Soluciones Agroespaciales

INTRODUCCIÓN

Según el Banco Mundial, la región de América Latina y el Caribe aporta el 14% de la producción agrícola del mundo y contribuye con un 23% de las exportaciones agrícolas. A su vez, en al menos 20 países de esta región, la agricultura representa entre el 5% y el 18% del Producto Interno Bruto (PIB), acaparando 576 millones de hectáreas de suelos agrícolas y más de 15 millones de agricultores, todo esto en absoluta sinergia con el 50% de la biodiversidad del mundo y más del 31% de agua dulce atravesando su geografía. A lo largo de los años, la región ha experimentado importantes logros en términos de crecimiento en la producción agrícola y exportaciones netas. Sin embargo, estos éxitos han tenido un alto costo, generando daños ambientales y problemas de salud.

El principal reto actual para el sector agrícola en América Latina y el Caribe es lograr una mayor sostenibilidad y capacidad de adaptación frente a los eventos climáticos extremos. Las catástrofes como sequías prolongadas, olas de calor e inundaciones, exacerbadas por el cambio climático, impactan gravemente la producción de alimentos, generando pérdidas significativas en las cosechas. Por lo tanto, es crucial desarrollar soluciones que permitan a los agricultores y las instituciones gubernamentales anticipar estos fenómenos climáticos y adaptar sus prácticas agrícolas a tiempo, minimizando las pérdidas y optimizando el uso de recursos. 

Ante los retos del cambio climático, la implementación de tecnologías basadas en la observación de la Tierra, como los datos satelitales de Copernicus, puede marcar una gran diferencia en la planificación agrícola. Estos datos ofrecen una visión precisa y en tiempo real de las condiciones climáticas, de los suelos y de la disponibilidad de agua, ayudando al sector agrícola a adaptarse mejor a los cambios en su entorno, permitiendo tomar decisiones basadas en la evidencia, a través de la información geoespacial, lo que hace de nuestra propuesta una oportunidad altamente relevante.

Objetivo principal

Nuestro proyecto tiene como objetivo principal implementar soluciones agroespaciales que utilicen los datos satelitales de Copernicus (Sentinela I y Sentinela II) para ayudar al sector agrícola y las instituciones y organizaciones relacionadas en América Latina y el Caribe a predecir fenómenos climáticos extremos como sequías y olas de calor. Esto les permitirá preparar sus estrategias de siembra, cosecha y riego con antelación, optimizando el uso de recursos y minimizando las pérdidas. 

Este enfoque no solo salvaguardará la producción, sino que también contribuirá a la protección del medio ambiente a través de un mejor aprovechamiento de los suelos ya adaptados a la producción agrícola, ofreciendo soluciones innovadoras y accesibles para enfrentar los desafíos de la región.

Problemas actuales en el sector agrícola

Impactos del cambio climático:

• Los eventos climáticos extremos y las malas decisiones relacionadas con los tiempos de siembra y cosecha provocan la pérdida de grandes cantidades de cultivos, impactando la seguridad alimentaria.
• El aumento de las temperaturas afecta la salud del suelo, lo que reduce la fertilidad y genera menor rendimiento de los cultivos.

Escasez de agua y gestión del riego:

• Las sequías prolongadas están afectando la disponibilidad de agua para riego, lo que pone en riesgo tanto la producción como la sostenibilidad de los sistemas agrícolas.

Acceso limitado a tecnología y datos precisos:

• La infraestructura tecnológica y de comunicación es limitada en muchas áreas rurales, lo que dificulta el uso de nuevas tecnologías.

Solución 

Proponemos las siguientes soluciones utilizando datos de Copernicus y otras fuentes de datos a nivel nacional de cada región, los datos de Copernicus especialmente de los satélites Sentinela I y Sentinela II, dirigidas a instituciones gubernamentales clave como el Ministerio de Desarrollo Agropecuario, el Ministerio de Economía y Finanzas, y el Ministerio de Comercio e Industria. Organizaciones como estas podrían ser nuestros principales clientes en América Latina y el Caribe, ya que necesitan herramientas para mejorar la resiliencia agrícola y optimizar la producción de alimentos frente a los desafíos climáticos.

Monitoreo predictivo de condiciones climáticas

Con nuestra plataforma basada en datos satelitales, los agricultores y las instituciones podrán anticipar fenómenos climáticos extremos como sequías o temperaturas elevadas con semanas y/o meses de antelación, permitiendo una mejor planificación. Además, nuestra solución ofrece mapas interactivos que resaltan las áreas de mayor riesgo, ayudando a ajustar las prácticas de siembra y cosecha en función de las condiciones climáticas previstas.

Gestión eficiente del riego y recursos hídricos

Integraremos herramientas que analicen la disponibilidad de agua que permitan gestionar y diversificar la producción de hortalizas y demás productos según las futuras precipitaciones y mayores caudales disponibles por temporada. Esto optimizará el uso de recursos hídricos, particularmente en las zonas que se vean afectadas por temporadas secas. 

Incremento de la resiliencia y la productividad

A través del análisis de datos históricos y predictivos, nuestra plataforma ofrecerá soluciones agroecológicas adaptadas a cada región. Promoverá la rotación de cultivos, la conservación de la biodiversidad y el aumento de la fertilidad del suelo. Además, estableceremos un sistema de alertas tempranas que informará sobre eventos que puedan impactar la producción, permitiendo a los agricultores tomar medidas preventivas para proteger sus cultivos.

Acceso accesible y personalizado a la tecnología

Nuestra plataforma será accesible desde dispositivos móviles con conectividad limitada, y proporcionará información clara y útil para agricultores en áreas rurales. Además, ofreceremos tutoriales y soporte técnico para capacitar a los usuarios en la interpretación de datos satelitales y la implementación de las recomendaciones en sus campos, mejorando así la adopción de estas tecnologías.

Modelo de Negocio para Soluciones Agroespaciales con Datos de Copernicus

Propuesta de Valor

En nuestro proyecto, ofrecemos soluciones innovadoras utilizando los datos satelitales de Copernicus (Sentinel 1 y 2)para mejorar la sostenibilidad agrícola y anticipar catástrofes climáticas. Con nuestra plataforma, los agricultores, gobiernos y grandes instituciones podrán tomar decisiones informadas, mejorando su productividad y resiliencia frente a los efectos del cambio climático. Queremos empoderar al sector agrícola, que representa entre el 5% y el 18% del PIB en 20 países de América Latina y el Caribe, con herramientas tecnológicas avanzadas para mitigar las pérdidas agrícolas.

Segmento de Clientes

Nos enfocamos en dos tipos de clientes:

1. Instituciones Gubernamentales como el Ministerio de Desarrollo Agropecuario y ProPanamá, que requieren herramientas para desarrollar políticas sostenibles y gestionar la resiliencia agrícola.
2. Empresas del Sector Agroindustrial, que buscan mejorar la eficiencia de sus operaciones ante el cambio climático.
3. Pequeños Agricultores que, a través de nuestras herramientas, podrán acceder a tecnología que les permitirá proteger sus cosechas de fenómenos climáticos adversos.

Clientes Clave

Canales de Distribución

Nuestra plataforma se distribuirá a través de:

• Plataforma Web Interactiva: Los usuarios podrán visualizar mapas interactivos, datos en tiempo real y recibir recomendaciones basadas en los datos satelitales.
• Aplicación Móvil: Accesible desde dispositivos móviles, esta aplicación permitirá recibir alertas y recomendaciones personalizadas sobre el riego, las temperaturas y otros parámetros.
• Consultorías Personalizadas: Ofrecemos un servicio adicional de consultoría para instituciones gubernamentales y empresas que necesiten análisis avanzados de los datos.

Canales

Estructura de Costos

La estructura de costos se basará en los siguientes aspectos:

1. Desarrollo y Mantenimiento de la Plataforma: Incluyendo actualización de datos, procesamiento satelital y optimización constante de la interfaz.
2. Soporte Técnico y Capacitación: Capacitación para los agricultores en el uso de la plataforma y soporte técnico para resolver dudas y problemas.
3. Marketing y Promoción: Para dar a conocer la plataforma a través de campañas publicitarias y programas de difusión entre agricultores y gobiernos.

Costos Clave

Fuentes de Ingreso

Para financiar nuestro proyecto, planeamos implementar los siguientes métodos de monetización:

1. Suscripciones Mensuales/Anuales: Para instituciones y empresas que necesiten acceso constante a los datos predictivos.
2. Consultorías Personalizadas: Ofreceremos consultorías avanzadas para gobiernos y grandes empresas, ajustando nuestras soluciones a sus necesidades específicas.
3. Licenciamiento de la Plataforma: Gobiernos o instituciones podrán licenciar la plataforma para integrar nuestros datos en sus propios sistemas de monitoreo agrícola.

Fuentes de Ingreso

Socios Clave

Nuestros principales socios serán:

1. Copernicus: Proveedor clave de los datos satelitales.
2. Gobiernos Nacionales: Colaboraremos con gobiernos para integrar nuestros datos en sus políticas y programas.
3. ONGs y Cooperativas Agrícolas: Facilitaremos la adopción de nuestra tecnología entre pequeños agricultores a través de estas organizaciones.

Socios Clave

Actividades Clave

Para garantizar el éxito del proyecto, nos centraremos en:

1. Procesamiento y Análisis de Datos Satelitales: Nuestra principal actividad será convertir los datos en información útil y procesable.
2. Desarrollo de la Plataforma: Mantendremos la plataforma en constante actualización, asegurándonos de que sea fácil de usar.
3. Investigación y Desarrollo (I+D): Innovaremos constantemente en las capacidades predictivas del sistema mediante el uso de inteligencia artificial y machine learning.

Actividades Clave

Impacto Social y Ambiental

Nuestro proyecto tiene un fuerte enfoque en la sostenibilidad y el impacto social:

1. Mejora de la Seguridad Alimentaria: Al anticipar fenómenos climáticos extremos, los agricultores podrán mitigar las pérdidas de cosechas y garantizar un suministro alimentario más estable.
2. Sostenibilidad Ambiental: Fomentamos el uso de prácticas agrícolas sostenibles, minimizando el impacto ambiental y reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero.
3. Resiliencia Climática: Nuestras soluciones permiten a los agricultores y las comunidades rurales adaptarse mejor al cambio climático, protegiendo sus medios de vida y reduciendo el riesgo de pérdidas económicas.

Impacto Social y Ambiental Descripción

Con este modelo de negocio, logramos una propuesta sólida, específica y ajustada a las necesidades de nuestros futuros clientes, garantizando sostenibilidad económica y social a largo plazo.

Referencias Claves para el Proyecto

1. Banco Mundial (2021). Informe de desarrollo mundial sobre la agricultura en América Latina y el Caribe: desafíos y oportunidades.

   • Este informe analiza cómo la agricultura contribuye significativamente al PIB en la región y los desafíos que enfrenta en términos de sostenibilidad, impacto ambiental y el cambio climático.
   • Link: https://www.worldbank.org

2. FAO (2020). La agricultura sostenible en América Latina y el Caribe: Prioridades y Oportunidades.

   • Estudio detallado sobre la necesidad de transformar la agricultura en la región para que sea más resiliente y sostenible, con recomendaciones sobre prácticas agrícolas inteligentes frente al clima.
   • Link: http://www.fao.org

3. Copernicus Climate Change Service (2022). Uso de datos satelitales para la monitorización de fenómenos climáticos extremos en la agricultura.

   • Expone el uso de datos satelitales y servicios de observación de la Tierra para ayudar a los agricultores a adaptarse a los fenómenos climáticos extremos como sequías o inundaciones.
   • Link: https://climate.copernicus.eu

4. OECD-FAO (2019). Perspectivas agrícolas 2019-2028 en América Latina y el Caribe.

   • Proporciona un análisis del crecimiento agrícola y las proyecciones para la región, destacando la importancia de innovaciones tecnológicas para mejorar la productividad y sostenibilidad agrícola.
   • Link: https://www.oecd.org

5. IPCC (2021). Informe sobre cambio climático y uso de la tierra.

   • El informe del IPCC subraya el impacto del cambio climático en la agricultura global y la importancia de tecnologías para mitigar estos efectos, como las soluciones basadas en datos satelitales.
   • Link: https://www.ipcc.ch

6. UNEP (2020). Agricultura climáticamente inteligente: Estrategias para mitigar los efectos del cambio climático en América Latina y el Caribe.

   • Proporciona estudios de caso sobre la implementación de la agricultura inteligente y cómo la tecnología satelital puede integrarse en estos modelos.
   • Link: https://www.unep.org

7. Esri (2021). Uso de datos geoespaciales en la agricultura sostenible.

   • Descripción del uso de plataformas como ArcGIS para la recolección y análisis de datos agrícolas, integrando imágenes satelitales y modelos predictivos.
   • Link: https://www.esri.com

8. CEPAL (2021). Impacto del cambio climático en la seguridad alimentaria en América Latina y el Caribe.

   • Este estudio describe el impacto del cambio climático en la producción agrícola y las medidas necesarias para garantizar la seguridad alimentaria en la región, apoyado por tecnología.
   • Link: https://www.cepal.org

9. Lobell, D.B., & Burke, M.B. (2010). On the use of climate information in agricultural decision-making. Agricultural Systems.

   • Investigaciones sobre cómo la información climática puede ser utilizada para mejorar las decisiones en la gestión agrícola y aumentar la resiliencia ante el cambio climático.
   • Link: https://www.sciencedirect.com

10. The European Space Agency (ESA) (2020). Satelite Observations and Agriculture: Insights from the Copernicus Programme.

• Análisis del uso de observaciones satelitales para apoyar la agricultura sostenible y la toma de decisiones basadas en datos.
• Link: https://www.esa.int

Equipo

Nuestro equipo de expertos está conformado por un grupo multidisciplinario, apasionado por la innovación y comprometido con el desarrollo de soluciones sostenibles para el sector agrícola. Cada miembro aporta una valiosa experiencia y conocimiento en áreas clave para llevar a cabo este proyecto:

Chandni Bhakta

Estudiante de Ingeniería Ambiental en la Universidad Tecnológica de Panamá, actualmente desempeñándose como Analista de Inteligencia de Negocios en Panamá. Chandni combina su formación en ingeniería ambiental con una sólida experiencia en análisis de datos, lo que le permite aplicar un enfoque estratégico y basado en información a la toma de decisiones en proyectos tecnológicos.

Orlando Caballero

Científico de Datos con amplia experiencia en el área de salud. Orlando aporta su capacidad analítica y experiencia en modelado predictivo para diseñar soluciones que optimicen la toma de decisiones en entornos críticos, como el cambio climático y sus efectos en la agricultura.

Laurent Herrera

Especialista en análisis de datos con conocimientos en ingeniería de datos, con experiencia en el manejo de grandes volúmenes de información y la creación de visualizaciones clave para la toma de decisiones. Su habilidad en el procesamiento y análisis de datos lo convierte en un pilar fundamental en la interpretación de los datos satelitales de Copernicus. A su vez es una pieza clave en establecer los convenios con otras empresas por su gran capacidad de hacer neoworking.

Andrés Caballero

Investigador en Cambio Climático y estudiante de Ingeniería Ambiental. Andrés aporta su conocimiento sobre el impacto del cambio climático en los ecosistemas, enfocándose en la búsqueda de soluciones que promuevan la resiliencia y sostenibilidad en el sector agrícola.

ANEXO

Las imagenes que se muestran en la parte de adjuntos, son resultados finales de un estudio de investigación sobre "Predicción y análisis de contaminantes atmosféricos en el radio de acción de 1 a 10 km del relleno sanitario Cerro Patacón a través de datos AOD de MODIS"

Autor: Chandni Bhakta, año 2023

Resumen del estudio

Los incendios en el relleno sanitario de Cerro Patacón representan una de las problemáticas ambientales más graves de la ciudad de Panamá, generando altos niveles de contaminantes con potencial daño a la salud humana y al medio ambiente. El fuego, las cenizas y la toxicidad amenazan la calidad del aire, la vegetación, el suelo y los recursos hídricos cercanos. La escasez de estaciones de monitoreo de calidad del aire, particularmente en y alrededor de Cerro Patacón, impide una gestión y control eficientes de las emisiones originadas en este relleno sanitario y áreas colindantes. Este estudio se propone investigar el estado de la calidad del aire, enfocándose en la Profundidad Óptica de Aerosoles (AOD) en la banda azul de 0,47 µm y en la banda verde de 0,55 µm, dentro de un radio de 1 a 10 km del vertedero de Cerro Patacón. Con base en los datos obtenidos del conjunto de datos MCD19A2 Versión 6 de la NASA, que abarca desde 2005 hasta principios de 2023, se implementaron algoritmos de series temporales para analizar la tendencia de incremento de los AOD hasta el año 2023. Además, se propuso un análisis predictivo hasta el año 2026, con el objetivo de proporcionar valores de referencia para futuras investigaciones. Esto facilitará el desarrollo de soluciones enfocadas en mejorar el monitoreo de la calidad del aire y el control de las emisiones en esta zona crítica. 

Valor agregado

Este estudio de Cerro Patacón presenta una oportunidad interesante para establecer paralelismos con el uso de datos satelitales en la agricultura, dado que ambos enfoques se centran en el monitoreo de indicadores ambientales clave a través de tecnología avanzada de observación de la Tierra.

Aquí algunos puntos clave para conectar el estudio de calidad del aire de Cerro Patacón con el uso de Copernicus y datos satelitales en la agricultura:

1. Tecnología de Observación de la Tierra para la Evaluación Ambiental: Al igual que se utiliza el conjunto de datos MCD19A2 para analizar la Profundidad Óptica de Aerosoles (AOD) en Cerro Patacón, los datos de satélites de Copernicus pueden emplearse para monitorear parámetros ambientales cruciales en el sector agrícola, como la calidad del suelo, la humedad y las temperaturas. Ambos proyectos demuestran cómo la observación de la Tierra permite un análisis integral de factores que impactan el entorno natural y la salud de las poblaciones humanas y agrícolas.

2. Monitoreo Predictivo y Análisis de Series Temporales: Al estudiar tendencias en la calidad del aire, como en el caso de Cerro Patacón, se utilizan algoritmos de series temporales y análisis predictivo para anticipar el comportamiento de la AOD. En agricultura, el mismo enfoque podría aplicarse a la variabilidad de la humedad del suelo, la previsión de sequías, o la detección de eventos climáticos adversos. Este tipo de monitoreo predictivo brinda a los agricultores información crucial para adaptarse a condiciones que puedan afectar sus cultivos y reducir pérdidas.

3. Estaciones de Monitoreo y Datos Remotos: La falta de estaciones de monitoreo de calidad del aire en Cerro Patacón es similar a la falta de infraestructura física en muchas zonas rurales agrícolas. Los datos satelitales, como los de Sentinel de Copernicus, ofrecen una alternativa viable y económica para obtener datos ambientales en áreas donde no existen estaciones de monitoreo en tierra, lo cual es particularmente útil para el seguimiento en zonas remotas o de difícil acceso.

4. Mejora en la Gestión y Toma de Decisiones Basadas en Datos: Así como se propone un análisis predictivo de calidad del aire en Cerro Patacón hasta 2026 para guiar futuras decisiones, los datos satelitales de Copernicus pueden ayudar a las autoridades agrícolas y ambientales a gestionar mejor los recursos, planificar infraestructuras de riego, implementar prácticas de conservación de suelos y adoptar sistemas agroecológicos, aumentando la sostenibilidad y resiliencia de las zonas agrícolas.

5. Desarrollo de Soluciones para la Sostenibilidad: El objetivo en ambos casos es proporcionar valores de referencia a través de datos históricos y modelos predictivos que permitan la adopción de políticas y soluciones ambientales más efectivas. En agricultura, estos estudios pueden servir para planificar cultivos más sostenibles y resilientes al cambio climático, previniendo pérdidas y promoviendo prácticas menos agresivas con el entorno natural.

Al relacionar estos estudios, se logra una perspectiva holística que conecta la investigación de calidad del aire con la sostenibilidad agrícola mediante la ciencia de datos y la observación satelital, abordando así problemáticas ambientales de manera integral en diversos sectores.