iGUESS-MED (Innovative Greenhouse Support System in the Mediterranean Region: efficient fertigation and pest management through IoT based climate control) es un proyecto seleccionado y financiado por PRIMA (Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area Implementation Structure), iniciado en abril de 2020 y con una duración de 4 años. En él participan 9 socios, entidades públicas y privadas de 4 países de la cuenca mediterránea (Italia, España, Turquía y Túnez). Entre los socios está la italiana EVJA.
La coordinadora y responsable científica Alejandra Navarro García (CREA) explicó que el objetivo general del proyecto iGUESS-MED –en el que también participan el Consejo de Investigación y Análisis de Economía Agraria (CREA), la Universidad de Pisa (UNIPI), BIOPLANET, la Universidad de Almería (UAL), la Fundación CAJAMAR, el Grupo La Caña, el Centro Regional de Investigación en Horticultura y Agricultura Ecológica (CRRHAB) y la Universidad de Akdeniz– es apoyar la transición hacia invernaderos hortícolas mediterráneos innovadores, sostenibles y competitivos mediante el desarrollo, la validación y la transferencia de un sistema pionero de apoyo a la decisión (DSS) para invernaderos en la cuenca mediterránea.
Instalaciones de iGUESS-MED en la cuenca mediterránea
Antonio Affinito, ingeniero de la EVJA y director técnico de iGUESS-MED, explica que "el DSS proporcionará información sobre la evolución de muchos procesos biológicos y físicos que tienen lugar dentro de los invernaderos, como el desarrollo de plagas y enfermedades, el crecimiento de las plantas, la evapotranspiración, el contenido de agua del suelo, el estado nutricional y el clima. Los cultivadores pueden controlar fácilmente todos los procesos gracias a una WebApp específica optimizada para tablets y smartphones". Los procesos se compararán con unos valores de referencia, con el fin de alertar a los cultivadores en tiempo real sobre la necesidad de acciones correctivas (riego, aplicación de nutrientes, deshumidificación, aplicación de control biológico, etc.).
"En la actualidad, más del 70% de los agricultores poseen un smartphone y el sector agrícola se beneficia del uso de tecnologías de redes de sensores inalámbricos (WSN), que están en auge gracias al desarrollo tecnológico del Internet de las cosas (IoT). Este DSS ayudará a reducir el uso de insecticidas y fungicidas, de agua dulce y de lixiviados de nitrógeno, logrando beneficios reales para los trabajadores y los consumidores, mejorando las condiciones de trabajo, la salubridad de los cultivos y reduciendo el impacto medioambiental", explica Affinito.
"El nuevo iGUESS-MED se centrará en el OPI, el sistema de soporte de decisiones de próxima generación de EVJA, que integra las tecnologías del internet de las cosas, de los macrodatos y de la inteligencia artificial en una única plataforma en la nube. La plataforma del sistema está optimizada para el procesamiento de los datos adquiridos por los nodos sensores instalados en el campo y la posterior ejecución de algoritmos agroclimáticos avanzados y modelos predictivos innovadores desarrollados y calibrados para cultivos específicos".
Esquema de funcionamiento del DSS iGUESS-MED
Los controladores OPI de EVJA son dispositivos electrónicos robustos (rugged) e impermeables (waterproof), altamente resistentes a las duras condiciones de los entornos operativos agrícolas, y son totalmente autónomos tanto en términos de energía como de conectividad a internet. Estas características permiten instalar el sistema en cualquier tipo de entorno de producción, tanto en campo abierto como en invernaderos.
Los controladores OPI están, por tanto, optimizados para la gestión y la transmisión de los datos agroclimáticos adquiridos en el campo a partir de sensores instalados en las inmediaciones del cultivo, que controlan en tiempo real factores críticos como la humedad y la temperatura del aire, la radiación solar, la humedad de las hojas y el contenido de agua del suelo a diferentes profundidades.
Los datos recogidos se envían al sistema central remoto
Todos los parámetros recogidos sobre el terreno están georreferenciados gracias a la tecnología GPS integrada en los dispositivos, por lo que se correlacionan automáticamente con una posición geográfica concreta. La georreferenciación continua permite al DSS proporcionar información adicional, como la previsión meteorológica, la hora de salida y puesta del sol y la fase lunar, siempre actualizada con la posición geográfica del campo donde está instalada la unidad.
La plataforma de software creada por EVJA es una WebApp en la nube, accesible desde cualquier ordenador o smartphone conectado a internet, donde los datos recogidos son procesados por algoritmos agroclimáticos avanzados y modelos predictivos de fitopatologías y fisiopatologías específicas que pueden afectar al cultivo del tomate, mostrando al usuario diversos parámetros relacionados con el estado del cultivo.
Panel de control de OPI- iGUESS-MED
El DSS IGUESS-MED es una herramienta inteligente de análisis agroclimático, útil para tomar las mejores decisiones para la gestión de los cultivos (por ejemplo, la programación o los planes de siembra) en lo que respecta a las operaciones de campo (labranza, siembra, riego) y a la protección y nutrición de los cultivos (períodos óptimos para tratamientos específicos o fertilizaciones).
Los profesores Marisa Gallardo (UAL) y Luca Incrocci (UNIPI), principales responsables y diseñadores de los modelos utilizados en este proyecto para el desarrollo del DSS para el crecimiento vegetal, la evapotranspiración y el estado nutricional, explican que "para la optimización de las necesidades hídricas de las plantas y la gestión del riego de los cultivos hortícolas en invernadero, tanto con agua convencional como de baja calidad (salina), y para las estrategias de fertirrigación, se están desarrollando y probando modelos sencillos que pueden proporcionar recomendaciones de riego. El uso de modelos de crecimiento de biomasa basados en la suma térmica o en la interceptación de luz permitirá simular la eliminación de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg y S) tanto en la solución nutritiva para cultivos sin suelo como en cultivos en suelo".
Instalación de sensores climáticos en tomates cultivados sin suelo en Pontecagnano (Italia) (foto izquierda) y en suelo en Almería (España) (foto derecha)
"Los resultados obtenidos hasta ahora son muy prometedores y verán la luz en menos de un año. Los modelos de evapotranspiración que utilizan los parámetros climáticos medidos por las estaciones OPI, junto con algunos datos relativos al cultivo, se validaron con sensores de flujo de savia para estimar la transpiración de las plantas y con lisímetros en el interior de los invernaderos para calcular la evaporación", concluyen Gallardo e Incrocci.
Instalación de sensores de flujo de savia para la estimación de la transpiración en tomates cultivados al aire libre en Pescia, Italia (foto de la izquierda). Centro: detalle de lisímetros con tomates cultivados en suelo en Antalya (Turquía). Derecha: Lisímetros con tomates cultivados en suelo en Almería (España)
Las principales partes interesadas en iGUESS-MED son los agricultores y los agentes agrícolas, que persiguen mejorar la eficiencia de los recursos y la productividad, pero también mantener la alta calidad de los productos y respetar el medio ambiente. Participarán en el proyecto para probar localmente la eficacia del DSS en varias explotaciones piloto situadas en los distintos países mediterráneos que participan en el proyecto (Italia, España, Túnez y Turquía).