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La producción de alimentos ya no se entiende sin la digitalización

Manejo de Cultivos
Tecnología de Alimentos
Automatización y Robotización
La digitalización ya es un hecho en todos los eslabones de la cadena alimentaria española, y está contribuyendo de manera esencial a mejorar la eficiencia de los procesos y la calidad de los productos
Alimentos de calidad producidos de manera sostenible.


La digitalización es una herramienta para mejorar la competitividad en las explotaciones agrarias y en la industria alimentaria. Muchas de ellas, que se aplican en la actualidad a lo largo de la cadena alimentaria, tienen por objeto controlar los costes pero, a la vez, reducen las huellas ambientales o mejoran la eficiencia del uso de los recursos naturales. 

Una implantación de la que depende la competitividad

Todos los agentes del sector agroalimentario: agricultores, ganaderos o empresarios de la industria alimentaria; se enfrentan al mismo reto: mantener su actividad competitiva en el tiempo. Para ello es imprescindible vender los productos finales a un precio que supere los costes de producción

El coste de venta depende de la situación de mercado, pero también del valor que el producto aporta en la cadena, ya sea para el comercializador, el transformador o la distribución

Estos costes dependen en gran medida del precio que hay que pagar por los inputs, ya sean fertilizantes, piensos, materias primas, energía o combustibles. No obstante, también están asociados a la eficiencia en el proceso productivo, al control, y a la organización de los procesos o a las tecnologías.  

El cumplimiento de las exigencias que imponen las administraciones también supone, con frecuencia, un aumento de los costes.  

La digitalización, y la transformación digital, son un conjunto de herramientas que tienen, y van a seguir generando, un enorme impacto en la competitividad agroalimentaria

Abarcan desde la capacidad de equipar máquinas con componentes inteligentes hasta la capacidad de recopilar y analizar datos, cuya información puede permitir la creación conjunta de valor

Por tanto, todas las tecnologías que incorporan automatización, robotización y captura, almacenamiento y análisis de datos, para su utilización en el ámbito de la gestión económica y financiera de procesos productivos o tecnológicos de la comercialización y del marketing; cabrían dentro de esta definición.

En el contexto del modelo de producción de alimentos en Europa, ser competitivo es equivalente a ser sostenible, tanto en el ámbito económico, como en el social o en el ambiental. El primero, porque es requisito para mantener la actividad; el segundo y el tercero, porque la normativa aplicada en nuestros procesos productivos, tanto en el ámbito sociolaboral o del medioambiente lo requieren y, a veces, lo promueven. 

En este artículo vamos a describir, con ejemplos, la relación entre digitalización y sostenibilidad ambiental, mostrando como algunas prácticas desarrolladas en la agricultura, la ganadería y la industria conectan ambos retos. Y, además, mostraremos como no hemos hecho nada más que empezar en este campo. 

Digitalización y sostenibilidad ya conviven en la cadena alimentaria 

Muchas actividades de la cadena alimentaria se registran diariamente. Los datos de utilización de productos fitosanitarios o zoosanitarios, o de animales identificados, o de salidas de productos o de animales hacia almacenes o mataderos, o la puesta en el mercado de lotes de alimentos que salen de la industria y llegan a la distribución alimentaria; son la base de la trazabilidad sobre la que se fundamenta nuestro modelo de seguridad alimentaria.  

Se mantiene la información sobre los subproductos y residuos generados en todos los puntos de la cadena, para garantizar un uso adaptado a las exigencias normativas 

Hay muchos más ejemplos, entre lo que seleccionaremos algunos de la cadena. Una gran mayoría de las explotaciones agrícolas de regadío tienen programado su plan de riego

Partiendo de la información del cultivo, de la variedad y de la su evolución en las zonas agroclimáticas en las que se ha implantado, se establecen unas necesidades. Sobre esa base se introducen datos procedentes de los sistemas de predicción climática, o de los históricos de pluviometría, temperatura y humedad, así como datos de sensores de humedad del suelo. 

Las herramientas de apoyo a la toma de decisiones del regante recomiendan la dosis y el momento a aplicar el riego. Así, el objetivo es minimizar el uso del agua de riego o, lo que es lo mismo, reducir la huella hídrica del la fruta, de las hortalizas, del maíz o de los frutos secos. 

Las herramientas de apoyo al regante mejoran eficiencia del uso del agua

 

En todas las granjas en las que hay animales confinados encontramos, como mínimo, autómatas de control ambiental. Se basan en sensores de temperatura o de concentración de gases en el interior de las naves

El equipo pondrá en marcha el sistema de ventilación interior para extraer los gases y mantener una temperatura determinada en el interior de la instalación en función de lo que previamente hayamos programado. El objetivo es garantizar el bienestar animal pero, a la vez, conseguir la mayor eficiencia en el uso de la energía y controlar la emisión de gases como el amoníaco, entre los objetivos ambientales.

En los almacenes de confección de frutas y hortalizas se están incorporando, cada día con más frecuencia, sistemas de visión artificial que contribuyen al proceso de selección y clasificación de los frutos 

El resultado de esa clasificación es la agrupación por tipos y calibres, adaptándose a la demanda de los diferentes mercados y consumidores, así como eliminar como destrío aquellos productos que van a ser rechazados o que no van a tener una vida útil suficientemente larga. Dichos destríos se valorizan a través de diferentes estrategias bioeconómicas, contribuyendo e reducir el desperdicio alimentario

En estas, y en otras industria alimentarias de todo tipo, con frecuencia envasamos los productos dentro de envases estanco, con atmósferas modificadas. Para garantizar una vida útil larga, y evitar el deterioro del producto, se utilizan sistemas de verificación automatizada de un correcto termosellado, basado en cámaras de visión hiperespectral u otras tecnologías, que detectan fallos en el cierre separando los envases con problemas. 

Con ello estamos previniendo el desperdicio y mejorando la sostenibilidad, además de la calidad, la satisfacción del cliente, etc

Equipo detección de metales de una industria alimentaria.

 

La base de la transformación digital: conservar los datos

Para que funcione cualquiera de los equipos que hemos comentado, hemos de empezar por saber lo que ocurre en nuestro cultivo, nuestra granja o nuestro proceso productivo. Eso son datos. El proceso de captura de los datos se basa en la utilización de sensores y son la base para conocer lo que está ocurriendo en el entorno de un cultivo, una granja o una industria agroalimentaria. Son las herramientas para obtener información de lo que ocurre en la realidad.

Los sensores son instrumentos capaces de visibilizar una magnitud física. Un sensor adquiere un parámetro físico y lo convierte en una señal adecuada para su procesamiento (por ejemplo, óptica, eléctrica, mecánica). 

Además, son capaces de detectar diferentes fenómenos a través de diferentes estímulos. Hay de diversos tipos y tecnologías y evolucionan con enorme rapidez.

Moshou (2017) mostró un listado con todas las tipologías de sensores utilizables en la cadena de valor agroalimentaria. Son los siguientes: 

  • Sensores ópticos: hiperespectral, multiespectral, fluorescencia y detección térmica, aplicables en agricultura, ganadería e industria alimentaria.
  • Sensores para la determinación del estado sanitario de los cultivos
  • Sensores para fenotipado de cultivos, germinación, emergencia y determinación de las diferentes etapas de crecimiento de los cultivos. 
  • Sensores para detección de microorganismos y manejo de plagas
  • Sensores aéreos (UAV)
  • Sistemas multisensores, fusión de sensores. 
  • Detección y análisis de suelo no destructiva
  • Estimación y predicción de rendimiento
  • Detección e identificación de cultivos y malezas. 
  • Sensores para detección de frutas y otros alimentos. 
  • Sensores para la determinación de la calidad de la fruta y de otros alimentos 
  • Sensores para el control de malezas
  • Detección de componentes volátiles y narices y lenguas electrónicas. 
  • Sensores para posicionamiento, navegación y detección de obstáculos
  • Redes de sensores en agricultura, sensores portátiles e internet de las cosas
  • Sensores de baja energía, desechables y de recolección de energía en agricultura

Todos estos sensores capturan datos que, una vez convertidos en información, nos facilitarán tomar decisiones para mejorar la sostenibilidad de nuestros procesos productivos porque nos facilitarán: 

  • Reducir la utilización de insumos, ya sean agua, fertilizantes o energía para la misma cantidad de producto final; es decir, mejoraremos la eficiencia en una explotación agraria o en una industria alimentaria.  Lo mismo podemos decir en cuanto a la utilización de piensos o pastos, o forrajes. 
  • Detectar precozmente enfermedades o plagas, rediciendo el empleo de fitosanitarios o zoosanitarios o mejorando la calidad del producto final. 
  • Reducir los destríos o los subproductos, lo que, de nuevo, mejora la eficiencia. 
  • Optimizar los movimientos de productos o de flotas de vehículos, lo que supone una reducción de consumo energético o de combustibles. 
  • Controlar el conjunto de los procesos productivos, para optimizarlos y ganar en eficiencia. 

Las granjas están sometidos a sistemas de control ambiental.

 

Necesidad de seguir avanzando en el proceso de digitalización

Todos los datos que los sensores capturan en línea, y que se utilizan para tomar decisiones inmediatas, son susceptibles de ser almacenados para, posteriormente, analizarse de forma global en una explotación o en una empresa. También a nivel general en una cooperativa o en una plataforma de almacenamiento de datos

Una vez allí podrán ser utilizados para mejorar la eficiencia y la sostenibilidad de todos los procesos productivos. Volvamos a los ejemplos del riego, del control ambiental, del calibrado o del control de calidad: 

  • Los datos que han basado nuestra decisión de riego, acumulados para muchos agricultores, y relacionados con la productividad de las parcelas y la calidad de los productos finales, nos permitirá predecir el comportamiento de esos cultivos y variedades en función de la dosis de riego. Al final será la base para seguir ajustando las dosis en función de las condiciones meteorológicas y la experiencia de varias campañas. Reduciremos la huella hídrica
  • Los datos capturados por los sensores de temperatura o de presencia de gases en una o varias granjas los podremos acumular y comparar con los indicadores de bienestar o de calidad de las canales de los animales. De nuevo podremos desarrollar algoritmos para ajustar nuestros autómatas y conseguir un máxima eficiencia en el uso de la energía o para minimizar las emisiones de amoniaco.
  • Los datos de esas cámaras, que nos sirven para clasificar y hacer los destríos, los podemos analizar con los de aplicación de agua de riego o fertilizante para ajustar al máximo la utilización de insumos minimizando los destríos. 
  • En el caso de los fallos del termosellado de las bandejas o de los recipientes, cuando los datos sean analizados de forma conjunta en el tiempo y para varias referencias, podremos predecir lo que nos vaya a ocurrir con diferentes materias primas, proveedores, días de trabajo, etc. Todo ellos para reducir el desperdicio alimentario, etc. 

Las frutas y hortalizas se clasifican de forma automatizada.

 

Una conexión entre la digitalización y sostenibilidad: la producción de precisión

La agricultura, ganadería o industria de precisión es un nuevo concepto, aplicable a cualquier eslabón de la cadena de valor, que se basa en la utilización de tecnologías digitales para monitorizar y optimizar los procesos de producción. Propone el incremento de la calidad y cantidad de producto, mientras se reduce la utilización de inputs (agua, energía, fertilizantes, piensos, pesticidas, zoosanitarios, etc.). El objetivo es ahorrar costes, reducir el impacto ambiental y producir más y mejores alimentos
Veamos algunos ejemplos que ilustren el concepto:

En agricultura, cada día es más frecuente oír hablar de los sistemas de dosificación variable insumos y de equipos que la hacen posible. Ajustar la dosis significa mejorar eficiencia y reducir impactos, en especial la huella de carbono del producto final. 

Como señala el Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACYL), la dosificación variable de los fertilizantes, de los fitosanitarios y de la siembra, faculta la optimización de la producción agrícola 

Además, permite ajustar las dosis en función de la potencialidad del suelo, de los datos de cosecha del año anterior y del vigor del cultivo o de las plagas detectadas, observado a través de imágenes aéreas o de satélite. La información para tomar la decisión puede venir de diversas fuentes: los monitores de rendimiento de la cosechadora, analíticas de suelo e imágenes de satélite

En ganadería tampoco nos resulta extraño escuchar algo sobre la alimentación de precisión, en la que se ajustan los piensos a las necesidades de cada raza, estirpe o edad, o incluso la alimentación individualizada. En porcino, por ejemplo, en los alojamientos de cerdas en grupos, cada hembra recibe una cantidad de pienso ajustada a sus requerimientos

Igualmente, en engordes, empezamos a ver prácticas de raciones diferentes, tanto en cantidad como en composición, en función del peso y del ritmo de crecimientos de cada cerdo a nivel individual. De nuevo, estamos ante una ganancia en eficiencia que redunda en una reducción de emisiones de gases de efecto invernadero o de amoniaco

En la industria alimentaria, en los últimos años, es frecuente encontrar con empresas centradas en invertir en eficiencia energética, tanto en el aislamiento de naves como en el control de los sistemas de generación de calor, el rediseño de los sistemas de refrigeración y de las cámaras, compresores, válvulas de expansión, evaporadores, condensadores, motores, sistemas de iluminación, monitorización de consumos de energía o auditorias energéticas.  Todo ello, al margen de la incorporación de energías alternativas como placas fotovoltaicas para ganar en autoconsumo y reducir el coste, y las emisiones de gases de efecto invernadero. 

Además, en el conjunto de la cadena de valor agroalimentaria encontramos muchas empresas que empiezan a integrar datos, de manera automatizada, para hacer cálculos de huella de carbono o huella hídrica, incluso de análisis de ciclo de vida

Conclusión

La digitalización es una herramienta esencial para mejorar la competitividad en la producción de alimentos, en todos los eslabones de la cadena, porque permite mejorar eficiencias en el uso de los recursos. Esa eficiencia es clave para avanzar en la sostenibilidad ambiental de los alimentos.

Sin darnos cuenta, en la agricultura, la ganadería y la industria alimentaria estamos rodeados de herramientas digitales que nos ayudan en ese camino.   

La digitalización es una herramienta esencial para mejorar la competitividad en la producción de alimentos, en todos los eslabones de la cadena, porque permite mejorar eficiencias en el uso de los recursos. Esa eficiencia es esencial para avanzar en la sostenibilidad ambiental de los alimentos.

Sin darnos cuenta, en la agricultura, la ganadería y la industria alimentaria estamos rodeados de herramientas digitales que nos ayudan en ese camino.   


31 julio 2022
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