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El camino hacia la transformación digital en la agricultura

Manejo de Cultivos
Tecnología de Alimentos
Economía Agroalimentaria
En este artículo de fondo hacemos un recorrido por los principales hitos de la agroalimentación a lo largo de su historia, contextualizando causas y consecuencias, además de establecer los antecedentes que dan respuesta al actual proceso de revolución tecnológica
Un ingeniero monitoriza una finca.


En diferentes momentos de la historia, la innovación ha fomentado el incremento de la productividad agraria, impulsando a su vez el crecimiento demográfico. Pero en el siglo XXI la digitalización debe responder a un nuevo reto: producir más con menos para alimentar a una población creciente, sin sobrepasar la capacidad de carga del planeta.

 

 

La producción de alimentos ha sufrido grandes cambios a lo largo de la historia.

La innovación en este sector comenzó hace más de diez mil años. El paso del tiempo ha perfeccionado y ampliado el conocimiento agrícola, aunque su evolución ha permitido observar grandes hitos, conocidos como ‘Revoluciones Agrícolas’

El incremento de la productividad, asociada a la innovación del campo, ha marcado siempre el inicio y el final de estos periodos.

La innovación busca generar valor

Los primeros cambios tuvieron un carácter más orgánico, mientras que los últimos han estado marcados por la incorporación de fuentes de energía externas e insumos y, actualmente, de tecnologías informáticas para buscar la producción sostenible y resiliente

Sin embargo, en las dos últimas revoluciones, la consecuencia ha pasado a ser la causa. En las dos primeras (i.e., Revolución Neolítica y Revolución Inglesa), se logró un incremento exponencial de la población tras ascender la productividad con las innovaciones. 

En la Revolución Verde y en la actual Revolución Tecnológica se requieren innovaciones para dar respuesta a una expansión exponencial de la población. 

 

Figura 1. Evolución de la población mundial desde la primera Revolución Agrícola y previsión de crecimiento hasta el año 2050.

Fuente: elaboración propia a partir de Buzo-Sánchez y FAO. 

La génesis agrícola

La Revolución Neolítica desencadenó en un cambio socioeconómico, que permitió observar a las primeras sociedades sedentarias practicar una agricultura de subsistencia

Con ello se domesticaron los primeros recursos fitogenéticos, se crearon las primeras herramientas agrícolas y se implantaron las primeras técnicas de cultivo

El enarenado, uno de los precursores de la agricultura bajo invernaderos almeriense, y que fue descrita por Ibn Luyun en un tratado de agricultura durante el siglo XIV

A partir del siglo VIII se desarrolló una agricultura basada en el conocimiento, donde la expansión islámica introdujo sistemas sofisticados como la rotación de cultivos, nuevas técnicas de irrigación o la incorporación de cultivos basados en el entendimiento del campo a utilizar. 

Algunas de las técnicas utilizadas hoy en día en sistemas vanguardistas a escala mundial tienen origen en este periodo.

 

Un cambio energético 

La Revolución Inglesa trajo de la grandes cambios en los sistemas agrícolas. Algunos de los avances realizados en este periodo fueron: el vallado de los campos, la aparición del arado de hierro, mejoras en las rotaciones de cultivo, la mejora genética de animales y plantas, o nuevas formas de asociacionismo empresarial

Sin embargo, uno de los cambios fundamentales fue la introducción de nuevas fuentes de energía, en este caso fósiles.

Por primera vez, las actividades de trabajo del campo incorporaron una fuente de energía distinta a la humana o animal. Actividades como la labranza de los cultivos pasaron a realizarse con locomóviles.

La fuerza animal, utilizada durante siglos, pasó a relegarse a un segundo plano

El crecimiento de la población mundial adquirió una expansión exponencial. Con ello surgieron algunas teorías económicas y sociológicas, como el maltusianismo, que indicaba que la capacidad de producir alimentos aumentaba a un ritmo menor que la progresión demográfica, superándose, por tanto, la capacidad de carga.

La capacidad de carga biológica es un equilibrio entre la disponibilidad de hábitat y la cantidad de animales de una especie en particular que este hábitat puede soportar

La productividad del cereal aumentó un 240 % tras la revolución verde

La Revolución Verde marcó un antes y un después en la agricultura reciente. El conocimiento generado durante siglos, y la capacidad de crear valor de la época, terminaron por dar lugar a nuevas variedades de cultivos esenciales para la alimentación humana (ej. trigo, maíz y arroz), un aumento en el uso de agroquímicos (fertilizantes y fitosanitarios), la transformación al regadío de una gran área de cultivo y una expansión de la motorización y mecanización del campo.

 

Una ágil transición de poco más de 60 años

En la última década han surgido conceptos como la Agricultura 4.0, Ganadería 4.0 o Industria 4.0, que engloban a las nuevas tecnologías empleadas para la producción de alimentos. Esta última expresión se acuñó en la Feria Tecnológica de Hannover de 2013.

El objetivo de esta transición sigue siendo similar al pretendido desde la Revolución Verde: incrementar la capacidad de carga del planeta para alimentar a una población que llegará a los 9.700 millones de habitantes en 2050. Sin embargo, se busca también la producción sostenible

A priori, parecen ser términos que hacen referencia a tecnologías cuya génesis ha ocurrido hace unos pocos años. El léxico sí es reciente, pero la base teórica y su aplicación comenzaron hace varias décadas. 

El desarrollo del primer transistor se produjo en 1947. Desde entonces, la informática se ha expandido exponencialmente hasta llegar a los movimientos 4.0 en poco más de sesenta años. 

La velocidad de este proceso se duplica cada dos años, según la Ley de Moore, por un mejor desarrollo de la velocidad de procesador o la potencia del procesamiento.

 

Figura 1. Línea temporal de los principales descubrimientos que han facilitado la automatización de los procesos

Fuente: Observatorio de la Digitalización del Sector Agroalimentario

Para la economía, el inicio de la digitalización puede datarse a finales del siglo XX

La mejor difusión de la información ha catalizado la adopción de las innovaciones, modificando continuamente la forma de trabajar, de consumir y de comunicarnos. 

El surgimiento del internet dio paso al desarrollo de la web 2.0, medios sociales y la generalización del uso de los dispositivos móviles conectados.

La transformación digital es la adopción de las nuevas tecnologías para hacer frente a las nuevas reglas del mercado y relación con los clientes

Más con menos 

El desarrollo agrícola generado con la Revolución Inglesa o con la Revolución Verde expresó también externalidades negativas. 

Las malas prácticas llevadas a cabo por ciertos productores y la emisión de gases de efecto invernadero han concluido con la expresión de impactos medioambientales, que las Administraciones tratan de solventar con iniciativas medioambientalmente amigables.

El término sostenibilidad se ha incluido en todos los nuevos Planes de Acción, Estrategias, Directivas y Reglamentos propuestos por la Unión Europea, incluidos aquellos que afectan de manera específica al sector agroalimentario para cumplir con los acuerdos medioambientales reflejados en la Agenda 2030 de la ONU.

Esto está provocando una avalancha de cambios en la formas de producción y la económica circular se ha posicionado en el centro de ellas. Se basa en la reducción de los insumos, en la reutilización de los subproductos obtenidos y en el reciclaje de los residuos generados. 

En el sistema agroalimentario se han propuesto objetivos como reducir a la mitad el desperdicio de alimentos y el consumo de plaguicidas y antimicrobianos, además de bajar como mínimo el uso de fertilizantes en una quinta parte.

Las nuevas tecnologías se postulan como facilitadores para la transición verde y con ello se está originando una nueva revolución en el sistema agroalimentario

Supone un cambio radical en la forma de producción, que pasa de un sistema económico lineal basado en el consumo y el derroche de medios, a uno que trata de generar una mercancía similar o superior con la menor cantidad de recursos, a la vez que se respeta el medioambiente, disminuyendo los impactos generados sobre los ecosistemas. 

La innovación y el conocimiento se posicionan como dos pilares fundamentales para alcanzar este nuevo paradigma. 

La revolución digital de la alimentación 

El sistema agroalimentario suele caracterizarse de manera externa como un sector con aires inmovilistas y reticentes a la incorporación de tecnologías

Sin embargo, el sector incorpora continuamente las innovaciones tecnológicas generadas en campos vanguardistas, como la genética o bioquímica, para mejorar el conocimiento generado; combinándolas con técnicas ancestrales, o reformulándolas. 

Actualmente se añaden las tecnologías creadas desde campos como la informática o la electrónica

La penetración de la informática en el campo agrícola comenzó en la década de los cincuenta del siglo XX en EEUU y los países más desarrollados de Europa. La tecnología destinada a controlar la gestión contable o el control de los flujos internos se incorporó a la producción primaria de alimentos.

En la década siguiente, comenzaron a implantarse los ordenadores a ‘tiempo compartido’. Y en los años setenta del siglo XX aparecieron las primeras calculadoras programables, aunque con el surgimiento de los ‘microordenadores’ y ordenadores personales, se amplió la capacidad de cálculo y la programación de softwares para resolver los primeros problemas agronómicos.

El conocimiento pudo integrarse en dispositivos que facilitaban su consulta y permitían un mejor tratamiento y análisis de la información 

En los ochenta del siglo XX convivían tres sistemas de información distintos: programas predefinidos de tratamiento de datos (TPS), sistemas de información gerenciales (MIS) y sistemas de ayuda a la decisión (DSS). Estos últimos pueden considerarse como los antecedentes de las actuales inteligencias artificiales y aprendizajes automáticos.  

En España, la adopción de estas tecnologías se retrasó hasta la década de los ochenta. Los ingenieros agrónomos del territorio español tardaron un decenio en llegar a los niveles de EEUU en la tenencia de ordenadores para realizar su labor profesional. 

En 1984 existían 516 robots en España, cifra que fue alcanzada por Italia en 1982, por Francia en 1980 o por Suecia en 1979

En la industria, la adopción de esta tecnología se originó en la década de los años setenta del siglo XX con la incorporación de ordenadores y controladores programables; aunque la situación española desencadenó en una implantación tardía

La precisión en la producción de alimentos

Los agentes de la cadena de valor han tratado de realizar un manejo eficiente de su actividad, y lo han realizado a partir de su experiencia y su conocimiento directo con el entorno inmediato

La incorporación de tecnologías permite ampliar la capacidad de manejo de los recursos. Con ella se posibilita la recolección informática de datos (sensores ópticos, electrónicos, posicionamiento, etc.) sobre parámetros de interés (temperatura, humedad ambiental o edáfica, gases ambientales, alimento, nutrientes del suelo, etc.) para controlar el terreno, los cultivos, los animales o la transformación de productos alimentarios que permitan efectuar, a partir de su tratamiento con técnicas de análisis avanzado de datos en el momento, la automatización de las tareas, la aplicación adecuada de los insumos de aplicación (semillas, agua, fertilizantes, agroquímicos, aditivos, alimento animal, etc.) o controlar la calidad y seguridad alimentaria. 

En la producción primaria, la agricultura de precisión surgió a principios de los años noventa del siglo XX en EE. UU. En esta época se integraron al campo las primeras cosechadoras de cereales con sensores de rendimiento y geolocalización para generar mapas de cultivo en las grandes explotaciones agrícolas estadunidenses. Los primeros ensayos ocurrieron en 1991 en el Centro de Manejo Sitioespecífico de Cultivos de la Universidad de Purdue (Indiana).

En España, la tecnología aterrizó en esa misma década. Sin embargo, requirió de una adaptación a cultivos de alto rendimiento y menor superficie como frutales, remolacha azucarera o vid.

En cuanto a la industria, la precisión de las acciones comenzó desde la década de los setenta del siglo XX, tal y como se ha indicado con anterioridad. 

La proyección que ofreció J. Lowenberg-DeBoer para la adopción de las nuevas tecnologías refleja lo comentado hasta ahora, así como algunas de las barreras a las que se ha enfrentado y se enfrenta actualmente la transformación digital.

 

Figura 2. Proyección de J. Lowenberg-DeBoer sobre el progreso en la adopción de la agricultura de precisión (2001)

Fuente: Observatorio de la Digitalización del Sector Agroalimentario.

El incremento de la capacidad de los procesadores o el perfeccionamiento de técnicas novedosas, así como el análisis masivo de datos o la inteligencia artificial, ha permitido desarrollar herramientas digitales capaces de ajustar milimétricamente la dotación de insumos y actividades, como por ejemplo:

  • Demanda hídrica y nutritiva diaria de los vegetales.
  • Aplicación selectiva de agroquímicos, a nivel de planta. 
  • Ajuste de la ración alimenticia de los animales a través del peso individual de los animales. 
  • Control automatizado de las condiciones climáticas internas de las explotaciones. 
  • Detección de animales enfermos
  • Inspección de la calidad y seguridad alimentaria
  • Eficiencia energética
  • Vigilancia de los mercados agrícolas
  • Distribución de las necesidades laborales.
  • Identificación de las necesidades de los consumidores

En Plataforma Tierra ofrecemos una herramienta digital para calcular las necesidades hídricas y nutricionales de más de 100 cultivos. También monitorizamos de forma ininterrumpida la cotización de 53 productos a través de más de 650 indicadores.

Estos descubrimientos catalizan una adopción total de las nuevas tecnologías, la cual se está realizando en estos momentos. 

La aplicación de estas nuevas tecnologías permite descensos de hasta un 65 % en la dotación de agroquímicos, o de un 30 % en el uso de la energía

La revolución tecnológica en el sector agroalimentario ofrece un equilibrio en el sistema. Además, con ella, se integran los grandes principios de producción o insumos adquiridos en las anteriores Revoluciones Agrícolas (conocimiento, innovación y gestión de insumos) en las innovaciones recientes, para dar respuesta a las nuevas demandas sociales y normativas: una producción sostenible y resiliente. 

Figura 3. Integración de principios de la revolución tecnológica

La innovación y el conocimiento se posicionan como dos pilares fundamentales para enfrentarse a este nuevo paradigma. Al igual que ha ocurrido en las anteriores revoluciones agrícolas. Aunque la causa, al igual que en la Revolución Verde, es incrementar la capacidad de carga del planeta.

En esta revolución el objetivo es producir más alimentos de una forma sostenible, con menos insumos y medios de producción

La revolución tecnológica se postula como un agente facilitador de la transición verde, realizándose ambos cambios de manera simultánea, y siendo a la vez interdependientes. 

Las administraciones, observando su importancia, han realizado una inversión elevada en materia de digitalización, además de efectuar cambios normativos con el objetivo de reducir las barreras técnicas y legislativas asociadas a este movimiento. 

El conocimiento actual del estado de la transformación digital y de las necesidades de los agentes se posiciona como un agente facilitador de la digitalización. 

El tamaño del negocio y la oferta diversa de productos y servicios tecnológicos ofertados pueden actuar como barreras, provocando una transición heterogénea de las empresas agroalimentarias


14 julio 2022
Manejo de Cultivos
Tecnología de Alimentos
Economía Agroalimentaria
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