoria PRIN 2022 PNRR, proyecto “3E-UAVspray”, código de proyecto P2022SS9TF, CUP J53D23018580001, financiado por la Unión Europea – Next Generation EU. Los costes de acceso abierto están cubiertos por la Universidad de Turín en virtud del acuerdo CRUI-CARE.
