Sensores inteligentes para el cultivo de cítricos

• Los efectos del clima han afectado la producción de cítricos tanto en España como en otros países, caso de Marruecos. Esta reducción en la producción ha provocado un aumento en los precios de estos frutos.
• Las dos últimas campañas nacionales de cítricos han registrado un rendimiento muy inferior al de años anteriores debido a las condiciones climáticas extremas. Este escenario impulsa la búsqueda de soluciones innovadoras para enfrentar esta situación.
• Al adoptar tecnologías como sensores de humedad del suelo, sistemas de riego por goteo y controladores climáticos, los productores pueden mejorar el rendimiento, la calidad, la sostenibilidad y la resiliencia al cambio climático. 
• La adopción de estas innovaciones tiene el potencial de desempeñar un papel crucial en el futuro del cultivo de cítricos. Al suministrar la cantidad adecuada de agua en el momento oportuno, las plantaciones pueden maximizar tanto su producción como su rentabilidad.

Las últimas campañas de recolección de cítricos nacionales se han desarrollado a un ritmo más lento y con frutos de calibres más pequeños de lo habitual debido a los efectos de la sequía prolongada. Además, actualmente, se enfrenta a una fuerte competencia de los cítricos turcos, sudafricanos y egipcios, que están llegando a España con precios muy bajos.

Como consecuencia, las exportaciones de cítricos españoles se vieron afectadas, lo que repercute directamente en los precios del mercado doméstico. En particular, la disminución de las exportaciones durante la campaña 2022/2023 fue del 10,2 % en términos de toneladas en comparación con la campaña anterior.

En este contexto, en la agricultura moderna, la eficiencia y la sostenibilidad son fundamentales, y el uso de sensores inteligentes se ha convertido en un cambio decisivo para los huertos de cítricos. 

Con el aumento de la demanda mundial de cítricos, los productores se enfrentan el desafío de optimizar el uso del agua y maximizar el rendimiento

¿Cuál es la situación del mercado nacional de cítricos?

El valor de la producción de frutas y hortalizas en la UE-27 en 2022 superó los 82.880 millones de euros, un 16 % más que la media del periodo 2017-2021, continuando con la tendencia de crecimiento de los últimos años. 

España, con una producción valorada en 15.861 millones de euros en 2022, lideró la producción europea representando el 19 % del valor total de la UE-27. Esta cifra supera ligeramente a la de Italia, que representó el 18 % para el mismo periodo.

España ocupa el sexto lugar a escala mundial en producción de cítricos

La relevancia de este sector ha posicionado a España como el principal exportador mundial de cítricos frescos, abarcando el 25 % del total de las exportaciones globales.

Concretamente, la producción de cítricos en España ocupa un 31 % del total de la superficie destinada a la producción de frutas y hortalizas. En 2022, el área destinada a la producción de cítricos disminuyó ligeramente (menos del 1 %) en comparación con el año anterior, manteniéndose estable a lo largo de los años.

La producción de cítricos en España alcanzó las 5.730.773 toneladas en 2022, según informó el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación (MAPA), a pesar de las condiciones climáticas atípicas durante ese periodo. 

Las comunidades de Valencia, Andalucía y Murcia son las principales regiones productoras de cítricos en España, concentrando casi el 97 % de la producción nacional.

En Andalucía, la sequía del 2022 y las restricciones en el riego en el Valle del Guadalquivir han causado una notable disminución en los rendimientos. 

La producción de naranjas en la campaña 2022/2023 ha caído un 32 % respecto a la campaña anterior y un 24 % en comparación con la media histórica. 

En la Comunitat Valenciana y en la Región de Murcia sufrieron una disminución en la producción de un 15 % y un 18 % inferior a la media, respectivamente

Según el MAPA, la producción proyectada para la campaña 2023/2024 refleja los efectos de la sequía y las condiciones climáticas extremas de 2023, estimándose en 5.754.184 toneladas de cítricos. Aunque la previsión es ligeramente superior (0,4 %) a la campaña anterior, representa un 14,4 % por debajo de la media de los últimos cinco años.

Excepto por la campaña 2022-2023, la cosecha actual de cítricos se perfila como la más corta de los últimos once años.

Concretamente, en el caso de la producción de naranjas, se estima que alcance 2,643 millones de toneladas, lo que representa una disminución del 8,2 % en comparación con la campaña anterior y casi un 24 % (832.000 toneladas menos) por debajo de la media de las últimas cinco campañas.

Por otro lado, la producción de limones se recuperará tras los resultados muy bajos de la campaña anterior y alcanzará 1.167.444 toneladas, marcando un récord productivo. Se espera que esta producción aumente un 28 % en comparación con la campaña anterior y supere en un 13 % la media de los últimos cinco años.

La escasez de recursos hídricos y las restricciones al riego en ciertas regiones, junto con las altas temperaturas anómalas durante las fases de floración y cuajado del fruto, además de las olas de calor en etapas posteriores, han afectado negativamente los rendimientos de la campaña.

Este problema se agrava por el hecho de que el 90 % de la producción de frutas y hortalizas en España se realiza utilizando diversas formas de riego, las cuales se vieron afectadas por los eventos climáticos. 

En este contexto, la gestión eficiente de los recursos hídricos ofrece soluciones cruciales para los agricultores ante los escenarios climáticos atípicos que tienen la probabilidad de ser más frecuentes en el futuro. 

Riego inteligente

Los cítricos tienen una baja demanda de agua a lo largo de los ciclos productivos, sin embargo, el rendimiento y la calidad de los frutos se ven afectados directamente por la gestión adecuada del riego

Concretamente, se estima un consumo intermedio de agua entre 7,500 y 12,000 m³ por hectárea al año, con una producción promedio de entre 30 y 45 toneladas por hectárea (estos datos pueden variar según el tipo de frutal).

El riego inteligente es una tecnología de vanguardia que permite a los agricultores dedicados a los cultivos de cítricos optimizar el uso del agua, mejorar el rendimiento de los cultivos y reducir los costos operativos. 

Los sistemas de riego inteligentes utilizan sensores de humedad del suelo y datos meteorológicos para determinar la cantidad exacta de agua que necesita cada árbol. 

Este enfoque de riego de precisión garantiza que los árboles reciban la cantidad óptima de agua, evitando el riego excesivo o insuficiente.

Como resultado de la automatización, se elimina la necesidad de monitoreo y ajustes manuales, lo que reduce los costos laborales y permite a los trabajadores de las plantaciones enfocarse en otras tareas esenciales.

Los sistemas de riego inteligentes, equipados con algoritmos de IA (inteligencia artificial), permiten un control preciso y optimizado del agua, basándose en datos y condiciones ambientales en tiempo real.

Los algoritmos de aprendizaje automático (ML) son esenciales para el análisis predictivo en riego inteligente, así como para monitorear la salud de los árboles. Utilizando datos históricos y condiciones actuales, los modelos de ML pueden predecir las futuras necesidades de agua de los huertos de cítricos.

Por ejemplo, ante una ola de calor repentina, el sistema puede aumentar el suministro de agua para evitar el estrés en los árboles de cítricos. Esta adaptabilidad mejora la resiliencia y la salud general de los cultivos.

En concreto, estos sistemas se basan en tres soluciones:

- Sensores de humedad del suelo

Estos sensores se colocan estratégicamente en los huertos para proporcionar datos en tiempo real sobre la humedad del suelo a diferentes profundidades. Al medir el contenido volumétrico de agua y transmitir datos a un sistema de control central, los agricultores pueden ajustar los programas de riego con precisión, evitando tanto el riego excesivo como el insuficiente, y promoviendo un desarrollo de raíces más saludable.

- Sistemas de riego por goteo

El riego por goteo entrega agua directamente a la zona de las raíces de cada árbol, minimizando la pérdida de agua por evaporación y escorrentía. Este método asegura una distribución uniforme del agua, previene enfermedades, reduce el crecimiento de malezas y mantiene niveles constantes de humedad del suelo, lo que resulta en rendimientos más uniformes y una mayor comerciabilidad de los frutos.

- Controladores de riego basados en el clima

Estos sistemas avanzados utilizan datos meteorológicos en tiempo real para ajustar dinámicamente los programas de riego. Al incorporar factores ambientales como pronósticos de temperatura, humedad y precipitación, optimizan el uso del agua y minimizan los riesgos de riego excesivo o insuficiente. Este enfoque conserva el agua y reduce las enfermedades y la lixiviación de nutrientes en el suelo.

Casos de éxito

Cada vez hay más tipos de sensores disponibles en el mercado. A continuación, se detallarán casos de éxito relacionados con sensores, sistemas de riego y otras herramientas innovadoras que tienen el potencial de optimizar el cultivo de cítricos.

- I4fruit

La red de empresas italianas que forman parte del proyecto i4fruit ha desarrollado sensores inteligentes que ofrecen soluciones innovadoras para los cultivos de cítricos. 

La tecnología, creada por agricultores del sur de Italia, proporciona una barrera física para proteger los huertos de eventos climáticos extremos e incorpora tecnología de última generación.

En este contexto, la barrera física abarca diferentes tipos de terrenos y características geográficas, con distintos niveles de sombreado. Los sensores digitales, integrados en el sistema de protección 4.0 desarrollado para los huertos de limones, enfrentan tanto enfermedades potenciales como eventos climáticos adversos. Además, se realiza un monitoreo continuo del microclima del aire y del suelo.

La empresa de turismo rural Badiula de la región de Sicilia implementó este sistema en 2023. Durante el verano, tras el registro de temperaturas altísimas, los limonares sin cobertura física llegaron a perder hasta el 50 % de la cosecha, mientras que aquellos protegidos no experimentaron pérdidas significativas.

Las altas temperaturas causaron un retraso en el desarrollo vegetativo de los árboles. Sin embargo, la estrategia de la empresa fue suspender la irrigación durante 15 días, tras un análisis detallado de la situación, hasta identificar el momento más adecuado para reiniciar el riego. La recuperación de estos árboles se observó en los siguientes 3 o 4 días posteriores al riego.

- DeepDrop

DeepDrop es un sistema de riego por goteo subterráneo nacional que utiliza un dispositivo patentado para suministrar agua directamente a las raíces de las plantas de manera completamente automatizada. Los tipos de goteros se adaptan específicamente al tipo de cultivo y al suelo, y son compatibles para el cultivo de cítricos.

Este sistema de riego automático se integra fácilmente con la infraestructura existente, lo que simplifica su instalación. Debido a su eficiencia, reduce considerablemente el consumo de agua, hasta un 70 % en ciertos tipos de cultivos, al evitar pérdidas por evaporación y escorrentía. Además, previene inundaciones en terrenos arcillosos, fortalece las raíces y minimiza el crecimiento de malas hierbas en la superficie. 

Como ejemplo destacado, la implementación de este sistema en una finca de mangos ha demostrado un ahorro de agua de hasta el 50 %. Además, al mantener un nivel óptimo de humedad, ha mejorado la nutrición de las plantas, la aireación del suelo o sustrato, y ha reducido la incidencia de plagas y enfermedades.

- Linear Flat Pc

La empresa italiana Soaplast ofrece la solución Linear Flat PC, una línea de goteo con caudal compensado por presión. 

La línea de goteo en conformación plana está equipada con un sistema de doble goteo por emisor que compensa el caudal. Además, cuenta con diversos espesores adaptables a terrenos irregulares e incluso con depresiones. 

Adicionalmente, incluye versiones sin drenaje, que mantienen el agua en la tubería durante ciclos cortos y frecuentes, reduciendo así el desperdicio de agua y energía, o con sistema antisifón, que evita obstrucciones impidiendo la entrada de partículas extrañas, siendo apta para instalación subterránea.

Esta solución, además de estar adaptada para el cultivo de cítricos, también puede utilizarse en el cultivo de manzanas, peras, almendras, aceitunas, avellanas y setos, entre otros.

- GOINNOWATER

GOINNOWATER es un proyecto nacional supra autonómico financiado por el Programa Nacional de Desarrollo Rural (2014-2020). Su objetivo principal es optimizar la gestión hídrica y energética en sistemas de riego modernizados utilizados en explotaciones frutales, incluyendo los cultivos de cítricos.

El proyecto surgió para abordar una carencia identificada en España: promover el intercambio de datos entre cooperativas y comunidades de regantes, lo cual contribuye a mejorar la eficiencia en el uso de los recursos naturales. Este esfuerzo se realiza en un contexto exacerbado por el cambio climático y la escasez de precipitaciones.

En este contexto, los investigadores y empresas están explorando el uso de la tecnología para desarrollar un programa informático de código abierto. Este programa tendría la capacidad de calcular la eficiencia en el uso de los recursos naturales, basándose en diversos indicadores clave.

Si quieres saber más...

1. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/deepdrop-tecnologia-riego-adaptada-realidad-climatica 
2. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/regadio-seguridad-alimentaria-situacion-espana 
3. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/mercados/naranja-mandarina-2022-23-precios-no-compensan-menor-produccion-consumo 
4. Plataforma Tierra. https://www.plataformatierra.es/innovacion/nanoburbujas-oxigeno-innovacion--agua-riego-bsnature

Bibliografía

• Fernandéz Reyes, J., Casanova Lerma, L., & Egea Cegarra, G. (2017). Proyecto de diseño, plantación y puesta en riego por goteo de 29,57 ha de naranjos y construcción de una balsa de acumulación de agua en la finca “El Serafín” en el T.M. de La Rinconada, Sevilla. Depósito de Investigación Universidad de Sevilla. Disponible en: https://idus.us.es/bitstream/handle/11441/63903/PROYECTO_FIN_DE_GRADO_JAVIER_FERN%C3%81NDEZ_REYES_15_05_17.pdf