La Economía del Agua.

Economía del agua: Nuevas soluciones tecnológicas Smart Irrigation friendly-use para cumplir con un objetivo prioritario mundial

SEPTEMBER 28, 2020

12:00 AM

Por Alberto Blas

Economía del agua: Nuevas soluciones tecnológicas Smart Irrigation friendly-use para cumplir con un objetivo prioritario mundial

Alimentar a una población mundial que el año 2050 se estima que habrá aumentado un 30% es considerado uno de los mayores retos globales de nuestro tiempo. El crecimiento de la población llevará asociado inevitablemente un aumento en el consumo de alimentos, y consecuentemente se requerirá doblar la actual producción agrícola.

No obstante, este crecimiento deberá realizarse con menos recursos naturales y sin agotar los disponibles, sin extender los campos agrícolas, principal causa de las emisiones de CO2 a nivel mundial, y con menos tierra arable. Esta situación derivará a más restricciones medioambientales y ecológicas enfocadas a reducir el uso de pesticidas, fertilizantes, energía y agua.

Además, la escasez de agua, y por tanto el déficit en el riego de los cultivos, es el mayor problema en relación con la actividad agrícola y se prevé que aumentará globalmente a causa del cambio climático, por lo que en un futuro cercano serán necesarias herramientas mucho más eficientes que las actuales para optimizar al máximo el rendimiento de los cultivos de forma completamente sostenible. Solo en Europa, las zonas con potencial de optimización resultan increíblemente altas, existiendo NUTS con un terreno arable superior al 70% del territorio [1] [2].





Tierra arable en Europa. Fuente Eurostat.

Además de las áreas irrigables, los datos de inversión en maquinaria agrícola también proporcionan información significativa para determinar el potencial para las tecnologías Smart irrigation. Cada año se estima que se invierten alrededor de 160 billones de euros en equipos para la producción agrícola, como tractores, cosechadoras, sistemas de riego, y demás maquinaria necesaria para una actividad eficiente. Los actores principales del sector de la maquinaria agrícola corresponden a grandes empresas con una larga trayectoria, como John Deere (con un 20% de mercado), CNH (12%) o AGCO (7,5%).

La inversión en el sector de la Agricultura Inteligente tenía en 2017 un tamaño de aproximadamente 1000 millones de euros, con una expectativa de crecimiento hasta los 6 mil millones en 2022. Se trata de un sector en pleno auge, con una demanda importante de avances técnicos por parte de los agricultores.

Por todo ello, hace ya alrededor de 20 años aparece el concepto de “Precision Farming” o “Precision Agriculture” [3], en el que se empiezan a establecer los fundamentos de cómo optimizar la irrigación a través de sistemas de medición localizada de la hidratación del campo. Posteriormente aparece el concepto “Smart irrigation”, en el que ya se propone el uso de ICT para la toma y gestión de los datos [4].

Sin embargo, aquellos sistemas requerían de una infraestructura compleja, haciendo necesario instalar costosos servidores para el procesamiento de los datos y una red cableada a lo largo de todo el campo. Asimismo, era requerimiento necesario formar a los agricultores en el funcionamiento y mantenimiento de tecnologías ICT. Por último, pero no menos importante, se hacía necesario aumentar la seguridad de los campos, ya que el hurto de los servidores era uno de los principales miedos del agricultor. Todo ello ha provocado un rechazo mayoritario a este tipo de soluciones, estancando la expansión de estos sistemas alrededor del mundo.

En este contexto, nacen los nuevos movimientos tecnológicos de agricultura de precisión y smart irrigation, enmarcados en la llamada The Green Revolution 2.0 [5]. Estos movimientos continúan el objetivo de transformar la agricultura tradicional en agricultura inteligente a través de diferentes líneas de desarrollo, pero esta vez a través de soluciones friendly use para el agricultor.

Los protagonistas de estos desarrollos tecnológicos son principalmente las grandes multinacionales agrícolas como JOHN DEERE, CLIMATE CORP o FARMSTAR apoyadas en pequeñas start-ups y PYMES como VERDTECH, LIBELIUM, DYNAMAX, YARA, ICT INTERNATIONAL o PHYTECH, enfocadas éstas últimas a desarrollos tecnológicos muy específicos: sensores de propiedades físico-químicas del terreno [6], estaciones climatológicas, sensores de hidratación de la plantación [7], software y hardware de recolección de datos [8], aplicaciones big-data y data mining agrícolas [9], etc.

Sin embargo, el problema se plantea a la hora de ofrecer estos productos tecnológicos al agricultor tradicional, acostumbrado a sistemas de irrigación manual y, en algunos casos, escarmentado de las primeras soluciones ICT. A día de hoy, los agricultores no confían en estas tecnologías debido, por una parte, a su alto coste de implantación y mantenimiento y, por otra parte, al funcionamiento aceptable de soluciones tecnológicas maduras como las cámaras de alta resolución instaladas en avionetas que sobrevuelan los cultivos, la medición de las propiedades químicas del suelo o simplemente el asesoramiento de las cooperativas agrarias.

Todo ello repercute en una serie de desventajas para el agricultor:

  • Las decisiones que el agricultor debe tomar no pueden realizarse a tiempo real, ya que transcurre un tiempo entre la realización de las mediciones u observaciones hasta la obtención de los datos derivados de estas.
  • Las recomendaciones generales de terceros no son precisas ni concretas para un determinado campo de cultivo, y con frecuencia el diagnóostico no está actualizado para unas necesidades de agua o fertilizantes específicas.
  • Las mediciones de los sensores presentan grandes desviaciones debidas a las diferentes propiedades de cada suelo, ya que la salinidad, los fertilizantes y la temperatura afectan a la precisión de las mediciones de estos sensores.
  • Los sensores para medir la humedad en el suelo no soportan temperaturas de congelación y requieren un mantenimiento constante, que en ocasiones no puede realizar el mismo agricultor.
  • Estos sensores deben estar instalados a poca distancia de las raíces y conectados mediante cable para la transmisión de datos, lo que supone un daño y degradación del suelo.

Por tanto, teniendo en cuenta el estado del arte a día de hoy, la expansión de estas nuevas tecnologías no se hará efectiva hasta que se superen dos asignaturas pendientes: madurar las nuevas tecnologías y, sobre todo, demostrar que se trata de una tecnología al servicio de la agricultura y de cada agricultor en particular.

En este sentido, existen ya tecnologías IoT, wireless y plataformas Cloud Computing para la toma y procesado de datos, sin embargo, estas no resuelven estas dos asignaturas pendientes, ya que son soluciones costosas, con una vida útil muy reducida y que además obligan a que el agricultor tenga cierta formación en ICT. Todo ello repercute en una baja confianza de los agricultores.

Así pues, el planteamiento de cara al futuro debe centrarse en ganar la confianza del agricultor, haciéndole consciente de que la tecnología está a su servicio, que es de alta precisión, fácil de usar y que los costes son amortizables rápidamente. 

“El futuro debe centrarse en ganar la confianza del agricultor”

La única forma de superar estas limitaciones pasa por tanto por ofrecer una tecnología friendly-use que simplemente recomiende al agricultor cómo actuar sin que tenga que interpretar ningún dato, low-cost (por ejemplo basado en licencias mensuales) para que favorezca su interés y de mayor precisión que la actual, haciendo uso de tecnologías de medición de la hidratación en hoja en lugar de en suelo.

El futuro de la Smart irrigation requiere de la investigación y desarrollo de soluciones integrales o todo en uno, que incluyan sensores IoT low-cost de medición en hoja, cloud-computing de los datos recogidos y las previsiones meteorológicas y un panel de recomendaciones vía web, tablet o Smartphone friendly use para el agricultor en tiempo real. Solo de esta forma se favorecerá la expansión de estas tecnologías alrededor del mundo.

 [1] https://ec.europa.eu/eurostat/en/web/products-statistical-books/-/KS-FK-16-001

[2] https://ec.europa.eu/eurostat/web/agriculture/data/main-tables

[3] https://www.researchgate.net/profile/B_Blackmore/publication/315801082_Developing_the_principles_of_Precision_Farming/links/58e66cffa6fdcc6800b47914/Developing-the-principles-of-Precision-Farming.pdf

[4] https://www.researchgate.net/publication/266515390_ICT_in_Precision_Agriculture_-_diffusion_of_technology_An_overview_of_Precision_Agriculture

[5] https://www.leyton.com/blog/?p=353-the-green-revolution-2-0-the-smart-way-to-feed-the-world

[6] http://www.dynamax.com/products/leaf-canopy-and-image-analysis/sapip-irt-infrared-leaf-temperature

[7] https://www.forbes.com/sites/jonathansalembaskin/2016/06/02/can-better-data-yield-better-crops/

[8] https://iotbusinessnews.com/2018/12/06/40898-libelium-releases-the-hive-to-connect-any-iot-device-with-the-main-worldwide-cloud-platforms/

[9] http://eg.ictinternational.com/?applications=remote-data

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