Cuando la tradición sale al encuentro de la innovación

La aplicación de técnicas de automatización en las labores agrícolas se inició con la mejora de los sistemas de riego y promete hoy extenderse a labores propias del cultivo de los productos. Superar el componente cultural y garantizar un retorno efectivo de la inversión en alta tecnología, pese al constante declive de los precios en origen de la producción agrícola, son las barreras a superar para garantizar su consolidación.

El último censo agrícola publicado en 2011 por el Instituto Nacional de Estadística (INE) muestra que el número de explotaciones agrarias en España se ha reducido un 23,2% entre 1999 y 2009, con una producción que representa algo menos del 8% del PIB nacional. España ocupó en 2011 el octavo puesto en el ranking de países exportadores de productos, según los datos de la Organización Mundial del Comercio.

Es, además, el segundo estado comunitario en cuanto a extensión agrícola, con cerca de 25 millones de hectáreas cultivadas, y aunque mayoritariamente sus explotaciones tienen menos de 5 hectáreas, la superficie agrícola media por explotación ha registrado un incremento del 18,5% en 10 años.

Lejos quedan ya los años de una economía marcadamente agrícola, pero lejos quedan también los del declive de esta actividad con el éxodo rural de los 60. Hoy el sector agrícola español se sitúa en un delicado punto de equilibrio que permite subsistir atendiendo al mercado nacional y aumentando la presencia de sus productos en plazas extranjeras. El binomio administración pública–española y europea a través de las políticas de apoyo al sector como la PAC–y aplicación de la tecnología–a nivel de instalaciones y pero también en relación a genética de los cultivos– son los principales responsables del mantenimiento de la actividad hoy en día.

“Actualmente la actividad agraria no se concibe sin tecnología”, comenta María Dolores de Miguel, Doctora Ingeniero Agrónomo y profesora de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos de Cartagena, posición que coincide plenamente con la de la Asociación Agraria de Jóvenes Agricultores (ASAJA).“La tecnología tiene un papel esencial y fundamental en el desarrollo de la actividad agraria, puesto que un uso adecuado y proporcionado de ella genera en la explotación un mayor rendimiento del trabajo realizado”, explica Pablo Rincón del departamento de Proyectos de la institución.

Tal y como señala De Miguel, la implantación tecnológica de la explotación agraria comienza con la preparación del terreno y el uso de maquinaria para su explotación. Pero si en un inicio la mecanización fue suficiente para dotar de mayor productividad y rentabilidad al campo, hoy a ella se suman herramientas tecnológicas avanzadas en el campo de la navegación satelital, nuevos materiales en las instalaciones de cultivo, sensores para riego inteligente e incluso la robótica para la optimización de las tareas de fumigado o detección de malas hierbas.

“La inclusión de la tecnología de automatización en el sector agrario supone una mejora en los rendimientos, ya sea por la disminución de costes o por el aumento de la producción, lo que influye de manera directa en la mejora de la rentabilidad de la empresa agropecuaria”, explica Pablo Rincón. Así, lenta pero de manera continua, la automatización comienza a desembarcar en el campo español para extender su alcance. En opinión de María Dolores de Miguel, el campo español está ya preparado para comenzar a practicar una “agricultura de precisión”, siempre considerando la adaptabilidad al potencial del propio territorio. Sin embargo, la falta de voluntad política y financiera ralentizan su avance: “Es necesario que desde los organismos competentes planteen planes de ayudas a los jóvenes que quieran, o piensen, incorporarse en la actividad agraria, a las entidades financieras que incrementen el crédito, y que evidentemente se fomente la formación en el sector”.

Según Pablo Rincón de ASAJA, la nueva visión de la agricultura como empresa agraria no solo está preparada para la agricultura de precisión sino “que está necesitada y expectante” ante los avances en este ámbito: “Creemos que a corto plazo, el agricultor será el primer demandante de “precisión” en el mercado nacional”. Reconoce que todavía existen explotaciones tradicionales que se resisten a la aplicación intensiva de la tecnología, “pero desgraciadamente este tipo de agricultura no será sostenible a corto plazo, ni podrá ser competitiva con las agriculturas de costes bajos y alta eficiencia tanto de terceros países como de los recién incorporados en la UE”. Por la propia peculiaridad del campo aboga por la inclusión de tecnología de manera moderada y apoyada de la correspondiente formación. “A los agricultores más jóvenes les resulta más útil y beneficioso el uso de estas nuevas aplicaciones, pero en cambio las personas con edades más avanzadas requieren de un aprendizaje específico para poder controlar estas nuevas técnicas”, explica.

Hacia un campo automatizado

De hecho, para la Dra. De Miguel, actualmente es el componente cultural el que mayor incidencia tiene en la incorporación de la tecnología en el campo. “Hay tecnologías que parece que cuestan más esfuerzo en ser adoptadas por los agricultores que otras”, comenta. Sin embargo, contrastados los beneficios que conlleva su adopción, su masificación parece solo cuestión de tiempo. Así lo entiende el Dr. Pablo González de Santos, director del Grupo de Robótica de Exteriores y Servicios del Centro de Automatización y Robótica del Consejo Superior de Investigaciones Científcas (CAR-CSIC), quien señala que el elemento fundamental para la introducción de la tecnología en el campo es la productividad a través de equipos eficientes y rentables. “La tecnología mejora poco a poco y sus precios terminan cayendo cuando la producción se hace masiva. El ejemplo lo encontramos en los sistemas GPS… Hace algunos años eran caros y ahora se instalan de fábrica en los tractores”, razona.

Con la tecnología a su disposición, el dilema del sector está hoy en el retorno de la inversión de la incorporación de tecnología a sus tareas habituales. La tendencia de los precios de los productos agrícolas en origen a la baja, y con el complicado acceso a la financiación por parte de los agricultores tal y como hace notar De Miguel, el ROI de costosos sistemas de automatización y control es hoy un hecho cierto en limitadas parcelas de la actividad agrícola, como es el riego, pero en otros asuntos es aún una quimera. “Desgraciadamente, la bajada de los precios en origen la venimos padeciendo año tras año y la competencia de terceros países, con costes de producción más bajos y menos exigencias en materia sanitaria, hacen que las inversiones en tecnología sean básicas para competir en el sector”, reconoce Pablo Rincón de ASAJA.

Para González de Santos, el retorno de la inversión es seguro en relación a tecnologías maduras, como promete ser el proyecto de robótica que actualmente dirige, donde han desarrollado una flota de dos robot aéreos y tres terrestres –extensible a un número mayor de unidades– capaces de realizar tareas de aplicación de herbicida y pesticidas de forma completamente automática.

“Tecnológicamente demostramos que se puede hacer, pero el precio de dicha flota está aún lejos de resultar económicamente rentable”. Por ello, algunos subproductos como sistemas de detección de malas hierbas o sistemas de seguridad y comunicaciones se irán incorporando de manera independiente a los sistemas agrícolas en los próximos años. “La flota completa será rentable cuando se perfeccionen y abaraten elementos esenciales –receptores y antenas GPS, computadores, sistemas de percepción,…–. Es cuestión de esperar”, señala.

En relación a las prioridades de la inversión tecnológica, la amplitud de necesidades del sector fuerza a que se diluya el foco de los esfuerzos de investigación y desarrollo. “Como la producción agraria es tan amplia y variada, las necesidades de tecnificación son muchas”, comentan desde ASAJA, empezando por las semillas, técnicas de cultivo o de fertilización, hasta acabar por la mejora de los programas de gestión de las explotaciones, sin contar que “el agricultor necesita un 30% de su tiempo de trabajo para “cultivar papeles”, destacan. Para María Dolores de Miguel es precisamente esa multiplicidad de necesidades lo que ha permitido conseguir avances en múltiples ámbitos: “la evolución y revolución se ve en los diferentes tipos de invernaderos, en los tipos de sustratos para alcanzar una mayor producción, en las mallas de protección del clima dentro del invernadero, en las cubiertas de los cultivos protegidos y al aire libre con materiales biodegradables, en los sensores para detectar las necesidades tanto de agua como de abonado, en la obtención de variedades resistentes a la sequía o tolerantes a la salinidad, en la recolección mecanizada o en el propio empaquetado en campo, en la reutilización de las aguas”, enumera.

Para la experta, el avance tecnológico está animando a acelerar el relevo generacional en la actividad agraria. Sin embargo, desde ASAJA aprecian una deficiencia en los canales de interlocución entre el sector productor y los distintos estamentos que realizan investigaciones científicas para una mejora de la producción primaria, asunto que urge resolver, ya que, tal y como explica Pablo Rincón, la mejora tecnológica de la operativa del sector es una cuestión clave para garantizar su futuro: “Todos los avances relativos a la mejora de la eficiencia energética, al ahorro de agua, la conservación y sostenibilidad del medio ambiente benefician directa e indirectamente a todos los profesionales de la agricultura y ganadería”.

Robótica para el control de grandes cultivos

El Proyecto RHEA (Robot Fleets for Highly Effective Agriculture and Forestry Management) surge de la oportunidad que la Comisión Europea brinda a dos grupos de investigación del Centro de Automática y Robótica UPM-CSIC de aunar esfuerzos de investigación al lanzar una convocatoria de automática y robótica para el sector de la agricultura. Actualmente el proyecto lo conforma un consorcio de 19 grupos pertenecientes a 15 instituciones y compañías de 8 países europeos.

Concretamente, RHEA persigue reducir el uso de insumos químicos para la agricultura en un 75%, mejorando así la calidad de los cultivos, la salud y la seguridad de los seres humanos, además de optimizar los costes de la producción a través de la gestión sostenible de los cultivos. El medio para conseguir estos objetivos es la utilización de una flota de robots de pequeño formato, tanto de suelo como de aire, equipados con sensores avanzados, efectores distales ampliados y algoritmos para el control de decisiones mejorados.

Tal y como detalla el Dr. Pablo González de Santos, director del Grupo de Robótica de Exteriores y Servicios del Centro de Automatización y Robótica del Consejo Superior de Investigaciones Científcas (CAR-CSIC), RHEA se centra en la aplicación de herbicida para el control de malas hierbas y en la aplicación de pesticidas en bosques y huertos. “Como el número de cultivos que se puede considerar es elevadísimo, este proyecto se especializa en las aplicaciones mencionadas en cereal –cultivos de surco estrecho–, maíz –cultivos de surco ancho–, y olivos –perennes–”, explica, pero en todo caso, la hipotética aplicación en otros cultivos significaría “simplemente un cambio en dimensiones de los implementos agrícolas” .

En el caso concreto del proyecto RHEA, la aplicación de la robótica en la agricultura aporta productividad, disminuyendo la utilización de herbicidas y pesticidas, ya que no se hace necesaria su aplicación de forma homogénea sino solamente donde se requieren. En segundo lugar se asegura aplicarlo una sola vez en cada punto evitando los solapes en las pasadas de aplicación. “Esto tiene unas consecuencias medioambientales enormes porque disminuye drásticamente los vertidos tóxicos al medioambiente”, explica González de Santos. “También mejora la calidad del trabajo, ya que no requiere tanta concentración por parte del agricultor para manipular tractores e implementos simultáneamente”.

Los aspectos de seguridad deben tenerse también en cuenta: un tractor robotizado saca al agricultor del tractor disminuyendo así el número de accidentes potenciales.

Finalmente, en opinión del experto, la tecnología ayudará a comercializar mejor los productos realizando un seguimiento de su estado, recolectándolos en el momento oportuno y controlando los mecanismos de distribución. Consultado sobre si el campo español está preparado para asumir estos avances, González de Santos cree que en lo que se refiere a las tierras cultivables la respuesta es sí. “Solo se necesita una conexión eléctrica de baja potencia disponible en prácticamente todas las instalaciones agrícolas y recepción de la señal GPS que obviamente se consigue en toda la superficie terrestre”.

En relación a la sociedad agrícola española “que siempre ha sido muy tradicional”, cree que los avances son sorprendentes: “Solo ha hecho falta darse una vuelta por la última Feria Internacional de Agricultura de Zaragoza para ver la cantidad de dispositivos semiautomáticos que se están ofreciendo y utilizando en tractores convencionales”, entre ellos seguidores de trayectoria, seguidores de surco o medidores de terreno tratado, casi todos ellos basados en tecnología GPS. “Se entiende que los agricultores españoles están dando el paso hacia la automatización porque les favorece en aspectos muy diferentes, y terminarán utilizando sistemas robotizados por la misma razón”, concluye el investigador.

Drones para vigilar las malas hierbas

Las estrellas del proyecto RHEA, liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), son los vehículos aéreos no tripulados capaces de detectar el crecimiento de malas hierbas en cultivos extensivos. Los resultados del trabajo ayudarán a reducir el uso de herbicidas, ya que estos podrían aplicarse de forma localizada en lugar de hacerlo en todo el campo, aumentando los beneficios agroeconómicos de los agricultores y evitando la aplicación innecesaria de estos fitosanitarios. Las malas hierbas presentes en los cultivos compiten por luz, espacio, agua y nutrientes con los cultivos y ello ocasiona importantes pérdidas económicas. Una de las herramientas más utilizadas en el control de malas hierbas en la agricultura extensiva actual es la aplicación de herbicidas no solo en los rodales en los que se distribuyen las hierbas, sino en todo el campo de cultivo.

“El 70% del campo no necesita tratamiento herbicida, por lo que aplicar los fitosanitarios de forma generalizada y sin tener en cuenta la localización de las infestaciones origina gastos y un impacto medioambiental innecesarios”, comenta la investigadora del CSIC Francisca López-Granados, del Instituto de Agricultura Sostenible. El sistema desarrollado por López-Granados y su equipo genera imágenes multiespectrales de ultra alta resolución espacial y las analiza para detectar las zonas afectadas. “Gracias a los drones hemos obtenido imágenes con una gran resolución espacial, que combinadas con el uso de sensores remotos que captan en el espectro visible e infrarrojo cercano y con diferentes algoritmos de análisis de imagen, nos han permitido diferenciar las malas hierbas de las plantas de cultivo, que en fases tempranas de crecimiento tienen una apariencia muy similar. Y es en esos primeros estadios de crecimiento cuando hay que aplicar los herbicidas”, explica López-Granados.

Para validar los resultados de la nueva técnica, los investigadores han llevado a cabo un muestreo de campo, cuyos datos han coincidido con los recogidos por los vehículos aéreos no tripulados. “Buscamos una tecnología automatizada y barata que esté disponible incluso en días nublados, que se pueda adaptar a las circunstancias y a numerosos objetivos agronómicos, medioambientales o de otra índole, que requieran cartografía del terreno”, concluye la investigadora del CSIC.

Riego avanzado

Según el World Watch Institute, a nivel mundial, el 84% de la superficie de tierra cultivable está equipada para el riego. Aunque parezca curioso, la proporción es más alta en Asia, 87%, y África, 85%, y algo más baja en América, 81%, y en Oceanía, 77%, pero mucho menor en Europa, 59%. Los niveles más altos y más confiables de las precipitaciones permiten que en el norte y este del continente los cultivos no sean tan dependientes de la infraestructura de riego existente como en el caso de los climas más secos o más variables.

Pese a que en España se ha avanzado notablemente en la gestión del riego, desde la Asociación Agraria de Jóvenes Agricultores consideran que hay determinados aspectos que son susceptibles de mejora, “abaratar costes de extracción del agua, mejorar la calidad de la misma o tecnificar los sistemas de fertilización para ahorrar costes en el riego, son temas todavía pendientes en esta materia”, explican.

Mª Dolores de Miguel, de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos de Cartagena, destaca cómo los automatismos han aportado mejora a la gestión del riego. “Gracias a su programación se proporciona la cantidad de agua necesaria, y más allá de eso, se aplican nuevas técnicas como la fertirrigación, que programa las dosis de fertilizante a aplicar en función del estado vegetativo de la planta, lo que genera un ahorro monetario y medioambiental, al no emitir nitratos al entorno”.

Según detalla, esta actividad de riego localizado conlleva un menor consumo de energía que si se hace un control adecuado, y una buena programación permite una reducción importante de los costes. “Así se alcanzan reducciones de hasta 2.872 euros en explotaciones hortícolas de un tamaño de 5.5 hectáreas por término medio, como es el caso de la alternativa melón–lechuga–lechuga en el campo de Cartagena”.

Total control del terreno

Un Sistema de Información Geográfica (GIS) contribuye a capturar, almacenar, gestionar, analizar y presentar la información en relación a cierto espacio geográfico. Modelizar espacios –antes solo de regadío, hoy extensible a una amplia gama de actividades en torno a los cultivos–, planificar sus usos, inspeccionar y analizar el estado de las instalaciones en tiempo real o permitir un mantenimiento más eficiente son algunas de las múltiples funcionalidades que aporta en el ámbito de la gestión agrícola.

La integración de los sistemas scada con la tecnología GIS se lleva a cabo en múltiples niveles: a nivel de datos –acceso GIS a la base de datos de históricos del scada, conexión directa con otras bases de datos (Oracle, SQL Server, Postgre SQL, DB2…), representación de tablas en tiempo real, etc.–, a nivel de presentación –conexión de servicios en mapas, integración con GeoRSS, inclusión de social media en tiempo real, llamadas desde aplicaciones externas de gestión del agua …–, o integración a nivel de servicio –servicios web, diferentes protocolos de transporte…–.

El objetivo de estas integraciones ha de ser facilitar al usuario el análisis de la información con independencia del proveedor de datos, la interoperabilidad del total de la arquitectura y el control de la integridad de la información. En instalaciones avanzadas, la aplicación de procesos BPM para la gestión de la información puede complementar el sistema. El resultado en regadío ya es más que contrastado: operaciones de riego más eficientes, racionalización del uso del agua, menores pérdidas por mal funcionamiento del sistema, un entorno de operación más rico con más información, y por tanto, menor tasa de error en las decisiones y mayor productividad de la tierra.