Agricultura inteligente para todos: cómo las pequeñas explotaciones pueden pensar a lo grande

El potencial es enorme: desde big data y sensores agrícolas hasta soluciones de software personalizadas, las tecnologías digitales pueden conservar recursos, mejorar el bienestar animal y reducir los costes de explotación. Las grandes explotaciones, tanto en Alemania como en el extranjero, se centran cada vez más en estas innovaciones, a menudo intensivas en capital. Sin embargo, las pequeñas y medianas explotaciones familiares, como las que a menudo se encuentran en Baden-Württemberg, corren el riesgo de quedar rezagadas por estos avances y dejar de ser competitivas en el futuro.

El proyecto "Cadenas de valor digitales para una agricultura sostenible a pequeña escala" (DiWenkLa) investigó durante cinco años cómo pueden beneficiarse también ellas del cambio digital. En un total de 14 subproyectos, los investigadores analizaron las oportunidades que la digitalización ofrece a las pequeñas empresas agrícolas.

"Las tecnologías digitales no sólo pueden reducir la carga de trabajo y estabilizar el rendimiento de las explotaciones. También ayudan a proteger el medio ambiente y la naturaleza, así como el bienestar de los animales, y a reducir el uso de pesticidas", subraya el Prof. Dr. Enno Bahrs, coordinador del proyecto y científico agrícola de la Universidad de Hohenheim.

"Para garantizar que las pequeñas explotaciones también puedan beneficiarse de ello, nuestro objetivo era mantener los costes de adquisición lo más bajos posible. Por eso utilizamos principalmente soluciones disponibles en el mercado y personalizamos algunas de ellas", prosigue el experto. "Desde nuestro punto de vista, también suele tener sentido que las explotaciones unan sus fuerzas -similar a una agrupación de maquinaria- cuando se trata de digitalización".

Por ejemplo, los drones de un proveedor de servicios encargado conjuntamente podrían utilizarse en diversos campos no sólo para detectar y combatir enfermedades, sino también para la vigilancia del riego o la detección precoz de incendios forestales. En general, toda una serie de aplicaciones son adecuadas para las explotaciones más pequeñas, por ejemplo en la cría de animales.

Más bienestar animal gracias a la digitalización

Cultivos sostenibles, piensos regionales, alimentos de alta calidad y un hábitat éticamente aceptable para los animales de granja: las exigencias de los consumidores en materia de bienestar animal y sostenibilidad son cada vez mayores y más complejas. Sin embargo, "el deseo generalizado de dar al ganado y a otros animales de granja más acceso a los pastos también tiene sus trampas", afirma la Prof. Dra. Eva Gallmann, del Centro de Tecnología Ganadera de la Universidad de Hohenheim.

"Las vacas de hoy en día son vacas de alto rendimiento que necesitan una alimentación adaptada a sus necesidades y rendimiento", explica la experta. "En el establo, los ganaderos controlan mucho mejor qué pienso comen los animales y en qué cantidad. Un suministro insuficiente provoca enfermedades y una menor producción de leche. Por el contrario, un suministro excesivo conlleva mayores costes económicos y un mayor impacto medioambiental, ya que parte de los nutrientes del pienso se excretan sin utilizar."

El compromiso personal de los ganaderos con sus animales sigue siendo esencial

Por eso es especialmente importante que los animales de pasto conozcan la cantidad y la calidad del forraje que comen. Sólo así pueden los ganaderos alimentar a los animales según sus necesidades. Por ejemplo, un instrumento que funciona con espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) puede utilizarse para hacer afirmaciones precisas sobre la calidad del forraje. "Hasta ahora, este aparato sólo se ha utilizado en el laboratorio; su uso en el campo es bastante nuevo", afirma el Prof. Dr. Gallmann.

Otro dispositivo de medición registra la altura de crecimiento y ayuda así a estimar cuánto y con qué rapidez vuelve a crecer la hierba en un pasto. Estos datos se introducen en una aplicación de planificación de raciones, con la que los ganaderos pueden planificar mejor la cantidad necesaria de alimento suplementario.

Sin embargo, hay algo que sigue siendo especialmente importante para el científico: "¡Ni siquiera la tecnología más moderna puede sustituir el compromiso personal de los ganaderos con sus animales!"

Protección eficaz de los cultivos con sensores ópticos en drones

El grupo de trabajo del Prof. Dr. Ralf Vögele, del Departamento de Fitopatología de la Universidad de Hohenheim, trabaja en el uso selectivo de productos fitosanitarios. Los investigadores estudian la forma de detectar lo antes posible las enfermedades en las hortalizas de campo e introducir a tiempo medidas para combatirlas.

A menudo se aplican al mismo tiempo en todo el campo diversos productos fitosanitarios contra enfermedades fúngicas y plagas. "Esto significa que se aplican más productos fitosanitarios de los necesarios", explica Christian Trautmann, estudiante de doctorado del grupo de trabajo. "Tendría más sentido aplicar fungicidas para prevenir enfermedades fúngicas de forma preventiva y en toda la superficie, pero solo aplicar pesticidas según sea necesario y en función de la infestación."

Los sensores ópticos de los drones pueden ayudar. Miden los reflejos alterados de la luz de las plantas infestadas de hongos o plagas en una fase temprana. La inteligencia artificial (IA) analiza los datos y permite utilizar agentes para combatir plagas de insectos o arañas rojas. Estos pueden aplicarse específicamente a las plantas infestadas con la ayuda de drones fumigadores.

Un reto especial: la IA sobre el terreno

"Pero aquí es también donde reside el reto", explica Christian Trautmann. "Esto se debe a que la IA tiene que ser entrenada individualmente para cada cultivo y cada patrón de daños para que pueda reconocer de forma fiable las plantas infestadas en condiciones prácticas. Para ello, miles de datos de entrenamiento deben ser analizados e interpretados primero por humanos."

Se trata de un gran esfuerzo, que probablemente merezca más la pena en el caso de cultivos especiales como frutas y hortalizas. Por un lado, los agricultores se ven amenazados por elevadas pérdidas en caso de malas cosechas; por otro, también ha aumentado la demanda de alimentos lo menos contaminados posible.

Robot inteligente para una siembra respetuosa con el suelo

La fuerza de la robótica también es evidente en el cultivo de hortalizas, donde la cantidad de mano de obra necesaria es elevada. El robot multifuncional Phoenix de la Universidad de Hohenheim ya ha demostrado su valía en diversos proyectos. En DiWenkLa, es un auténtico peso ligero que planta plantones de col a intervalos precisos sin compactar la tierra innecesariamente. Una IA supervisa todo el proceso y garantiza unos resultados óptimos.

El Dr. Nils Lüling, del Departamento de Inteligencia Artificial en Ingeniería Agrícola de la Universidad de Hohenheim, explica: "Nuestro objetivo era desarrollar una solución autónoma. Gracias a la supervisión basada en IA, la unidad de siembra puede mantener una calidad de trabajo constante, incluso en campos con condiciones de suelo variables, y reaccionar ante los errores."

El sur de la Selva Negra y la región de Stuttgart, modelos para otras regiones

Dos regiones de Baden-Württemberg sirvieron de campos experimentales: el sur de la Selva Negra y la región metropolitana de Stuttgart. Se eligieron porque son dos zonas representativas de la agricultura de Baden-Wurtemberg.

La región metropolitana de Stuttgart representa zonas que en el futuro se centrarán sobre todo en la producción de cultivos herbáceos y hortalizas de campo (col y lechuga), cereales, soja y otros cultivos. Además, aumentará la cría de caballos, que se utilizarán como ganado y animales de ocio. La ventaja de las regiones metropolitanas es que ya cuentan con estructuras digitales muy interconectadas.

Por el contrario, el sur de la Selva Negra refleja la situación de las regiones de baja montaña, algunas de ellas con fuertes pendientes. Estas regiones se caracterizan por tener muchos pastos, ganadería y estructuras digitales poco desarrolladas. La selección de estas dos regiones debería permitir transferir los resultados a otras regiones con estructuras similares.

ANTECEDENTES: DiWenkLa - Cadenas de valor digitales para una agricultura sostenible a pequeña escala

El eje principal de la investigación "Cadenas de valor digitales para una agricultura sostenible a pequeña escala" (DiWenkLa) fue un proyecto conjunto con un total de 14 subproyectos. Bajo la dirección del Prof. Dr. Enno Bahrs, del Departamento de Gestión de Empresas Agrícolas, participaron once departamentos de la Universidad de Hohenheim. El socio del proyecto fue la Universidad de Ciencias Aplicadas de Nürtingen-Geislingen (HfWU). Además de una veintena de empresas agrícolas, también participaron en el proyecto institutos estatales del Ministerio de Medio Rural y Protección del Consumidor de Baden-Württemberg y más de 35 socios del sector, como empresas industriales y de servicios.

El Ministerio Federal de Alimentación y Agricultura (BMEL) ha financiado el proyecto desde 2020 a través de la directriz de financiación "Campos experimentales para la digitalización en la agricultura" con una suma de alrededor de 3,3 millones de euros para la Universidad de Hohenheim. La financiación total ascendió a unos 5,5 millones de euros. El proyecto finalizó en febrero de 2025.