En plena preocupació per la sequera i el cost de lenergia, un equip andalús ha posat sobre la taula una eina que permet saber quanta aigua necessita realment un cultiu cada dia i ajustar el reg en conseqüència, sense dependre tant de la intuïció o de calendaris fixos.
Es tracta d' AquaCrop-IoT, una plataforma intel·ligent de reg que combina imatges diàries de la parcel·la, dades meteorològiques i un model de simulació agronòmica per recomanar al pagès el reg òptim des del mòbil. Provada en una finca de blat a Còrdova, ha aconseguit retallar al voltant d'un 32% l'aigua aplicada sense minvar el rendiment del cultiu.
Una plataforma de reg diari pensada per al camp andalús
El desenvolupament d'AquaCrop-IoT neix d'un projecte finançat per la Conselleria dUniversitat, Recerca i Innovació de la Junta dAndalusia, amb la vista posada en fer més eficient l'ús de l'aigua de reg en un context de estrès hídric creixent a Espanya.
L'eina ha estat dissenyada per un grup del Departament d'Agronomia de la Universitat de Còrdova i de l' Institut d'Agricultura Sostenible (IAS-CSIC). El plantejament és senzill d'explicar, encara que tecnològicament complex: oferir recomanacions de reg diàries basades en dades reals del cultiu i del clima, accessibles des d'una aplicació web consultable a qualsevol dispositiu amb navegador.
D'aquesta manera, un productor pot entrar des del telèfon, tauleta o ordinador i veure quin volum d'aigua aplicar aquest dia, com està evolucionant la plantació o quin impacte tindria avançar o endarrerir un reg. La plataforma busca encaixar amb el ritme real d‟una explotació, on les decisions es prenen amb poc temps i moltes vegades amb informació incompleta.
L'objectiu de fons és doble: estalviar aigua i energia sense sacrificar la producció, i oferir una eina que sigui prou intuïtiva perquè qualsevol agricultor pugui integrar-la a la seva rutina sense necessitat de grans coneixements tècnics.
Bessó digital: la rèplica virtual que decideix el reg
El nucli d'AquaCrop-IoT es recolza en el concepte de bessó digital, una rèplica virtual de la parcel·la que intenta reflectir al detall l'estat del cultiu i el consum d'aigua a cada moment. A partir d´aquesta còpia digital, el sistema simula diferents escenaris de reg i proposa l´opció més eficient.
Com a base científica, la plataforma parteix de AquaCrop, el model de simulació desenvolupat per la Organització de les Nacions Unides per a l'Alimentació i l'Agricultura (FAO), àmpliament utilitzat per planificar estratègies de reg en cultius herbacis. Aquest model estima com respon el cultiu a diferents disponibilitats daigua, però va ser concebut originalment per a un ús més estàtic, no per actualitzar-se diàriament amb el que passa a la finca.
AquaCrop-IoT automatitza i amplia aquest model de la FAO, integrant-lo amb sensors físics e imatges en temps gairebé real. La idea és que el bessó digital no es quedi en una projecció teòrica, sinó que sigui corregit contínuament pel que passa sobre el terreny.
Tal com subratlla l'equip de l'IAS-CSIC, AquaCrop simplifica la realitat i no contempla de manera detallada processos com l'aparició de plagues, malalties o problemes de nutrició. Gràcies a la connexió amb càmeres i sensors, la plataforma permet que la pròpia evolució del cultiu corregeixi el model quan la planta no es comporta com s'esperava.
Imatges diàries, sensors i correcció automàtica de les recomanacions
A l'operativa de camp, una cambra convencional instal·lada a la finca s'encarrega de fer una imatge del cultiu cada dia. A partir d'aquesta fotografia, el sistema calcula automàticament la coberta vegetal, és a dir, quin percentatge del terra queda tapat per les fulles. Aquest indicador està estretament lligat al creixement del cultiu ia la seva transpiració.
Si la plataforma detecta, a partir de les imatges, que el desenvolupament s'alenteix o es desvia del que s'esperava, el pot atribuir a situacions de estrès hídric, presència de plagues o dèficit nutricional. Amb aquesta informació, el bessó digital es reajusta i les recomanacions de reg es modifiquen per evitar aportacions d'aigua que no es traduirien en més rendiment.
A més de les imatges, el sistema integra una estació meteorològica amb dotze sensors repartits a l'explotació. Entre altres paràmetres, registra la radiació solar, la temperatura de l'aire, la humitat relativa, la precipitació i la velocitat i la direcció del vent, variables clau per estimar l'evapotranspiració i el balanç hídric.
Al costat d'aquests mesuraments locals, la plataforma incorpora sèries històriques i previsions de l'Agència Estatal de Meteorologia (Aemet). Els pronòstics permeten anticipar episodis de pluja, onades de calor o canvis bruscos de temperatura, influint en les decisions de quan convé avançar, reduir o endarrerir un reg.
Segons detalla l'equip, tot aquest conjunt de dades alimenta el model AquaCrop i actualitza el bessó digital, que es transforma en una mena de tauler de control on l'agricultor pot veure imatges, gràfics i projeccions de l'evolució del cultiu sota diferents escenaris de reg.
Meteorologia, edge computing i accés web des de qualsevol dispositiu
Un dels punts crítics perquè una plataforma d'aquest tipus funcioni fora del laboratori és la connectivitat a la finca. Moltes explotacions agrícoles a Espanya, i especialment a zones rurals, tenen cobertura irregular, el que complica enviar contínuament grans volums de dades al núvol.
Per sortejar aquest problema, AquaCrop-IoT recorre a la computació a la vora (edge computing). En lloc de dependre d'una connexió permanent a Internet, el sistema processa les dades directament al propi terreny, En un petit servidor instal·lat a l'explotació, i només envia a la plataforma web la informació necessària per a la visualització i l'anàlisi.
Aquesta arquitectura redueix la vulnerabilitat davant de talls de xarxa i millora la robustesa del sistema, una cosa essencial quan es tracta de decisions diàries de reg. El pagès pot continuar utilitzant l'eina fins i tot si la connexió és intermitent o es produeixen caigudes puntuals.
La informació ja processada es bolca en una interfície web que busca ser clara i manejable. Des de qualsevol dispositiu amb navegador, s'accedeix a imatges actualitzades del cultiu, gràfics de variables clau i recomanacions de reg personalitzades, que s'ajusten automàticament a mesura que canvien les condicions.
Tal com resumeix l'investigador de la Universitat de Córdoba Francisco Puig, els agricultors porten anys consultant les prediccions climàtiques per gestionar-ne l'explotació; el que afegeix ara aquesta plataforma és una simulació dinàmica de l'evolució del cultiu i el reg aconsellat, amb l'objectiu de retallar el consum d'aigua i energia sense perjudicar la producció.
Assaig en blat dur a Còrdova: tres regs en comptes de quatre
Per validar el funcionament de la plataforma, l'equip va dur a terme una prova en un cultiu de blat dur sembrat a gener de 2023 en una explotació privada de la província de Córdoba. L'assaig va coincidir amb un any especialment sec, un context representatiu de la pressió hídrica que afronta bona part de l'agricultura a Andalusia.
Durant el cicle del cultiu, el bessó digital va anar corregint les previsions inicials del model AquaCrop en comprovar, per exemple, que la emergència de les plantes es va produir més tard del que s'havia estimat. Aquesta diferència temporal, aparentment menor, va tenir impacte al calendari de regs recomanat.
Si s'hagués seguit exclusivament el model estàtic, AquaCrop hauria suggerit quatre regs amb un volum total de 64,8 mil·límetres daigua aplicada. Tot i això, en considerar la informació procedent de les càmeres, els sensors i les previsions meteorològiques, AquaCrop-IoT va recomanar tres regs amb un total de 44,1 mm.
La comparació entre les dues estratègies es tradueix en un estalvi d'aproximadament el 32% de l'aigua utilitzada per a reg, sense registrar diferències apreciables al rendiment final del cultiu. En altres paraules, es va aplicar menys aigua i la collita es va mantenir al mateix nivell.
A més de l'ús d'aigua, la reducció en el nombre de regs va implicar una disminució del consum energètic associat a la posada en marxa dels sistemes de bombament. L'efecte, per tant, es va deixar notar tant al pla ambiental com al cost econòmic de la campanya.
Aplicació a altres cultius, costos i propers desenvolupaments
Tot i que el pilot es va centrar en blat dur, els investigadors insisteixen que el enfocament d'AquaCrop-IoT és traslladable a altres cultius herbacis, com a blat de moro o hortalisses, que responen de manera similar a les estratègies de reg basades en la relació entre creixement del dosser vegetal i disponibilitat d'aigua.
Un dels aspectes en què més èmfasi fa l'equip és el cost relativament baix d'implantació. Els dispositius utilitzats a l'assaig —principalment càmeres i el servidor de processament local— van suposar al voltant de 150 euros per càmera i menys de 200 euros per al servidor, unes xifres que, segons els autors, els fan viables per explotacions de mida mitjana.
L'arquitectura tècnica està plantejada per ser modular i escalable. El sistema està preparat per incorporar noves fonts d'informació, com a sensors d'humitat de sòl addicionals o imatges captades per drones, que permetrien obtenir una visió més detallada i flexible de l'estat de la parcel·la.
De cara al futur, els responsables del projecte treballen ja en la integració de la plataforma amb aplicacions mòbils que permetin al pagès fer una simple foto amb el seu telèfon i que el sistema pugui calibrar automàticament el creixement del cultiu a partir d'aquesta imatge, sense necessitat d'instal·lar-hi càmeres fixes.
En paraules de l'investigador de la UCO Juan Antonio Rodríguez-Díaz, el sector agrari es troba immers en una revolució tecnològica en què els sensors ja generen una gran quantitat de dades, però moltes vegades no s'integren en eines realment útils. L'aposta d'AquaCrop-IoT passa precisament per convertir aquesta allau d'informació en una plataforma pràctica que ajudi a prendre decisions de reg més ben fonamentades.
Tota aquesta feina situa AquaCrop-IoT com un exemple de digitalització aplicada al reg a Espanya, en un moment en què lestalvi daigua i energia és una prioritat per a les explotacions agrícoles. En integrar bessons digitals, imatges diàries, dades meteorològiques i computació a la vora en una sola eina accessible des del mòbil, la plataforma mostra que és possible reduir al voltant d'un terç l'aigua de reg recomanada mantenint la producció, una cosa especialment rellevant per a cultius herbacis a regions europees exposades a la sequera.
