El aumento de la población mundial y los cambios en los hábitos alimentarios están incrementando la demanda de alimentos. Se presentan dificultades para mantener los niveles de producción, ya que los rendimientos de los cultivos se estabilizan en muchas regiones del mundo, la salud de los océanos se deteriora y los recursos naturales —como suelos, agua y biodiversidad— se están explotando al máximo.
Según el Banco Mundial, una de cada nueve personas sufre hambre crónica, y el 12,9% de la población en los países en desarrollo está desnutrida. La seguridad alimentaria es un desafío que se volverá cada vez más difícil de superar, dado que para 2050 el mundo necesitará producir aproximadamente un 70% más para alimentar a una población estimada de 9000 millones de personas. El monitoreo remoto de cultivos puede ser una gran solución para muchos agricultores.
El informe de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) sobre el impacto del cambio climático en la agricultura presenta un panorama preocupante.
Debido al calentamiento global, las sequías y las inundaciones, la disponibilidad de tierra cultivable y agua se volverá cada vez más escasa y de menor calidad. Esto afectará los rendimientos de los cultivos. Además, la FAO advierte sobre el incremento de plagas y enfermedades en las plantas, lo cual pondrá en riesgo la seguridad alimentaria en las regiones afectadas. Es por eso que a continuación les presentamos los beneficios y oportunidades del monitoreo remoto de cultivos.
Agricultura inteligente como solución
La agricultura inteligente, o prácticas agrícolas inteligentes, implica la utilización de tecnologías avanzadas y operaciones basadas en datos para optimizar y mejorar la sostenibilidad en la producción agrícola. Entre las tecnologías empleadas en la agricultura inteligente se encuentran la inteligencia artificial (IA), la automatización y el Internet de las cosas (IoT) (Gomstyn, 2023).
Es decir, según Agricultura Inteligente, este concepto se refiere al uso de herramientas tecnológicas que permiten a los productores obtener información actualizada 24/7 sobre las condiciones de sus cultivos y controlar remotamente diversos equipos agrícolas, con el objetivo principal de aumentar la cantidad y calidad de los productos agrícolas.
Estas herramientas generan y almacenan información valiosa en la nube, accesible instantáneamente desde cualquier dispositivo con conexión a internet, lo que facilita un mejor control general de la producción.
Algunos de los principales aspectos que se pueden monitorear y controlar son:
- Bitácora automática de riegos
- Parámetros del suelo
- Humedad
- Temperatura
- Salinidad
- Sistemas de riego
- Condiciones climáticas
- Bitácora de aplicación de agroquímicos y fertilizantes
- Bodegas refrigeradas
- Silos de almacenamiento de granos
- Historial de trabajos realizados y consumo de combustible de la maquinaria agrícola
La producción de alimentos agrícolas depende de diversos factores, siendo las condiciones ambientales fundamentales durante las temporadas de crecimiento de ciertas especies. Cultivar al aire libre obliga al agricultor a tener en cuenta estas temporadas, a estar alerta ante cambios climáticos y a combatir plagas y enfermedades debido a la constante exposición del cultivo.
Por lo tanto, disponer de un invernadero puede representar una ventaja competitiva en términos de producción. Según Guo et al. (2020), contar con un entorno controlado en un invernadero permite:
- Cultivar durante cualquier temporada por períodos más prolongados, garantizando la producción y la demanda alimentaria a lo largo de todo el año.
- Prevenir plagas y enfermedades, disminuyendo el uso de pesticidas y logrando una producción más limpia y de alta calidad.
- Fomentar la actividad metabólica de los cultivos, reduciendo el consumo de agua, suelo y fertilizantes.
Desde la inteligencia artificial generativa hasta la computación espacial y la ciberseguridad, estas son algunas tendencias que están marcando el futuro.
Implementación de equipos de monitoreo remoto de cultivos
El creciente uso de tecnologías de la industria 4.0, como drones, el Internet de las cosas (IoT) y la inteligencia artificial en la agricultura, motiva este trabajo para encontrar herramientas que faciliten su implementación por parte de pequeños agricultores, especialmente en cultivos bajo invernadero.
El IoT ha evolucionado rápidamente en los últimos años y ha mostrado su potencial en diversas áreas de la industria y en grandes cultivos. Los componentes de un sistema IoT incluyen hardware/dispositivos, protocolos de comunicación/mensajería e interfaces/servicios.
Los dispositivos, como los sensores inalámbricos, recogen información precisa y permiten la vigilancia constante de los cultivos a largas distancias. Las tecnologías de comunicación y servicios actuales permiten a los agricultores mantenerse informados sobre las condiciones de sus cosechas en cualquier momento y lugar.
Con la implementación de tecnologías de IoT y mejores estrategias de producción, además de reducir costos, se puede aumentar la productividad de la tierra. Por otro lado, la manera de implementar los elementos del IoT en el contexto de la agricultura inteligente difiere dependiendo de su aplicación y objetivos.
Caso de éxito Cidei
En una entrevista reciente, el gerente general de Coltein ltda, empresa colombiana que se dedica a la importación y comercialización de instrumentos de medición para ecofisiología y fisiología vegetal, así como para otras aplicaciones científicas y ambientales, conversó sobre la colaboración con Cidei en el marco de un proyecto cofinanciado por Minciencias en la convocatoria 901, en el que se desarrolló un sistema de monitoreo remoto de cultivos de invernadero, aplicable a todo tipo de cultivos.
En el competitivo mundo de la agricultura moderna, la eficiencia y la precisión son claves para el éxito. Cidei, Centro de Desarrollo Tecnológico reconocido por Minciencias, en alianza con Asesel y Coltein, se unieron para desarrollar una solución innovadora orientada al monitoreo de cultivos, con tecnología de comunicación LoRaWAN.
Dentro de la experiencia de Coltein, se ha identificado que los productores enfrentan un reto constante de recopilar datos precisos y confiables, que brinden información de valor sobre las condiciones ambientales, de suelo y de planta, dentro de sus invernaderos. La falta de información oportuna puede afectar negativamente el crecimiento, la calidad y el rendimiento de sus productos, lo que genera pérdidas económicas significativas.
Como solución, las tres empresas trabajaron para desarrollar un sistema de monitoreo remoto de cultivos basado en tecnología LoRaWAN, una red inalámbrica de largo alcance y bajo consumo de energía que está revolucionando el mundo del Internet de las cosas (IoT). Este sistema permite recopilar datos en tiempo real sobre temperatura, humedad relativa, luminosidad y otros parámetros críticos para el rendimiento de los cultivos.
Lo invitamos a leer otro caso de éxito de Cidei llamado:
Los beneficios del sistema de monitoreo remoto de cultivos
- Información precisa y en tiempo real: El sistema proporciona datos precisos y actualizados sobre las condiciones dentro del invernadero, permitiendo a los productores tomar decisiones informadas para optimizar su cultivo.
- Eficiencia mejorada: Al automatizar la recolección de datos, el sistema reduce significativamente la necesidad de trabajo manual, liberando tiempo y recursos para otras tareas importantes.
- Reducción de costos: La optimización del control ambiental y la prevención de enfermedades gracias a la información precisa reduce los costos operativos.
- Mayor productividad: El sistema contribuye a la toma de decisiones oportunas, en pro del crecimiento y calidad de los cultivos, aumentando la productividad y rentabilidad de los invernaderos.
El sistema ha sido desarrollado y validado en entorno real de operación, lo que brinda a Coltein nuevos conocimientos sobre una tecnología aplicable a sus líneas de productos y servicios, y a los productores agrícolas un potencial aliado para la mejora en su productividad.
Conclusión
El sistema desarrollado por Cidei y Coltein representa un avance significativo en la apropiación de nuevas tecnologías para el monitoreo remoto de cultivos. Esta solución innovadora demuestra el poder de la colaboración entre empresas y organizaciones del ecosistema de ciencia, tecnología e innovación, para crear productos con el potencial de transformar el sector agrícola e impactar otros sectores de la economía.
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