El Centro de Investigación y Desarrollo en Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (CINTEL) acaba de lanzar el estudio “Agricultura de Precisión: Monitoreo Inteligente con Sensores”, un documento que explora cómo tecnologías como el Internet de las Cosas (IoT), la inteligencia artificial y los drones están cambiando el modo de sembrar y cosechar en Colombia.

“La baja productividad por hectárea sigue siendo uno de los grandes problemas del agro nacional”, señala el informe. A pesar de que Colombia cuenta con tierras fértiles y clima diverso, su rendimiento agrícola está por debajo del promedio regional. ¿La razón? En gran parte, la poca incorporación de tecnología en los procesos productivos.

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El informe advierte que para alimentar a los casi 10.000 millones de personas que habitarán el planeta en 2050, será necesario aumentar la eficiencia del campo. Y ahí, los sensores juegan un papel clave. “Un sensor puede convertir variables físicas como la humedad o la temperatura en datos digitales, que luego se analizan para tomar decisiones más inteligentes”, explica CINTEL.

La instalación de estos sensores permite automatizar procesos como el riego, la fertilización y hasta la detección de enfermedades en las plantas. Los resultados muestran  que con cultivos más sanos,  hay menos desperdicio de recursos y mayor productividad. En algunos casos, el uso de sensores ha permitido reducir el consumo de agua hasta en un 40% y aumentar la producción en un 20%.

Además, la información recolectada se analiza con ayuda de inteligencia artificial, que permite predecir escenarios y responder con rapidez a los cambios en el clima o en el estado de las plantas. Por ejemplo, se pueden activar aspersores o calefactores automáticamente cuando baja la temperatura.

Pero esta transformación tecnológica no es automática ni está exenta de retos. Uno de los principales obstáculos es la conectividad en las zonas rurales. “La transmisión de datos en tiempo real requiere redes estables, algo que no siempre está disponible en el campo colombiano”, advierte el documento.

También está el tema del acceso a los dispositivos; aunque el precio de los sensores ha bajado en la última década —pasaron de costar más de 1.000 dólares a cerca de 100—, muchos pequeños agricultores aún no tienen cómo adquirirlos o no saben cómo usarlos.

Por eso, el informe insiste en la necesidad de acompañar esta transformación con procesos de capacitación. “La tecnología no debe quedarse en una caja”, dice el estudio. Hay que enseñar a leer los datos, a interpretarlos y, sobre todo, a confiar en ellos como una nueva forma de entender la tierra.

Más allá del aumento en el rendimiento, la agricultura de precisión también tiene un impacto ambiental positivo. Al aplicar fertilizantes solo cuando y donde se necesitan, se evita la contaminación del suelo y de los cuerpos de agua. El riego controlado reduce el uso del agua y las emisiones de gases de efecto invernadero también bajan.

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“El uso de tecnologías emergentes en el agro no es un lujo, es una necesidad”, concluye el informe de CINTEL. En un mundo con cada vez más bocas que alimentar y menos recursos naturales disponibles, la innovación puede ser la diferencia entre el hambre y la seguridad alimentaria.

El campo colombiano está empezando a conectarse. Y si bien aún falta camino por recorrer, los datos muestran que la tierra, cuando se escucha, puede producir mucho más y con menos.

Imagen: Generada con IA

Así como la inteligencia artificial (IA) está beneficiando a empresarios con la automatización de labores y a estudiantes con la resolución de tareas, también se está integrando a otras áreas como el sector agroindustrial del país. Sinnetic, fima colombiana de IA, investigación y análisis de datos, acaba de crear una IA que le permite al agricultor conocer el resultado productivo del ciclo de sus cultivos.

Algunos de los inconvenientes a los que se enfrentan los agricultores con sus cultivos es el no alcanzar las propiedades que exige la industria: papas que no sean dulces, melones jugosos, fresas rojas, etc. Esto muchas veces no se logra con los conocimientos del humano sobre el campo, pero ahora es trabajo fácil para la inteligencia artificial (IA) creada por Sinnetic.

El nuevo sistema, que aún no ha sido bautizado, permite al agricultor conocer la producción de su cultivo, basado en las decisiones, aplicaciones, dosis y demás cuidados que ha realizado sobre su cultivo.  De esta manera, los campesinos podrán vender mucho mejor sus cultivos, acatando las necesidades del mercado. 

¿Qué puede hacer la IA por el agricultor? 

Juan, un agricultor de papa, vende su producción a las grandes empresas que producen papas de paquete. Juan, a pesar de tener unas papas bellas, grandes y sin gusanos, está frustrado porque su producto tiene altos niveles de azúcar y el comprador no compra esa papa porque al fritarla se carameliza y se negrea. ¿Qué hago para que mi papa sea menos dulce? Se pregunta Juan.

Santiago, es un productor de melón, y pese a tener los más grandes y sanos, el nivel de azúcar de sus melones es muy bajo y en el mercado internacional no compran melones bajos en azúcar. ¿Cómo elevar el azúcar del melón? se cuestiona Santiago.

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Como Santiago y Juan, muchos agricultores ven como el precio de sus cosechas es penalizado por el comprador debido a que el producto final carece o excede alguna propiedad que no suele estar bajo su control.

La inteligencia artificial producida por SINNETIC, permite al agricultor simular cómo las labores, productos y dosis de agroquímicos, nutrición del cultivo, etc., impactan la producción y facilita la simulación de productividad y calidad de la cosecha.

Gabriel Contreras, consultor en machine learning de SINNETIC, señala: “estamos orgullosos de cómo nuestra IA puede transformar la producción de alimentos, optimizando la calidad y reduciendo el desperdicio. Esta tecnología no solo es capaz de mejorar la rentabilidad, sino ayudar a minimizar las pérdidas, haciendo la producción de alimentos más eficiente y sostenible”.

¿Cómo funciona?

El desarrollo de esta tecnología fue posible tras establecer paneles agrícolas que evalúan todo el ciclo de cultivo, explorando desde antes de la siembra hasta la cosecha ,aquellos blancos biológicos que amenazan el cultivo, aplicaciones, dosis, secuencias de trabajo etc.

En la actualidad, el algoritmo se ha desarrollado con base a pruebas en banano, melón y papa. La empresa se encuentra haciendo pruebas en arroz, caña y palma. Se espera en el mediano plazo poder orientar a los productores a tomar decisiones acertadas en sus cultivos vía simulación e inteligencia artificial.

¿Cómo acceder a esta tecnología?

En la actualidad, SINNETIC negocia con los principales productores, ingenieros, molinos y asociaciones de agricultores para hacer accesible la tecnología a gran escala en los cultivos donde ya está estandarizada.

Imagen: Prince Abid

Investigaciones previas han encontrado que el suelo lunar una serie de elementos vitales para el crecimiento de las plantas, lo que ha abrió la posibilidad de granjas de invernaderos en la Luna utilizando recursos de suelo propio. Esto, para ayudar a las bases tripuladas a sustentar la vida fuera de la Tierra.

Los astronautas no tendrían que cargar enormes cantidades de tierra o voluminosos sistemas hidropónicos desde nuestro planeta. Los microbios en cuestión han ayudado a que la Tierra sea más habitable a lo largo de miles de millones de años, y podrían hacer lo mismo, en menos escala, en suelo lunar.

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“La ventaja de cultivar plantas en la luna no se limita a proporcionar alimento a los astronautas que viven en la base lunar. También podría ayudar a refrescar el aire proporcionando oxígeno, purificar el agua e incluso proporcionar bienestar emocional”., explica a Space.com el autor principal del estudio, Yitong Xia, de la Universidad Agrícola de China en Beijing.

No obstante, experimentos realizados también han demostrado que el suelo lunar no es bueno para albergar cultivos. No sólo carece de compuestos de carbono y nitrógeno que son necesarios para el crecimiento de las plantas, sino que los elementos vitales que tiene, como el fósforo, están en su mayoría encerrados en compuestos insolubles que las plantas encuentran difíciles de absorber.

“Si cultivamos plantas directamente en el regolito lunar, su crecimiento sería limitado y morirían prematuramente”, afirmó Xia. Pero el nuevo estudio exploró métodos de hacer que el suelo lunar sea más fértil.

Se observó que los microbios de la Tierra que alterarn física y químicamente la roca dura para convertirla en suelo poroso y biológicamente activo, se puede utilizar en la Luna para liberar elementos insolubles. Esto resultaría mucho más fácil que transportar toneladas de fertilizantes.

Los investigadores probaron con el polvo volcánico chino, cuya composición era similar a las muestras recolectadas por la misión Apolo 14 en 1971. Corroboraron si cinco especies de bacterias podían convertir el fósforo insoluble en este suelo lunar simulado, en una forma soluble que las plantas pudieran usar.

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“Estas bacterias son especies comunes en los fertilizantes microbianos de la agricultura”, argumentó Xia. Los científicos mezclaron muestras de suelo lunar simulado con los microbios en un caldo azucarado durante 21 días.

Descubrieron que tres especies de bacterias duplicaban con creces la cantidad de fósforo soluble en 10 a 21 días.
Al parecer, los microbios ayudaron a acidificar el suelo, liberando el fósforo de los compuestos en el que estaba atrapado. Después cultivaron un pariente del tabaco conocido como benth en suelo lunar simulado, tratado con estas tres especies de bacterias durante 18 días.

Tras 24 días de crecimiento, los niveles de clorofila (el pigmento que ayuda a las plantas a recolectar energía de la luz) en estas plantas con bacterias vivas, alcanzaron aproximadamente el doble que los de las plantas cultivadas en suelo lunar simulado con bacterias muertas.

Así, las plantas cultivadas en suelo lunar simulado con las tres bacterias durante 18 días, tendían a tener tallos y raíces más largos después de seis días de crecimiento. También eran típicamente más pesadas y tenían grupos de hojas más anchos después de 24 días de crecimiento, en comparación con las plantas cultivadas en suelo lunar simulado con bacterias muertas.

En el futuro, a los científicos mezclarían estas bacterias con algas o compost, para ver cómo podría mejorar aún más el crecimiento de las plantas.

Imagen: Yitong Xia