Las semillas de innovación germinan en los 'invernaderos 4.0'

A la tecnología de precisión para el aprovechamiento del agua, biotecnología vegetal, control biológico para sustituir a los productos fitosanitarios y reciclaje de los plásticos se suma una completa digitalización: 'big data', inteligencia artificial, drones, sensores, 'blockchain', 'machine learning', robótica… La tecnología basada en datos se emplea para optimizar la toma de decisiones en todas las etapas del ciclo productivo y busca aumentar la eficiencia y la productividad en los cultivos con el menor uso de insumos.

La digitalización de los invernaderos favorece sistemas de hiperconexión inteligentes. La Universidad de Almería (UAL) trabaja en distintos proyectos en la creación de uninvernadero sensorizado. Jorge Sánchez Molina, investigador y profesor del Área de Ingeniería de Sistemas y Automática de la UAL, explica que uno de los objetivos es que todos los datos se integren y se pueda operar desde un único sistema para no depender de distintas aplicaciones: «Se trata de que con toda la información generada se pueda interactuar, que gracias a los sensores se accione el riego, el control de temperatura o las necesidades de agua». Con esto se pretende que cada invernadero sea autónomo.

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Toda la información va a la nube. «Obtenemos datos de las estaciones meteorológicas que están disponibles -indica el investigador-. Ejecutando esos modelos, que son modelos de clima de invernadero, de crecimiento de cultivo, de riego o de comportamiento de los distintos nutrientes que tiene el cultivo, vemos la evolución a lo largo del tiempo y la futura».

También se cuenta con equipos para la determinación de fertirriego, el control automático de plagas mediante visión artificial y sensores que facilitan una fumigación más eficiente.

La tecnología más innovadora contribuye a las mejoras, como señala Sánchez Molina: «Ejecutamos el modelo gracias a una serie de algoritmos de optimización, que buscan un máximo rendimiento económico, la máxima sostenibilidad y el mínimo consumo de agua». La Universidad ha formado parte, entre otros, del Grupo Operativo Inverconec, estudio con financiación europea recién terminado, y ahora trabaja en el Proyecto Cybergreen.

Las posibilidades no se quedan en la producción y pueden aprovecharse aplicaciones para la postcosecha y la trazabilidad. Así se trabaja para digitalizar lotes y partidas, clasificar los productos según criterios de calidad, el envasado, la conservación de frutas y hortalizas, y también los procesos vinculados con el almacenaje, la logística y la expedición.

Odin Solutions (OdinS) es una spin-off surgida de un grupo de investigación de la Universidad de Murcia. Miguel Ángel Zamora, uno de sus fundadores, ejerce como catedrático en el área de Tecnología Electrónica. Han terminado los proyectos Berries e Hidroleaf, y ahora participan en Edén y OpentoClose.

«Usamos un invernadero totalmente cerrado ('indoor') en Hidroleaf, el germen de lo que ahora es Edén, que consistía en una minifactoría dentro de un contenedor de barco... La idea era que se pudiera trasladar este contenedor metálico totalmente aislado térmicamente, con agricultura vertical y toda la maquinaria precisa, a cualquier parte del mundo y además poder apilarse con el objetivo de ser escalable», afirma Zamora.

En todos los proyectos, el objetivo es desarrollar un sistema integral, para manejo y gestión de riego, nutrición y clima en invernadero con cultivo sin suelo y recirculación de agua. En el Proyecto Edén también hay gestión robotizada de la propia planta mediante bandejas móviles de cultivos.

Lo que realiza OdinS es una arquitectura de gestión patentada en varias capas de control, principalmente tres, según Zamora: «La más cercana a la planta es la que se comunica con los sensores y actuadores, los autómatas programables, lo que llamamos sistemas ciberfísicos. Hacen las operaciones más simplificadas. La capa intermedia, la operativa, es la que realiza las operaciones que tiene que ir ejecutando el invernadero y al tenerla virtualizada nos da la flexibilidad de ponerlo en local o remoto ('edge computing'). Y la capa inteligente, que está deslocalizada y es donde metemos todos los servicios, donde aplicas técnicas de 'machine learning', de 'big data', se hace estudio de datos, modelado, genera patrones, aprende del sistema, se adapta, y todo desde la nube».

«Con esta división -aclara Zamora- se pretende buscar un sistema robusto y flexible, que sea escalable, y que puedas gestionar muchos invernaderos desde el mismo software, aunque cada uno de ellos sea operativamente independiente».

No todos los invernaderos son iguales. Roberto García Torrente, director de Innovación Agroalimentaria del Grupo Cajamar, apunta las características de los denominados invernaderos solares: «Las instalaciones en el sureste de España utilizan el sol como fuente energética, apenas consumen energía fósil, frente a los invernaderos del norte de Europa, que necesitan en la mayoría de los casos calefacción para poder mantener una temperatura adecuada para las plantas».

Sobre la digitalización, estima que «vamos hacia una nueva agricultura en la que vamos a intentar medir mejor todo lo que hacemos sobre los cultivos y a partir de ahí ver los resultados». «En función de cuánto reguemos o cuándo, o a qué temperatura mantenemos la planta, probablemente los resultados van a ser diferentes. La digitalización nos va a permitir mejorar la productividad y la eficiencia», añade.

La innovación favorece el análisis predictivo de las cosechas, sostiene García Torrente: «Podremos saber cuánto vamos a producir dentro de una semana, dentro de un mes, dentro de tres meses… Es una herramienta comercial interesante, pues nos permite cerrar contratos con clientes y también evitar que haya épocas en las que falta producto o épocas en las que hay exceso».

La automatización de ciertas tareas es otra de las ventajas. «Hay un problema generalizado en la horticultura de invernadero -dice García Torrente- que es la escasez de mano de obra y los bajos salarios. En la medida en que esta agricultura esté más robotizada, probablemente no se necesite tanta mano de obra y la que se precise pueda recibir salarios más elevados».