Para un sector forestal bien ubicado, los Sistemas de Información geográfica SIG

Alexandra Colorado Castro

Editora

Diseñar planes de trabajo en campo pre, durante y pos siembra; adelantar y lograr inventarios arbóreos precisos, y hasta realizar cálculos en materia de inversiones, de contratación de personal y de previsión de riesgos –entre muchas otras decisiones– son algunas de las tareas posibles tras el uso de los sistemas de información geográfica y sus herramientas.

En su ejercicio, la industria forestal desarrolla una amplia variedad de tareas complejas y en tiempos extensos que exigen no solo una alta cuota de paciencia sino la toma cuidadosas de decisiones para no comprometer, por fallas, el trabajo humano ni los recursos económicos invertidos y, en este sentido, las tecnologías de la información han hecho un aporte valioso.

Hoy existen sistemas y programas de computador que, soportadsos en la tecnología geoespacial –ciencia que se ocupa de la gestión de información geográfica mediante el uso de Tecnologías de la Información y la Comunicación– capturan, analizan, interpretan, difunden y almacenan información geográfica para facilitar sensiblemente el trabajo en campo y de planeación de la industria forestal o agroforestal.

Frente a las formas clásicas de captura de este tipo de información aparecen los equipos GPS, las fotografías aéreas, las imágenes satelitales de alta resolución y los drones profesionales, entre otras herramientas, que son capaces desde mostrar detallada la información de un solo árbol en una hectárea, hasta capturar –a través de lentes e infrarrojos– la respuesta fotosintética de la vegetación para conocer sus grados de clorofila y por ende, calidad o estado.

Los reforestadores y actores vinculados a esta cadena pueden ahora, desde sus dispositivos móviles o de escritorio, acceder a aplicaciones de carácter libre (gratuito) o comerciales que les permitan adelantar un sinnúmero de tareas –censos, curvas de suelos, análisis de crecimientos– realizar complejos análisis geográfico o espaciales, en tiempos muy cortos, con grados de precisión altos, ahorros en dinero estimables y ventajas desde el alistamiento del terreno hasta más allá de la cosecha.

Los SIG y sus herramientas

Un sistema de información geográfica SIG es, básicamente, un conjunto de herramientas que permiten a sus usuarios realizar consultas interactivas, organizar, editar, manipular, analizar y modelizar grandes cantidades de datos vinculados a una referencia espacial; y presentar gráficamente los resultados de todas estas operaciones.

En general, un SIG está compuesto por: datos, un software o programa de procesamiento, un hardware –o máquinas que realizan los procesamientos– el talento humano y la conectividad.

Este modelo –que realiza análisis espaciales; conjunciones entre el espacio o elemento físico (árbol, hectárea, zona, terreno) y la información atribuida a éstos en el espacio (tipo, medidas, área; etc.)– facilita la incorporación de diversos aspectos o variables que conducen a la toma de decisiones en distintos órdenes: sociales, administrativas, de planta, económicas, ambientales o productivas.

Para esto, toma como base la georreferenciación, una técnica geográfica que asigna a una imagen digital de destino –tomada por un medio técnico apropiado– una serie de coordenadas geográficas procedentes de una imagen de referencia que reseña elementos fisiográficos y topográficos como cruces de carreteras, áreas de siembra, construcciones, vértices geodésicos, línea de deforestación, entre otros.

En los programas de georreferenciación, las coordenadas geográficas reemplazan, con puntos, a las coordenadas gráficas propias de una imagen digital en cada píxel –sin alterar otros atributos de la imagen original– a base de capas, realizando un referenciado geográfico demarcado en un mapa.

En la práctica y para medir áreas operativas y generar la cartografía de un área, por ejemplo, estos sistemas capturan los datos de interés en campo, a través de fuentes directas (profesionales que recogen los datos manualmente (con equipos GPS – Sistema de Posicionamiento Global), o indirectas (con imágenes satelitales) que envían, por Internet, la información a un centro de recepción (oficina).

Una manera efectiva de inventariar bosques es a través de parcelas de muestreo. Su tamaño, forma y localidad se deciden siguiendo estadísticas y consideraciones económicas y prácticas, tarea en la que los SIG son vitales.

Una vez allí, y mediante los softwares especializados, profesionales descargan los datos, los cargan al software asociado para el análisis de la información y generan dibujos o planos temáticos (mapas) para que la empresa pueda establecer detalles sobre áreas plantadas (corrientes de agua, bocatomas, ubicación de bosques naturales, áreas protegidas); o sobre cada árbol (especie, fecha de siembra, diámetro, basal), entre otros variables.

Vale indicar que el nivel de precisión alcanzado en la georeferencia depende, en gran medida, de la fidelidad de los datos –que a su vez deriva de la fuente de información geográfica utilizada– y de la escala a la cual se realice el trabajo. Ciertamente, las directas, por tratarse de trazos que se hacen sobre planchas, no ofrecen la misma precisión de las indirectas aunque, también, esta varía según el tipo de equipo de captura o monitoreo utilizado (imágenes, fotos satelitales, GPS, captura de datos 3D o Lidar (1) entre otras).

Ya, sobre la forma de captura de los datos, los SIG, la realizan dos formatos: vectoriales o raster, representados los primeros a través de puntos (GPS) y los segundos de imágenes almacenadas en una grilla (imagen satelital) que permite la suma de información o rasters para desarrollar análisis avanzados y son ideales para análisis de reforestación o de recuperación de un ecosistema. En el caso de los drones y los escáneres 3D terrestres, estos generan “nubes de puntos” que pueden convertirse en imágenes 3D.

En trabajo forestal de campo los más empleados son, en efecto, los GPS, aparatos que entregan coordenadas de ubicación en planos X (longitud), Y (latitud) y Z (altura); cuyos datos se combinan con los atributos del sitio o elemento ubicado; que casi permiten discriminar los individuos en un área (ideales para censos dentro de un cultivo forestal); que hoy ofrecen reducidos márgenes de error; y a los que caracteriza su precisión de captura de información.

Juan Camilo Gómez, Gerente de cuenta, sector ambiente de Esri (2) señala que los GPS realizan, una vez posicionados, procesos de interacción capturando, a cada segundo, datos o puntos con coordenadas “base” a partir de los cuales se miden distancias. Paso seguido se aplica, en oficina, un algoritmo matemático llamado “mínimos cuadrados ordinarios” para el valor más aproximado al punto.

Las condiciones del lugar de trabajo, de la topografía, la accesibilidad, la seguridad, el clima y la logística influyen la toma de datos, incluso, en el tipo de herramienta de captura a ser elegido.

“Los GPS tiene una precisión, según el equipo, que puede llegar hasta los 50 cm a 10 cm o menos, en los de muy alta gama. Existen modelos pequeños que capturan hasta los 10 cm con post proceso, eso depende del fabricante” (3).

Gómez, explica que dependiendo de la resolución espacial de la imagen, así también serán los niveles de precisión obtenidos para adelantar análisis de agricultura de precisión, entre los que están los agroforestales.

“En estos casos se toman imágenes de diferentes tiempos, se estiman las respuestas espectrales de la vegetación que, básicamente mide la respuesta fotosintética –a menores niveles mayores problemas de salud– y así se determina con criterio técnico, por ejemplo, las áreas con mayores necesidades de abono”.

Software para administrar y controlar

Los software de uso forestal son programas de planificación estratégica por computador que ofrecen apoyo a compañías y organizaciones del ramo, y que tienen como fin incrementar la productividad de las empresas, disminuir los riesgos relacionados con el manejo de datos almacenándolos en una única plataforma y, en síntesis, optimizar los planes de manejo de proyectos forestales.

A nivel de tipos existen software operativos, tácticos y estratégicos. Los primeros ofrecen soporte para actividades diarias, como los manejos de costos; mientras que los tácticos y los estratégicos –de suma importancia para el sector forestal– aportan a solucionar temas de mediano y largo plazo entre los que se cuentan calendarios o proyecciones de cosecha.

Sobre sus posibilidades aplicadas a evaluar terrenos o áreas, existen básicos que ofrecen plataformas para el manejo de inventarios, así como soluciones más complejas que permiten vincular los datos de un inventario a un visor de mapas para que el usuario observe sus rodales o parcelas y los datos asociados a éstos (condición de suelos, estado de individuos arbóreos, entre otros) a fin de que pueda establecer el estado de su plantación.

“La diferencia entre software, en este sentido, está dada por el número de procesamientos que pueda realizar en un determinado tiempo y en la calidad de los procesos de edición cartográfica; para respuestas medianamente avanzada –como un análisis topológico– lo básico es contar con al menos un software nivel estándar

También cuentan con herramientas para modelar y para generar, por ejemplo, calendarios optimizados de actividades de silvicultura; a la vez que integran optimizadores que agilizan los procesos y entregan resultados fiables en tiempos muy cortos.

Ya, a la hora de gestionar temas administrativos, los software cuentan por lo general con módulos para el manejo de inventarios, de costos y de cálculos para el retorno de inversión (TIR); además de realizar estimaciones financieras orientadas a proyecciones de flujos de madera (Valor actual neto) y de caja.

En Colombia, entidades como Carder han promovido el uso de equipos tecnológicos, como GPS, lectores de código de barras y la lupas digitales, para mejorar la realización de actividades de control y vigilancia forestal.

Según Santiago Velásquez, gerente regional de Simosol Oy (4) la optimización de los planes forestales, la cual maximiza la rentabilidad de las empresas forestales, sería extremadamente difícil (o imposible) sin el uso de un software forestal y su herramientas.

Vale señalar que existen software son altamente intuitivos que le permiten a las empresas pequeñas y medianas concentrar sus recursos en diversas actividades (véase Cuadro 1). La clave de la eficiencia de los software está en la calidad de los datos de entrada y en  las herramientas (incluyendo optimizadores y simuladores) que ofrezca el software para la generación de resultados.

Juan Camilo Gómez, explica también, que aunque existen SIG gratuitos, de libre acceso desde la red y que ofrecen generosos tutoriales para su uso, estos suelen presentar tres limitaciones importantes: resultan complejos a la hora de la instalación y dado que no ofrecen soporte personalizado, esta fase puede ser igualmente compleja; la totalidad de las extensiones libres que se agreguen solo conforman el paquete de software básico; y la calidad de las salidas gráficas puede ser deficiente.

Gestión en campo

En el caso de Smurfit Kappa Colombia –una de las empresas que en Colombia se sirve de esta tecnología– utiliza software especializados para distintas aplicaciones, entre ellas, la planeación y el trazado preliminar de sus caminos forestales, además de sistemas de información geográfica que le permite almacenar y mantener actualizada la cartografía de su patrimonio forestal; y un software para la elaboración del presupuesto, para planificar y controlar sus operaciones en vivero, silvicultura y cosecha.

Señala Nicolás G. Pombo, gerente de la división Forestal de Smurfit Kappa, que la implementación de los programas tecnológicos forestales le ha permitido a la compañía mejorar los procesos de toma de decisiones y ganarse un apoyo enorme en términos de gestión empresarial y operativa que redunda en ganancias económicas.

“Una vez captura los datos en las plantaciones forestales utilizamos programas estadísticos para tener información sobre el volumen de la madera y la distribución de diámetros de los árboles en pie. Por cada lote de la finca, el software contable integrado al SIG que tenemos, nos arroja información sobre los costos de establecimiento, mantenimiento, cosecha y transporte de madera con los cuales se hacen análisis financieros”.

Otros servicios de los Software de en campo es la realización de cálculos sobre modelación hidrológica en cuencas hidrográficas, además de datos sobre precipitaciones que resultan útiles en la práctica forestal.

En términos generales, los software de uso forestal mejoran el análisis temporal y espacial de la información, dos aspectos que son vitales para las empresas del nicho pues redundan en la posibilidad de adelantar, en el primer punto, planeaciones estratégicas con visión de largo plazo referentes a los turnos de las plantaciones, que pueden ser hasta de 25 años.

Frente al manejo del espacio, integran paquetes que, aplicados, permiten, por ejemplo, realizar el trazado preliminar de vías que no solo orientan a los topógrafos en campo para decidir las ubicaciones idóneas de manera que se minimicen los cortes y los movimientos de tierra, y se cumplan las exigencias de pendientes y radios de curvatura; sino que reducen los impactos ambientales, los costos de construcción, los de cosecha forestal y de transporte de madera.

Nicolás G. Pombo asegura, también, que entre mayor sea el tamaño de una empresa mayor justificación tiene el uso de programas específicos, pero que la decisión de adquirirlos o no está sujeta, de igual manera, al tamaño y la complejidad de las actividades que realice.

“Tenemos equipos de cosecha de última tecnología en los que la única manera en que se pueden operar es mediante un software que funciona con sensores automáticos. Sin el software, estos equipos no serían eficientes ni económicamente viables, y nosotros difícilmente podríamos ser competitivos en el mercado”, asegura el directivo.

Juan Camilo Gómez, desde la visión de proveedor del servicio, explica que cada empresa aprovecha la tecnología según sus necesidades específicas, como sucede en el caso de Fedepalma, usuarios de sus software y que, entre otras aplicaciones, la utilizan para inventariar cada uno de los árboles establecidos en los cultivos de los palmeros asociados, a razón de los diferentes análisis fitosanitarios que aplican.

“Existen dos formas de hacer el inventario de ese tipo de cultivos: uno es planta a planta y el otro sobre el área de cultivo. Ellos lo aplican ambos a escala local (predio) pero también regional, y analizan la propagación de una enfermedad tomando muestras y realizando interpolaciones pasa identificar las zonas más afectadas”, explica Juan Camilo Gómez.

Destaca el ejecutivo de Esri que este es un caso notable en la medida que la Federación logró que sus afiliados no hicieran una inversión en softwares individuales, disponiendo para ellos un programa en el que desde una plataforma Web, pueden capturar la información que requieran, realizar análisis o visualizar datos de su interés.

“Es un sector gremial que está beneficiando a sus asociados a través de las SIG y sus herramientas, disponiendo y haciendo la inversión económica pero masificándola entre todos sus asociados, esas son las grandes virtudes de estos sistemas”, concluye Gómez.

Entre sus muchas aplicaciones, los software permiten adelantar pruebas de suelo para establecer las cantidades de nutrientes disponibles que poseen.

¿Servicio reservado?

En Colombia, según lo afirman distintos proveedores de sistemas de información geográfica y estadística y software de gestión forestal, las tecnologías y herramientas asociadas a los SIG está en desarrollo de aplicación y parecen reservadas para las grandes compañías reforestadoras (con más de 2.000 ha) que, en número, no sobrepasan entre diez y doce en el país.

Juan Cardona, ingeniero forestal y gerente técnico de Foresry Consulting Group S.A.S señala que desde hace años, empresas prestan servicios a pequeños y medianos propietarios en Colombia.

“Hasta hace poco existía un programa, ya caduco, llamado SILVIA (desde 2005), freeware, que permitía el manejo de plantaciones de cualquier escala, con todos los componentes desde lo cartográfico, pasando por los análisis forestales hasta lo económico-financiero de la planeación. Hoy existen otras aplicaciones que se usan en su lugar”

De igual manera señala que los pequeños y medianos propietarios delegan, usualmente y mediante outsourcing, la generación y administración de datos geográficos y de análisis técnico-financiero a empresas de asesoría que poseen el software; para evitarse comprar licencias, y tener personal de planta especializado en análisis de datos.

Por su parte, Nicolás G. Pombo afirma que “hoy existen en Colombia algunas empresas especializadas que permiten hacer análisis de inventarios y estudios geográficos con sensores remotos y, en esa misma medida, los reforestadores los están aplicando”.

Todas, en general –incluyendo las empresas estatales que pueden hacerse a un gran número de licencias dado que su negocio principal es geográfico– aplican soluciones personalizadas para casos específicos desarrolladas por compañías de Estados Unidos, Canadá, Finlandia, Nueva Zelanda Sur áfrica, entre otros países, y organizaciones de investigación en Colombia y en países de fuerte tradición forestal regional como Brasil, Chile o Costa Rica.

En materia de costos –y específicamente de software–, pueden variar según el modelo de negocio al que esté dirigido, a las tareas que desarrolle –como ingreso de datos, modelamiento y planificación– e incluso al número de hectáreas que comprenda su análisis. “Cuando una empresa hace el análisis de su información y define lo valiosa que es su información, aunque sea pequeño, quiere sacarle el máximo provecho”, afirma Juan Camilo Gomez.

En el caso de proveedores que ofrecen el servicio con renovación anual, los precios arrancan desde los € 5.000 para empresas que superen las 500 hectáreas; ya, para el caso de las empresas que los vende y cobran según los niveles de licenciamiento: los básicos están por el orden de los US 3.000, los estándar en US 8.000 y los más avanzados en US 17.000, aproximadamente.

Dado que un SIG debe ser operado por personas capacitadas en la materia, facultades como la de Ingeniería forestal de la Universidad del Tolima, ofrecen un Laboratorio de sistemas de información geográfica especial para esta capacitar, brindar asistencia técnica y ofrecer consultorías en este campo.

Referente a los GPS de línea agroforestal o de precisión se destaca, también, la oferta europea y norteamericana –con casas como Leika o  Trimble de gran tradición y prestigio– junto a las opciones de fabricación asiática. Los precios pueden oscilar entre $ 1.000.000 y $ 100.000.000, según la marca y la IP, etiqueta numérica que le indica al usuario las características, resistencias y ventajas del equipo en campo (precisión, resistencia a la humedad, a golpes, etc.).

Sin embargo, Juan Cardona afirma que hoy existen soluciones que permiten manejar todo desde un computador de mano, Tablet o Smartphone que, además de tener capacidades de posicionamiento global, pueden mostrar mapas temáticos en campo en tiempo real y permitir la captura de datos de campo adicionales a los geográficos para alimentar ese mapa.

Referente al personal a contratar una empresa para el aprovechamiento de estos recursos, deben ser profesionales o técnicos con capacidades para el manejo y análisis de información computacional, bien ingenieros catastrales o geodestas, de sistemas, forestales o ambientales con especialización en sistemas de información geográfica, pero que conozcan en detalle la actividad forestal.

En materia de infraestructura técnica requiere equipos computacionales estándar y vigentes, con capacidad y velocidades de procesamiento de datos adecuadas, mínimo ocho gigas Ram, una Tera de disco duro, un procesador de cuatro núcleos,  y una tarjeta gráfica de dos gigas y acceso a internet.

Vale señalar que, actualmente, buena parte de las empresas forestales nacionales utilizan, también, soluciones básicas para administrar sus negocios y plantaciones, entre ellas, los limitados programas en Excel o de Autocad que permite dibujar o diseñar pero no procesa ni resuelve variables especiales o  geográfica espacial y que están lejos de cubrir las necesidades del complejo negocio.

Sin embargo, esta situación puede cambiar en el futuro no solo por la presencia de empresas proveedoras de software y de servicios de gestión de información a Colombia, sino por la necesidad de mejorar sus indicadores y resultados en un negocio que muestra un potencial de crecimiento importante y exige, en esa medida, actualización tecnológica idónea y justa.

“En Colombia existe un enorme potencial forestal y de acuerdo con la última clasificación de la UPRA (5) hay 4.4 millones de hectáreas con aptitud forestal alta, lo que significa que no tienen ninguna restricción física, social, ambiental ni económica, pero solo tenemos 400 mil hectáreas con plantaciones forestales. Chile tiene 2.4 millones de hectáreas reforestadas y Brasil tiene 6.7 millones. A medida que vayamos utilizando el potencial forestal del país, los requerimientos de software aumentarán y los desarrolladores de software darán respuesta a los requerimientos específicos de cada empresa”, vaticina Nicolás G. Pombo.

Citas:

Lidar: acrónimo del inglés Light Detection and Ranging o Laser Imaging Detection and Ranging). Es una tecnología que permite determinar la distancia desde un emisor láser a un objeto o superficie utilizando un haz láser pulsado.

Esri, empresa de origen XXX, con más de 40 años dedicada a diseñar, producir y proveer sistemas de información geográfica, especialmente software, que tiene amplio reconocimiento internacional y presencia, también en Colombia.

En la oferta se destacan también los GPS Submétricos utilizables en la industria forestal. Incluso existen servicios que permiten precisiones  menores de 15 cm en tiempo real, más que suficiente para el 99% de labores forestales.

Simosol Oy, empresa finlandesa desarrolladora de Iptim y de otras soluciones forestales aplicadas en más de quince millones de hectáreas forestales en el mundo.

Zonificación para plantaciones forestales comerciales, Dirección de uso eficiente del suelo y adecuación de tierras UPRA, Ministerio de Agricultura 2015.

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