Introducción
En este Módulo aprenderá la elección y el uso de las tecnologías digitales del agua que apoyan un enfoque CSA destacando su función práctica.
9.1 Tecnologías digitales dentro de la perspectiva del Green Deal.9.2 Tipos de tecnologías digitales que apoyan el CSA
9.3 Impacto de las tecnologías digitales en el concepto y la práctica del CSA
9.4 Agricultura inteligente sostenible y transición digital9.5 Tecnologías digitales y buenas prácticas de la CSA
Se proporcionarán conocimientos previos y ejemplos a modo de enfoque práctico y adaptado que ponga en práctica las competencias necesarias para una elección y un uso racionales de las maquinarias, los equipos y la recopilación de datos con soporte digital de acuerdo con los principios y la actuación de la Agricultura Climáticamente Inteligente (CSA).
Impacto de las tecnologías digitales en el concepto y la práctica de la CSA
La pandemia de COVID-19 ha demostrado aún más la importancia de proporcionar a los usuarios de la educación y el trabajo sistemas de comunicación digital eficaces qude conocimientos. Los DSS, entendidos como herramientas de software disponibles en línea para gestionar decisiones y maquinaria y aperos controlados digitalmente, son fundamentales en este momento para dar un paso adelante hacia la Agricultura 4.0 en Europa. Significa colmar la brecha digital en las zonas rurales invirtiendo en banda ancha y dando a los agricultores la oportunidad de invertir en el futuro digital. La educación y la formación digital deben acompañar este proceso tecnológico implicando a los agricultores como al resto de la sociedad, especialmente a los jóvenes. En la próxima planificación 2021-2027 las instituciones de la UE han anunciado importantes cantidades de financiación centradas en una Agenda Digital, en su mayoría incluidas dentro del Programa Europa Digital (DEP) destinado a fortalecer una red de Centros Europeos de Innovación Digital (EDIH).
Recientes informes de análisis de las necesidades de formación (EIP-AGRI, New skills for digital farming, febrero de 2020) han demostrado que existe una creciente demanda de cursos en línea orientados a las competencias digitales, como en el caso de la agricultura inteligente, que puede ser el Internet de las Cosas (IoT) conectado a las buenas prácticas sobre el terreno y el uso de software que permite a los agricultores controlar el laboreo del suelo y la fertilización, los tratamientos de las enfermedades y plagas de los cultivos y el momento de la cosecha en función de las condiciones meteorológicas, del suelo y del crecimiento de las plantas para una agricultura más sostenible.
La alta especialización del cultivo de hortalizas en campo ha puesto de relieve la importancia de las soluciones tecnológicas más avanzadas correspondientes a las necesidades del agricultor para tratamientos fitosanitarios más sostenibles, eficaces y precisos. Las tecnologías digitales que mejoran la sostenibilidad y la eficacia de las actuaciones están disponibles en el mercado con la oferta de máquinas y equipos cada vez más automatizados y fáciles de usar interconectados a través de sistemas de red mediante el uso de aplicaciones en PC, Tablet o Smartphone.
Las tecnologías digitales basadas en la Agricultura de Precisión (AP) son estratégicas para la CSA, debido al alto nivel de especialización de los cultivos y a la tasa de mano de obra que se necesita actualmente, con los consiguientes riesgos potenciales para la salud derivados de la presencia humana, por ejemplo, durante el uso de pesticidas. El objetivo combinado de reducir los pesticidas y aumentar la seguridad laboral, alimentaria y medioambiental es posible si se basa en criterios de AP. Lo que los agricultores necesitan es la disponibilidad de banda ancha para utilizar todo el potencial de las tecnologías digitales, maquinaria, equipos y software fáciles de usar para la automatización de las fases de producción agrícola tanto como sea posible, costes razonables para una compra factible justificada por excelentes rendimientos y financiación disponible para inversiones en tecnologías digitales.
Estas condiciones están en consonancia con el nuevo Programa de la PAC 2021-2027, que establece que el 40 % del gasto de la PAC se dedicará a los objetivos del Pacto Verde y al fomento de las tecnologías digitales como medio para reducir el consumo de fuentes de energía, la huella de carbono, la contaminación por productos químicos y la degradación del suelo, así como con el Pacto Verde, que fija los objetivos de una nueva estrategia de la Unión Europea hacia una sociedad justa y próspera con una economía moderna, eficiente en el uso de los recursos y competitiva que reduzca las emisiones de gases de efecto invernadero y se convierta en la primera sociedad climáticamente neutra en 2050.
Tipos de tecnologías digitales al servicio de la CSA
Los estudios han demostrado que solo el 50% de la eficacia de los tratamientos está relacionada con los productos químicos, mientras que la parte restante está relacionada con la decisión de cuándo, qué y cómo tratar. La agricultura puede ser más eficiente y sostenible aplicando técnicas de sensores, drones y robótica en la optimización de la fertilización, el riego, los tratamientos y la consecución de una cobertura eficaz del suelo/planta, reduciendo el uso de productos químicos y ahorrando agua. El tractor sigue considerándose la opción de maquinaria más adecuada para los tratamientos de campo, ya que puede transportar un pulverizador que trate varias hileras al mismo tiempo. El control de los datos meteorológicos, del suelo y del cultivo puede ayudar a percibir el estado actual de la planta y decidir el tratamiento basándose en modelos predictivos basados en datos.
ISOBUS es actualmente el sistema más utilizado para programar y gestionar los equipos según el control de datos y adaptar los ajustes a las condiciones encontradas mediante la comprobación de la previsión meteorológica, el suelo, el cultivo, el riego y los datos del campo.
Los sensores ayudan no sólo a limitar, por ejemplo, el uso de fertilizantes o pesticidas, sino también a mantener un buen estado estructural del suelo, tan importante para mantener las capacidades de infiltración y aspecto fundamental de las Buenas Condiciones Agrícolas y Medioambientales (BCAM).
Del mismo modo, las buenas prácticas agronómicas que fomentan una rápida y completa cobertura del suelo, reducen la exposición de los suelos desnudos y el riesgo de taponamiento en suelos limosos.
Los cultivos necesitan una buena fertilidad del suelo y una cantidad correcta de agua en el suelo que se puede controlar mediante el uso de sensores, enviando datos a un software que los analiza, que son esenciales para tomar la decisión y mantener una cantidad equilibrada de humedad que podría inducir la proliferación de criptógamas.
La salud de las plantas es el requisito previo para una buena cosecha, y el control de los datos procedentes del campo y de la previsión meteorológica ayuda a limitar los excesos inútiles de riego y productos químicos.
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV), también denominados drones, pueden proporcionar toda la información de campo añadiendo datos adicionales a los proporcionados por los sensores de campo con una visión general sobre las malas hierbas y el posible desarrollo de patologías.
Los cultivos permanentes o estacionales a campo abierto incluyen muchas especies, con necesidades hídricas y sanitarias muy diferentes. El agua y el suelo son factores clave que hay que preservar de la contaminación que podría derivarse, por ejemplo, del uso incorrecto de productos químicos.
La Agricultura de Precisión (AP) puede proporcionar a los productores todo tipo de tecnologías digitales que combinen la calidad y la cantidad de la producción con las buenas prácticas agrícolas y las mejores condiciones medioambientales y de salud de los cultivos. La maquinaria agrícola, los tractores, los equipos y los sistemas de riego siguen siendo las principales herramientas agrícolas, pero más recientemente las tecnologías digitales están cambiando el escenario de la futura Agricultura Climáticamente Inteligente, basada en el Sistema de Apoyo a las Decisiones como elaboración de la recogida de datos del campo a través de sensores y drones.
Una mezcla de análisis del suelo, cartografía del rendimiento y sensores remotos puede contribuir a que el DSS optimice el riego y los tratamientos en el campo. Un suelo sano, rico en nutrientes y bien trabajado y regado adecuadamente con tecnologías de precisión que favorezcan la fertilidad, es una condición previa para potenciar los cultivos y limitar los pesticidas.
En el invernadero, en el centro de los sistemas de suministro de sensores y software se encuentra el Sistema de Ayuda a la Decisión (SAD), que permite aumentar la eficacia del análisis y, en consecuencia, la optimización de las decisiones que deben tomarse. Se trata de una herramienta completa de supervisión y control que garantiza la flexibilidad de la implantación gracias a la arquitectura modular personalizable en función de las necesidades específicas.
En función de la elección de los sensores y actuadores instalados, el DSS ofrece diversos servicios de gestión y fotografía de control del microclima del invernadero y detecta en tiempo real los datos termohigrométricos analizándolos y procesándolos e interviniendo automáticamente con alerta en casos concretos de riesgo para las plantas.
Los DSS son modulares, transmiten datos de forma inalámbrica, son fáciles de usar y disponen de autodiagnóstico de averías, además de gestionar el ahorro de energía y otros factores interconectados y hermanados.
Las tecnologías digitales desde la perspectiva del "Green Deal"
La intensificación sostenible (IS) es una vía trazada combinando productividad y sostenibilidad fijando un concepto adecuado a los objetivos tras 50 años de PAC (Comisión Europea, 2012) .
Este concepto ha sido desarrollado por los científicos como un aumento de la producción agrícola de manera sostenible (Buckwell, 2014) y como la sostenibilidad de la intensificación de cultivos (Bonari, 2014);
En los años posteriores este proceso se destaca como una nueva vía basada en el conocimiento: «La transición hacia la intensificación ecológica en la agricultura es un proceso intensivo en conocimiento que no debe percibirse como la promoción de viejas prácticas tradicionales» (Caron et al., 2014) y «El enfoque de la ‘intensificación sostenible‘ (IS) y la ‘agricultura climáticamente inteligente’ (CSA) son altamente complementarios» (Campbell, 2014).
La Agricultura Climáticamente Inteligente se identifica como un nuevo paradigma para el acceso a alimentos seguros, de alta calidad, sostenibles desde el punto de vista económico y medioambiental, nutritivos y de valor añadido diverso, con evaluación de la huella de carbono, la huella hídrica y la huella social, contribuyendo a una agricultura inteligente, que produzca «más con menos».
Todos estos conceptos y desarrollos aportan al mismo tiempo a los objetivos del Green Deal como condición para la nueva Política Agrícola Común, y a las tecnologías digitales como herramientas fundamentales.
El futuro de la agricultura se está forjando mediante la investigación, la innovación y el desarrollo de capacidades en el sector agroalimentario, que cuenta con el apoyo de varias iniciativas marco multifinancieras destinadas a conectar la sostenibilidad con la innovación, como Horizon Europe Cluster 6 y Digital Europe Programme.
Los dos Programas tienen por objeto, respectivamente:
Tecnologías digitales y buenas prácticas de CSA
La transición digital en la agricultura incluye todos aquellos procesos sociotecnológicos que acompañan a la introducción y el uso de las tecnologías digitales y conducen a cambios en las interacciones dentro del sistema agro-rural. Las implicaciones a largo plazo de la transición digital dependen de cómo se gestionen estos procesos.
Las tecnologías digitales y la conectividad ofrecen un enorme potencial. Pueden garantizar una producción agrícola y alimentaria más eficiente y sostenible y representan elementos clave para mejorar la calidad de vida y garantizar un desarrollo equilibrado en las zonas rurales. Sin embargo, la digitalización no garantiza por sí misma resultados positivos, ya que puede dar lugar a nuevos retos y vulnerabilidades. Por este motivo, el apoyo público debe gestionarse para orientar este proceso hacia el desarrollo de sistemas agroalimentarios sostenibles y comunidades rurales más fuertes, interconectadas y resilientes.
La transición digital tendrá lugar en un contexto en continuo cambio, caracterizado por numerosos retos derivados del cambio climático, la degradación medioambiental, la inestabilidad geopolítica, los cambios en los canales de suministro y la evolución de la demanda del mercado. Por eso necesitamos una agricultura y unas zonas rurales capaces de hacerles frente y preparadas para los cambios, además de capacidad de adaptación y mitigación.
Un estudio del JRC (Barabanova y Krzysztofowicz, Digital Transition: Long-term Implications for EU Farmers and Rural Communities , 2023) en estrecha colaboración con la DGAGRI busca una estrategia que aúne la interacción existente entre transición digital, políticas y resiliencia en el sector agrícola y las zonas rurales, centrándose en algunos posibles cambios ante la transformación.
El objetivo más amplio que están llamados a perseguir los procesos de transición digital incluye la capacidad de la agricultura y las zonas rurales para hacer frente a los choques y continuar por la senda de la transformación sistémica (resiliencia), la transición hacia modelos de producción más sostenibles (transición verde) , la capacidad de participar activamente en la sociedad mediante el uso de la tecnología digital (ciudadanía digital) y el bienestar de las personas, mejorando las condiciones de trabajo, el acceso a los servicios y las infraestructuras y reforzando los lazos sociales.
En este contexto, está claro que no es posible guiar la transición digital en la agricultura mediante programas diseñados en torno a la mesa, sino que es necesario implicar más profundamente al mundo agrícola en la elección de buenas prácticas en la introducción de tecnologías digitales capaces de combinar sostenibilidad, productividad y resiliencia del sector de la agricultura y las empresas alimentarias y de la cadena de suministro.
Agricultura inteligente sostenible y transición digital
La agrofotovoltaica, también conocida como agrivoltaica y agri-pv, consiste en la producción de energía renovable en terrenos agrícolas, sin consumir suelo y sin restar espacios productivos a la agricultura y la ganadería.
Se prevé el uso de paneles solares que, por sus características técnicas y físicas, permiten realizar labores agrícolas y de pastoreo de animales, respetando y fomentando las distintas actividades.
De hecho, los módulos fotovoltaicos se instalan a una altura del suelo que permite realizar cómodamente las prácticas de cultivo habituales, al tiempo que se reduce la demanda de agua y el estrés térmico de los cultivos gracias a la protección y el sombreado que ofrecen los paneles.
Hablando de tipos de paneles solares, se instalan sobre todo en zonas rurales con alturas y geometrías que permiten realizar las actividades agrícolas y ganaderas habituales por debajo y entre las superficies. El sistema agro-pv también encuentra aplicación en diversos contextos:
- cuencas hidrográficas;
- zonas marginales, abandonadas o degradadas;
- edificios y construcciones rurales de uso instrumental.
Este innovador tipo de sistema fotovoltaico también encuentra espacio en el contexto de las comunidades energéticas, con beneficios relevantes, como:
- preservación de las tierras para uso agrícola y ganadero;
- función de apoyo a las plantas;
- regulación del agua de lluvia;
- la sombra generada por los paneles solares, que, como ya se ha dicho, reduce la demanda de agua y el estrés térmico de los cultivos;
- protección de los cultivos contra el granizo, el mal tiempo, las precipitaciones y las condiciones climáticas extremas.
Por otro lado, el impacto paisajístico de los paneles agrovoltaicos debería evaluarse y no permitirse en zonas naturales protegidas ni en paisajes culturales significativos.
Una nueva frontera para reducir los productos químicos y contribuir a este objetivo estratégico del Green Deal, la constituye el uso experimental de rayos ultravioleta (UV) eficaces contra algunas criptógamas. Los efectos germicidas de la radiación UV sobre los patógenos son bien conocidos en la literatura (Allen et al. 1998, Caldwell et al. 1999, etc.). En particular, la UV-B (espectro de longitud de onda entre 280 nm y 315 nm) es eficaz para matar bacterias y hongos, mientras que la UV-C (espectro de longitud de onda entre 100 nm y 279 nm) también es eficaz para reducir los virus, en adicción a las bacterias y los hongos.
Los primeros experimentos sobre el uso de la radiación UV para inhibir algunas patologías de las plantas, principalmente en el oídio de la vid (Uncinula necator), se llevaron a cabo en EE.UU. desde 1990, basándose en ensayos prometedores (Michaloski, A.J. 1991), pero las dosis necesarias para suprimir la vid también dañaban inaceptablemente el follaje (David M. Gadoury et al., 1992). En 2010, una investigación llevada a cabo en Noruega demostró que, aplicando UV por la noche, se podían utilizar dosis mucho más bajas para suprimir los patógenos (Suthaparan, A., Stensvand, A. et al. 2012), lo que resolvía el problema de los daños a las plantas con las altas dosis de UV necesarias para las aplicaciones diurnas.
El uso combinado de radiación UV y tratamientos foliares basados en prácticas de agricultura de conservación puede establecer un modelo que disminuya el uso de productos químicos, el agotamiento del suelo y las emisiones de GEI y aumente la productividad, la calidad y la sostenibilidad.
Conclusiones
Las tecnologías digitales están estrechamente vinculadas a la posibilidad de reducir el uso de productos químicos, las emisiones de gases de efecto invernadero y el riego, al tiempo que pueden aumentar la productividad de los cultivos y la competitividad de las explotaciones.
Al mismo tiempo, la investigación avanza para contrarrestar los efectos del cambio climático e ir más allá de la mitigación y adaptación de los cultivos, buscando alternativas de producción más sostenibles y resistentes.
Por tanto, es necesario buscar un uso generalizado y viable de las tecnologías digitales para las pequeñas y medianas explotaciones, generalizando y haciendo más accesibles las maquinarias y equipos inteligentes y los sistemas de apoyo a la toma de decisiones.
Cuestionario
Asignación
- Describa qué se pretende con la agrobiotecnología.
- Explique la importancia del uso de tecnologías digitales en términos de:
- reducción de productos químicos
- ahorro de energía y agua
- disminución de las emisiones de gases y la huella de carbono
- mejora de la productividad agrícola
Referencias
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Artale, V., Calmanti, S., Carillo, A., Dell’Aquila, A., Herrmann, M., Pisacane, G., Ruti, P.M., Sannino, G., Struglia, M.V., Giorgi, F., Bi, X., Pal, J.S., Rauscher, S., 2010: An atmosphere-ocean regional climate model for the Mediterranean area: Evaluación de una simulación climática actual. Dinámica climática, 35 (5), pp. 721-740. ISSN: 09307575 ec-earth.org
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IPCC, 2019: Rapporto Speciale Cambiamento Climatico e Suolo Special Report Climate Change and Land – ipcc.ch/rccl
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