¿Cómo podemos usar la tecnología para regenerar terrenos empobrecidos y aumentar los espacios para el cultivo?

Debido a los efectos del sobrecultivo y los eventos climáticos extremos, como las sequías, el viento o las inundaciones, es más urgente que nunca que la tecnología intervenga de un modo significativo en multitud de tierras empobrecidas y no cultivables por todo el mundo.

A fin de contribuir a la recuperación de la agricultura, hay que poner en marcha una amplia gama de cambios normativos, económicos y sociales, pero una pieza básica del puzle es la tecnología.

Los agricultores están integrando las imágenes por satélite, los drones, los sensores de tierra, la robótica y el análisis de datos con inteligencia Artificial (IA) o aprendizaje automático (AA) en procedimientos agrícolas regenerativos o «inteligentes». Con estas herramientas modernas, los agricultores pueden optimizar su trabajo, luchar contra el deterioro del suelo, aumentar las cosechas y mejorar la eficacia de sus recursos. Estos medios ofrecen un tipo de información a la que no era posible acceder en el pasado, y su uso puede ayudar a los agricultores a adoptar un papel proactivo en la previsión de los cambios futuros y en la adaptación a estos.

El aumento en los costes agrícolas y las limitaciones en el acceso a los recursos son siempre un desafío, pero las posibilidades que se abren ante el uso de la tecnología son enormes. La integración de los avances tecnológicos puede preparar el camino a una gestión sostenible del terreno y fomentar la resiliencia agrícola: un rayo de esperanza para un futuro mejor. En este artículo, analizaremos el potencial transformativo de la tecnología a la hora de revitalizar tierras degradadas; para ello, veremos algunas de las herramientas disponibles y estrategias potenciales.

Herramientas agrícolas inteligentes
Aunque se trata de un ámbito nuevo, el sector de la agricultura inteligente, que utiliza las tecnologías de detección, comunicación y análisis para mejorar la eficiencia, la productividad y la sostenibilidad de las técnicas de cultivo, ya está creciendo. Alcanzó un valor de 22 650 millones de dólares en 2023 y se espera que experimente una tasa de crecimiento anual compuesto (TCAC) del 13,7 % entre 2024 y 2030. [footnoteRef:2]

Ante los desafíos cada vez más grandes del sector, la agricultura inteligente se ha convertido en una iniciativa vital. Abarca una amplia gama de herramientas para aprovechar la tecnología más moderna y avanzada, y está revolucionando la manera de evaluar y mejorar el uso de las tierras, lo que resulta en procedimientos de cultivo más eficientes y sostenibles.

Imágenes por satélite
A pesar de estar físicamente muy lejos del terreno, las imágenes por satélite son uno de los instrumentos más transformadores de los que disponemos. Al supervisar extensas zonas de cultivo, cuya inspección suele ser muy compleja desde el suelo, estas imágenes ofrecen una perspectiva aérea de las tierras y nos permiten descubrir patrones ocultos de erosión, salud de la vegetación o uso del terreno. Esta información contribuye a impulsar medidas específicas para resolver la verdadera causa del problema.

La Agencia Espacial Europea (ESA) lleva mucho tiempo colaborando con la agricultura inteligente; por ejemplo, publican de forma regular y gratuita los datos registrados de sus satélites. Además de estas imágenes precisas, la misión «Humedad del Suelo y Salinidad de los Océanos» (SMOS, por sus siglas en inglés) de la ESA ofrece datos sobre el nivel de humedad en el suelo, algo que los agricultores pueden usar para planificar el riego y que les advierte sobre condiciones de sequía o de estrés hídrico.

Sensores de suelo
En lugar de las pruebas de laboratorio tradicionales sobre la condición del suelo, los sensores de suelo inteligentes aportan datos continuos y en tiempo real sobre el estado del terreno. Estos sensores monitorizan los niveles de humedad, el contenido de nutrientes y los niveles de pH, de modo que ofrecen una imagen detallada del estado del suelo y de su capacidad para dar soporte a la vida vegetal. En las tierras degradadas, la implantación de sensores como el MODBUS-RTU RS485 Soil Sensor de Seeed Studio (imagen 1) suministra datos inteligentes donde podemos ver los problemas subyacentes del suelo.

Los sensores de humedad y temperatura de Seeed Studio cuentan con un grado de clasificación IP68, así que se pueden dejar en el suelo durante largos periodos de tiempo (fuente: Mouser Electronics)

Los sensores combinan mediciones de humedad, temperatura y corriente eléctrica (opcional) en el suelo a fin de identificar problemas; esto aporta información inteligente y permite gestionar mejor los recursos, sobre todo, el agua.

Automatizaciones inteligentes
La automatización en la agricultura ha abierto la puerta a nuevas posibilidades relacionadas con la eficiencia y la precisión. Se pueden automatizar multitud de tareas, como el riego o la gestión de plagas, lo que contribuye a usar mejor los recursos y a aumentar la salud y la productividad de los cultivos.

Además, existen aplicaciones complementarias con las que es posible alcanzar mayores niveles de eficacia. Por ejemplo, los sistemas agrivoltaicos (imagen 2) emplean paneles solares móviles y automatizados para tapar o cubrir a animales y cosechas, lo que permite generar energía y proteger o mejorar las condiciones para el cultivo. 

Los componentes electrónicos más importantes de estas soluciones, como los microcontroladores y los módulos inalámbricos y de radiofrecuencia, están en continua evolución, algo que contribuirá a mejorar las aplicaciones y la eficacia de las automatizaciones, además de reducir el coste de la implementación.
Estrategias para mejorar las condiciones de cultivo
En la aplicación de medidas agrícolas regenerativas, es necesario definir algunos ámbitos importantes. El paso inicial consiste en determinar cuáles son los problemas específicos del suelo antes de establecer el uso que se le dará; es decir, si se usará para pasto, para el cultivo o para actividades recreativas.

A continuación, es esencial definir cuáles son los recursos disponibles, tanto económicos como físicos, para la viabilidad de la transformación prevista. Los esfuerzos por regenerar el suelo y las estrategias de renaturalización o «rewilding» han tenido un efecto considerable, pero aún hay limitaciones que debemos tener en cuenta.

Optimización del flujo del suelo
Las imágenes por satélite son un elemento esencial para regenerar el suelo, y se pueden usar tanto para hacer un seguimiento del progreso como para planificar el flujo del terreno. Las plantaciones y los bosques poco optimizados para la topografía del suelo pueden erosionarse y sufrir escurrimientos de agua con facilidad, de modo que la tierra pierde sus nutrientes. Las imágenes por satélite nos permiten reorganizar el suelo siguiendo el principio del diseño Keyline, [footnoteRef:4] que aporta muchas ventajas, especialmente, en pastos secos y montañosos. Se trata de un principio que identifica el flujo natural del agua y optimiza el suministro de agua y abono en consonancia con el movimiento natural gracias a un diseño en forma de terrazas de cultivo, lo que contribuye a evitar los escurrimientos y a reducir el uso de recursos.

En el informe «Case Studies: Regenerative Agriculture in Action» del Instituto Europeo de Innovación y Tecnología, se estudió el caso de una granja en Italia donde había una diferencia considerable de altura en distintas zonas del pasto: la zona baja llegaba a una altura de 1,8 m, mientras que en las lomas solo llegaba a 70 cm. Sin embargo, tras aplicar el diseño Keyline, no se observó ninguna diferencia notable. [

Pastoreo de precisión
Las imágenes por satélite también contribuyen a evaluar el impacto del ganado en el suelo, de modo que sea más fácil implementar procedimientos de pastoreo más precisos que minimicen el impacto medioambiental y mejoren el bienestar animal. Esto se puede integrar con soluciones de pastoreo inteligentes que incluyan módulos de posicionamiento de precisión y comunicación IdC. Como resultado, los agricultores pueden monitorizar de un modo más eficaz al ganado y aumentar su acceso a grandes zonas de pasto.

El módulo de posicionamiento u-blox MAX-M10 tiene un elevado nivel de detección y un consumo de tan solo 25 mW, así que la batería puede durar mucho tiempo. Este dispositivo se puede combinar con un módulo con Bluetooth®, como los módulos u-blox NORA-B1 Bluetooth 5.2, para lograr comunicación IdC en el ámbito local. Otra alternativa es una solución como el módulo de radiofrecuencia u-blox de la serie SARA-R4 (imagen), que dispone de posicionamiento por comunicación móvil LTE y por el sistema global de navegación por satélite (GNSS) en un solo módulo.

El u-blox SARA-R4 está disponible con un factor de forma en miniatura SARA LGA (26×16 mm y 96 pines) (fuente: Mouser Electronics)

La implantación de la inteligencia distribuida
A diferencia de lo que ocurre con los sistemas de umbrales fijos o regresiones lineales múltiples, un sistema de AA ofrece un mayor nivel de adaptabilidad, y puede seguir mejorando y autoajustándose a medida que dispone de más datos. Uno de estos sistemas es Edge Impulse: una solución independiente del hardware con la que es posible implementar una inteligencia descentralizada en la periferia, en lugar de en la nube. Gracias a esto, no es necesario disponer de conexión a Internet y se reduce el número de componentes con un gran consumo energético.

La tecnología Edge Impulse se ha implantado en distintos tipos de hardware, como la placa Edge Control de Arduino, a fin de diseñar sistemas de riego inteligentes con AA. El controlador de Arduino está diseñado especialmente para aplicaciones en el exterior, como el riego inteligente o la hidroponía, y dispone de dieciséis entradas para sensores hidrostáticos de nivel de agua, además de una batería de 12 V y 5 Ah que puede durar 34 meses. Cuenta con conexión Bluetooth para la comunicación en el ámbito local y se puede ampliar con módems 2G/3G/CatM1/NB-IdC, LoRa®, Sigfox y Wi-Fi® añadiendo placas Arduino MKR compatibles. En un caso práctico dirigido por Edge Impulse, se combinó el controlador Arduino con un conjunto de relés y sensores hidrostáticos para establecer un sistema de control y realimentación para el riego inteligente de cultivos, con el objetivo de maximizar el rendimiento de los cultivos, minimizar la degradación del suelo y reducir el volumen de agua malgastada.

Granjas resilientes
La regeneración inteligente del suelo consiste en una combinación de herramientas y estrategias para lograr que el suelo vuelva a un estado cosechable. En el suelo, soluciones como la desarrollada en el caso práctico de Edge Impulse permiten suministrar de forma controlada los recursos, como el agua y el abono, pero también aportan un complejo mecanismo de retroalimentación en el contexto de un proyecto aún mayor de regeneración.

Los sensores inteligentes son un punto de partida eficaz para identificar problemas importantes en la salud del suelo, pero forman parte de un marco más grande de mejoras continuas. El análisis visual, ya sea por observación directa o mediante imágenes por satélite, ayuda a los agricultores a detectar zonas concretas en las que la gestión del suelo y la distribución del agua, las plantas y el ganado podrían aportar resultados positivos. Tras estos procesos, mediante la recopilación de datos de los sensores de suelo y del riego inteligente en estos puntos, los agricultores pueden determinar el nivel adecuado de variables como el contenido de humedad óptimo o el pH para ese terreno en concreto.

Estos datos se pueden usar para desarrollar modelos predictivos más complejos, capaces de tener en cuenta condiciones climáticas futuras, el movimiento de animales y otros factores. A su vez, esto favorece una gestión meticulosa de los recursos para el terreno, de modo que se suministren cuando sea necesario, minimizando las pérdidas y mejorando la eficacia global.

Optimización del futuro
Por todo el mundo, la combinación de la tecnología más avanzada con la espectacular ética de trabajo del sector agrícola está teniendo ya un impacto considerable. Según el Boston Consulting Group (BCG), los procedimientos regenerativos pueden aumentar la rentabilidad de una granja entre un 70 y 120 %, además de reducir el uso de abonos en un 50 % y el uso de pesticidas en hasta un 75 %; todo ello, manteniendo o aumentando la productividad. [footnoteRef:7]

La agricultura inteligente nos permite trabajar más de cerca con la naturaleza, a fin de contrarrestar el impacto del sobrecultivo y de las condiciones climáticas extremas. Tecnologías como los sensores de suelo o las imágenes por satélite nos ayudan a comprender cuáles son los problemas en el terreno en zonas inmensas, de un modo que sería imposible con pruebas de laboratorio. Además, cuando estos equipos permanecen instalados, se pueden emplear para seguir gestionando el suministro de agua, pesticidas y abonos de un modo que se adapte a los cambios en el suelo y en las condiciones climáticas, algo que nos ayudará a cumplir con la demanda de alimentos en el futuro de un modo más eficaz.

Autor: Mark Patrick, director de contenido técnico, EMEA, Mouser Electronics