ENTÉRATE
Cultivos del futuro: agricultura inteligente e invernaderos del futuro
*Ángel David García-Tapia y José María Ponce-Ortega
Tecnologías como el big data, internet de las cosas (IoT), los sensores y los vehículos aéreos no tripulados (UAV) son ejemplos del futuro de la industria. La aplicación e integración de tecnologías de vanguardia en la agricultura, o «agricultura inteligente», impulsa la industria hacia una nueva revolución verde. Entre las herramientas más utilizadas en la agricultura inteligente se encuentran la robótica y los drones. La agricultura inteligente tiene un potencial real para proporcionar una producción agrícola más productiva y sostenible que se basará en un enfoque de uso más preciso y eficiente de los recursos.
La agricultura inteligente es un sistema de producción completo que utiliza desarrollos tecnológicos y procesos de toma de decisiones específicos para vincular todos los factores de producción, combinando conocimiento e investigación agrícola para optimizar el campo. Este enfoque se centra en tres áreas tecnológicas interrelacionadas:
Agricultura de precisión: Gestiona las variaciones espaciales y temporales para mejorar los resultados económicos, reduciendo los insumos y minimizando el impacto ambiental.
Automatización y robótica agrícola: Cubre la aplicación de tecnologías de robótica, control automatizado e inteligencia artificial en todos los niveles de la producción agrícola. Esto incluye el uso de robots agrícolas y drones. El principal objetivo de la agricultura inteligente, o de precisión, es maximizar la producción agrícola mediante una elección óptima de prácticas agrícolas, mejorar la protección del medioambiente mediante el uso de productos químicos y la utilización correcta de la maquinaria agrícola, así como optimizar las condiciones de trabajo del personal y aumentar la ganancia financiera.
Sistemas de información de gestión: Estos sistemas están diseñados para recopilar, procesar, almacenar y difundir información en la forma necesaria para llevar a cabo las tareas y actividades de una empresa agrícola.
¿Qué es un invernadero?
Es una estructura que protege las plantas y los vegetales del frío y de otras condiciones climáticas adversas. Los invernaderos están diseñados para controlar la temperatura, la humedad y otros factores ambientales, favoreciendo el desarrollo de los cultivos.
¿Qué son los invernaderos inteligentes?
Son instalaciones que crean el ambiente adecuado para el óptimo desarrollo de los cultivos de manera autónoma. Esto se logra mediante el uso de tecnologías como sensores, actuadores y sistemas de monitoreo integrados. Los sensores instalados dentro del invernadero miden diversas variables ambientales esenciales, tales como la temperatura, la humedad, la intensidad de radiación solar, los niveles de dióxido de carbono, entre otros. Estos datos permiten ajustar automáticamente las condiciones del invernadero, asegurando un entorno ideal para el crecimiento de las plantas. Los sistemas de monitoreo evalúan y ajustan estos parámetros en tiempo real, lo que maximiza la eficiencia y la productividad de los cultivos, al mismo tiempo que minimiza el uso de recursos.
Ventajas que ofrecen los invernaderos inteligentes
Mejores condiciones para cada etapa de crecimiento. Cada cultivo tiene diferentes requerimientos climáticos a lo largo de sus distintas etapas de crecimiento. Los sensores ambientales del invernadero inteligente pueden ajustar y mantener el ambiente óptimo para cada fase del desarrollo de las plantas, asegurando así que las condiciones sean siempre las mejores posibles para cada momento específico del ciclo de vida del cultivo. Esto incluye ajustes en la temperatura, la humedad, la luz y los niveles de dióxido de carbono.
Mejora en calidad y en producción. Las temperaturas extremas, ya sean muy altas o muy bajas, pueden afectar negativamente a las plantas. Los sistemas automatizados de un invernadero inteligente ofrecen protección fisiológica contra estos extremos, promoviendo un crecimiento más saludable y vigoroso del cultivo. Esto resulta en una mejora significativa tanto en la calidad como en la cantidad de la producción, permitiendo obtener productos de mejor calidad y de mejor aspecto.
Control sobre plagas y enfermedades. En el ambiente cerrado y controlado del invernadero, los sistemas automatizados pueden optimizar la aplicación de pesticidas y mejorar la eficiencia en la lucha contra enfermedades y plagas. Esto permite una respuesta más rápida y eficaz ante cualquier amenaza, reduciendo la incidencia de problemas con plagas y minimizando el uso de químicos, lo que también es beneficioso para el medioambiente.
Uso más eficiente de recursos. Un invernadero inteligente permite reducir significativamente el empleo de fertilizantes, agua y mano de obra. Estos sistemas optimizan la distribución de nutrientes y agua directamente a las raíces de las plantas, asegurando que se utilicen solo las cantidades necesarias, lo que también contribuye a una agricultura más sostenible.
Disminución de costos. El uso más eficiente de recursos se traduce en una reducción de la demanda de fertilizantes, agua y energía. Al minimizar estos insumos, los costos operativos del invernadero disminuyen, aumentando la rentabilidad de la producción. Además, la automatización reduce la necesidad de intervención manual constante, lo que también ayuda a bajar los gastos asociados a la mano de obra.
Mejor uso de la mano de obra. Con un mayor control sobre la operación, temperatura, ambiente y otros aspectos críticos del invernadero, es posible redistribuir a los empleados hacia áreas del negocio que requieran más atención. Esto permite aprovechar al personal, enfocándolos en tareas que realmente necesitan su intervención, mientras que las operaciones rutinarias y repetitivas son gestionadas por los sistemas automatizados.
Combinación de los invernaderos inteligentes con techo retráctil
Como la radiación solar varía considerablemente a lo largo del día y de una estación a otra, la principal ventaja del diseño retráctil es la capacidad de regular la cantidad de luz solar que llega a las plantas. El resultado es un aumento del crecimiento de las plantas, ya que la ventilación se puede controlar para reducir la temperatura. La ventilación también puede reducir la incidencia de enfermedades. Reducir la intensidad de la luz solar puede disminuir las necesidades de riego, puesto que las plantas y el suelo se mantienen más frescos.
Hay empresas que desarrollan una amplia gama de invernaderos de techo retráctil, ya que se ha demostrado que este tipo de invernaderos puede soportar todo tipo de climas, incluso huracanes, permitiendo que los agricultores no pierdan sus cosechas por el tipo de clima que azote sus cosechas.
La mejor forma de aprovechar las tecnologías del futuro en la agricultura será haciendo uso de invernaderos que cuenten con IoT, techos retráctiles y sensores. De esta forma, con el IoT se podrá monitorear los cultivos, el riego y la ventilación de los cultivos sin necesidad de estar en el campo; los techos retráctiles protegerán los cultivos de cualquier tipo de clima y plagas; con el uso de sensores se tendrá mayor información de las necesidades de los cultivos, permitiendo tener mayor control sobre la temperatura, la humedad, el pH y los nutrientes de la tierra.
La combinación de estas tecnologías avanzadas ofrecerá a los agricultores la posibilidad de lograr ahorros significativos en diversos recursos esenciales para la producción agrícola. En primer lugar, el uso eficiente de energía se traduce en una reducción de costos operativos y una menor huella de carbono. Además, la gestión del agua permite no solo ahorrar este recurso vital, sino también optimizar su utilización, asegurando que las plantas reciban la cantidad exacta que necesitan. De igual manera, la aplicación de fertilizantes de forma controlada minimiza el desperdicio y previene la contaminación del suelo y del agua. Asimismo, el uso de plaguicidas se verá optimizado, ya que las tecnologías inteligentes permitirán reducir la cantidad necesaria.
La integración de estas tecnologías transforma la agricultura haciéndola más eficiente, sostenible y rentable.
*Ángel David García-Tapia. Estudiante del Programa Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Michoacana de San Nicolás
de Hidalgo. Morelia, Michoacán.
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*José María Ponce-Ortega. Profesor e investigador, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo.
Morelia, Michoacán.
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Agroprecios. (2015). Invernaderos de techo plegable. Otra alternativa al invernadero tradicional. Agroprecios. https://www.agroprecios.com/noticias.php/noticias/2595-invernaderos-de-techo-plegable?len=1
Estrella. (2022). ¿Qué son los invernaderos inteligentes? Agrofacto. https://agrofacto.com/invernaderos-inteligentes/