La IA entra en el invernadero y detecta el estrés hídrico antes que el ojo humano: así se preparan los agricultores de Elche

A los sensores que «escuchan» a las plantas y cámaras capaces de detectar enfermedades antes de que aparezcan síntomas visibles ahora se suman algoritmos que ajustan el riego en tiempo real y predicen lo que le pasará a un ejemplar. La inteligencia artificial está empezando a abrirse paso también en invernaderos como aliada clave del agricultor y el viverista en un sector muy dependiente del agua, de la climatología y de la capacidad de adaptación. A nivel general esta tecnología sigue en proceso de ensayo en parcelas experimentales, aunque el reto es que en el corto o medio plazo pueda extenderse a nivel comercial.

En esa fase de evaluación se encuentran precisamente investigadores de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche que están desarrollando sistemas para combatir algunos de los grandes desafíos de la agricultura mediterránea: el estrés hídrico. Uno de los estudios, que fue expuesto hace días en las jornadas ibéricas de horticultura organizadas por la Estación Experimental de Elche, ha sido liderado por el profesor Antonio Ruiz Canales, del Departamento de Ingeniería Agroforestal de la UMH. El estudio plantea una plataforma tecnológica basada en Internet de las Cosas (IoT) e IA para monitorizar cultivos ornamentales en tiempo real. El sistema integra redes de sensores distribuidos en viveros e invernaderos capaces de medir temperatura, humedad ambiental, radiación, concentración de CO₂, humedad del sustrato o parámetros relacionados con el riego y la fertirrigación.

Comunicación

Toda esa información se transmite mediante tecnologías de comunicación como 4G y LoRaWAN y es procesada posteriormente por modelos de IA entrenados para interpretar el estado de las plantas. Los resultados obtenidos en condiciones reales son especialmente relevantes en un contexto de escasez de agua, y es que los algoritmos alcanzan tasas superiores al 90% de éxito en la detección temprana de estrés vegetal y permiten reducir más de un 20% el consumo hídrico, unas mediciones que tienen menos de un 8% de margen de error.

Hay otras líneas como la del equipo en el que se encuentra el profesor Fernando Aragón Rodríguez, investigador de la Escuela Politécnica Superior de Orihuela (EPSO) y del instituto CIAGRO de la UMH, quien recuerda que muchos viveros ya disponen de automatización básica para regular ventilación, humedad o temperatura, pero el siguiente paso es conseguir instalaciones cada vez más autónomas, con lo que la inteligencia artificial permitirá trabajar con imágenes, sensores y datos ambientales para detectar problemas antes de que el ojo humano los vea. Se pueden incluso identificar alteraciones en la morfología de la planta derivadas de un mal riego o incluso anticipar plagas y enfermedades, traslada.

Expone que en algunos invernaderos más avanzados ya se utilizan cámaras instaladas sobre raíles en el techo que recorren las líneas de cultivo tomando imágenes RGB y de otras longitudes de onda. Ese material alimenta algoritmos capaces de reconocer patrones aparentemente invisibles. Eso sí, los investigadores admiten que la implantación todavía es limitada porque los equipos continúan siendo costosos y el sector avanza a distintas velocidades porque las empresas florícolas, por lo general, tienen un nivel intermedio de digitalización.

Sensores

Otra de las líneas de trabajo consiste en utilizar sensores que miden los compuestos que emiten las plantas cuando sufren estrés o son atacadas por patógenos, una información útil, que, cuando hay registrada una base de datos con todos los movimientos de la planta, permite a los técnicos disponer de señales de alerta temprana.

Un aspecto de gran utilidad para viveristas teniendo en cuenta que someter a las producciones a un estrés hídrico controlado es una herramienta que fortalece los ejemplares, de ahí que llevar la cuenta al milímetro de qué plantas se adaptan a esos cambios y cuáles no puede ser esencial en términos de rentabilidad para el sector. María Jesús Sánchez-Blanco, investigadora del Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura (CEBAS-CSIC), trasladó estos días ante viveristas que en un escenario de escasez de agua, agravado por el cambio climático, este déficit puede generar efectos beneficiosos si se aplica correctamente antes del trasplante, y citando ensayos en los que hay resultados llamativos, como en el caso de la adelfa. Se detectó que las plantas aclimatadas mediante riego deficitario alcanzaron un 30% más de supervivencia cuando dejaron atrás la maceta, e incluso se ha comprobado que a través de esta fórmula se llegan a obtener variedades más compactas, con floraciones más intensas y una mayor eficiencia en el uso del agua.

Genoma

El interés investigador sobre esta cuestión ha evolucionado y ha virado el punto de vista, ya que además de estudiarse la fisiología vegetal se tiene ahora mucho más en cuenta por los científicos el aspecto genómico y proteómico orientados a encontrar variedades más resistentes.

El sector viverista observa todos estos avances con expectación, aunque también con prudencia. José Manuel Gil García, presidente de la Asociación de Viveros de la Provincia de Alicante (VAME), considera que la IA puede convertirse en una herramienta «buenísima» para optimizar riego, abonado y controlar plagas, aunque recuerda que la realidad diaria de un vivero sigue dependiendo en gran medida de la experiencia humana.

En la actualidad, la mayor parte de explotaciones utilizan sistemas de riego por goteo localizado y fertirrigación con controles básicos de conductividad, pH y salinidad, pero monitorizar individualmente cada maceta requeriría sensores todavía demasiado costosos para muchas empresas. Aún y así, entienden que este salto tecnológico sería crucial ante un nuevo panorama con estaciones más inestables que obligan a que cada año se ajusten programadores, sistemas de riego y estrategias de cultivo, afirma el representante de un colectivo que sólo en la comarca epresenta el 10 % de firmas a nivel nacional con un centenar de viveros.

Cambio climático

Digamos que la adaptación al cambio climático se ha convertido en una prioridad para las empresas y que las lluvias de este último año son una especie de «espejismo» porque la necesidad de agua continúa presente, de ahí que el sector busque especies cada vez más resistentes, menos demandantes de recursos hídricos y mejor adaptadas al clima mediterráneo.

En este contexto, la IA aparece como clave para tomar decisiones más rápidas y precisas para anticiparse a problemas que hasta hace pocos años solo podían detectarse cuando la planta ya mostraba síntomas evidentes. Los investigadores confían en que la implantación será progresiva y dependerá de que los costes se reduzcan y los productores perciban un retorno económico claro. De momento, la estrategia pasa por trabajar con sistemas asequibles y escalables.

Cursos

Desde la Estación Experimental Agraria de Elche, dependiente de la Generalitat, también observan estos sistemas de algoritmos como una herramienta llamada a transformar el manejo agrícola. Julián Bartual, director de la entidad, espera en el corto plazo poder incluir este aprendizaje computacional en las parcelas experimentales y ya han incorporado cursos formativos relacionados, especialmente en cultivos como la uva de mesa, convencidos de que la digitalización cambiará rápidamente la forma de trabajar en el campo. «Con un móvil en poco tiempo podremos detectar muchísimas cosas de una planta», augura.

Bartual recuerda que en 2009 comenzaron proyectos europeos y nacionales sobre riego deficitario controlado en granado y que entonces las mediciones eran con cámaras de presión y procedimientos muy mecánicos. Ahora, en cambio, se incorporan sensores avanzados, drones y datos obtenidos vía satélite. El profesional expone que esta suma de sistemas no suplantará a los especialistas, «sino que donde antes hacíamos pruebas en una parcela ahora podremos hacerlo en veinte» porque el experto tendrá herramientas capaces de interpretar millones de datos y convertirlos en decisiones más afinadas, que, en resumen, se traduciría en una transferencia de conocimiento más útil para que la ponga en marcha el propio agricultor.

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