Al propietario de un invernadero holandés, Frank van Kleef, no le sorprende que un invernadero impulsado por inteligencia artificial supere a un productor holandés tradicional; al fin y al cabo, por algo dejó su propia empresa de invernaderos para unirse a la empresa británica-holandesa Optimal, pionera en el cultivo en invernaderos impulsado por inteligencia artificial. En su invernadero a escala comercial de Westdorpe, el sistema de Optimal ya está logrando mayores rendimientos y niveles Brix, a la vez que ahorra energía y reduce las emisiones de CO₂. "El ordenador siempre es coherente en sus decisiones", explica Frank.
Frank van Kleef y Dave Hunter.
"No hay suficientes productores cualificados disponibles para dar servicio a los invernaderos que se están construyendo en todo el mundo", dice el fundador y director general de Optimal, Dave Hunter. "Es necesario abordar este problema si queremos que el sector de los invernaderos se expanda. Todos los invernaderos del mundo necesitan conocimientos operativos, resultados coherentes y una forma eficaz de gestionar sus instalaciones. Si esto se puede hacer a escala, entonces los invernaderos prosperarán a nivel mundial y se convertirán en un factor fundamental para la seguridad alimentaria de la humanidad frente al cambio climático".
Aprovechar la experiencia de los agricultores
Para conocer mejor el sector y los retos a los que se enfrenta, Dave unió fuerzas con Frank van Kleef. Frank ha sido uno de los propietarios de Royal Pride, que se convirtió en una de las principales empresas de invernaderos del mundo, y explota 70 hectáreas de tomates y pepinos. Ahora se dedica a tiempo completo a desarrollar el sistema Optimal y participa activamente en el invernadero de demostración de Westdorpe. El papel de Frank no es el de un productor tradicional, sino más bien el de un supervisor que evalúa los procesos y los resultados en términos de volumen y calidad. Lo hace meticulosamente, ya que los productos del invernadero se venden a través de su empresa, Boeregoed.
Sistema de control predictivo
Combinando los conocimientos de Frank con la IA, el equipo de Optimal desarrolló primero un sistema de control predictivo. Un gemelo digital del invernadero se actualiza continuamente con información en tiempo real y previsiones meteorológicas. Mediante un avanzado software de optimización, los aportes al invernadero se vuelven a planificar cada minuto (por ejemplo, las temperaturas de las tuberías de calefacción y las posiciones de los conductos de ventilación). A continuación, Optimal aplica estos aportes al invernadero a través de una interfaz con el ordenador de proceso. Dave explica: "Podemos predecir el impacto total de las decisiones antes de que se tomen y anticipar los efectos de los cambios meteorológicos de una forma que ningún productor humano puede hacer".
El sistema de control predictivo de Optimal utiliza un gemelo digital para optimizar los aportes al invernadero cada minuto.
Frank explica que la mayor ventaja no reside solo en la optimización del entorno del invernadero, sino en la prevención de errores. "Cuando se le presenta la misma situación a un agricultor diez veces, actúa de la misma manera siete veces y de forma diferente tres veces. Así es la naturaleza humana. Un ordenador no hace eso. Siempre toma la mejor decisión". Dave añade que el sistema nunca duerme. "Nunca riega en exceso ni menos de lo necesario, y no hace falta ajustar el ambiente porque ya está bien gestionado de antemano. No es necesario reaccionar ante el aumento de la evaporación porque el sistema ya lo ha tenido en cuenta. El resultado es una mejor salud general de la planta, un cultivo más resistente y, por tanto, una mejor calidad y rendimiento".
Software y conocimientos operativos
Sin embargo, gestionar un invernadero implica algo más que un sistema de control, aunque sea excepcional. "Lo que ofrecemos a nuestros clientes es el funcionamiento de sus invernaderos, garantizando una eficiencia y fiabilidad óptimas temporada tras temporada", continúa el experto.
Para lograrlo, todas las tareas dentro y fuera de las instalaciones se documentan en Procedimientos Operativos Estándar basados en software. Los trabajadores y operarios de los invernaderos reciben formación para seguir estos procedimientos, y una aplicación para smartphone les guía a lo largo de su jornada laboral, proporcionándoles instrucciones sobre qué tareas deben realizarse, cómo llevarlas a cabo y qué hacer cuando se encuentran con irregularidades.
Sam Baker, director de excelencia operativa de Optimal, con un ordenador mostrando un ejemplo de Procedimiento Operativo Estándar.
Programas de trabajo
El sistema también genera programas de trabajo, que ofrecen información sobre las necesidades de mano de obra y el rendimiento de los trabajadores. Se realizan sesiones de feedback diarias y semanales para evaluar el rendimiento del equipo. "La mano de obra es un factor crítico en las operaciones de los invernaderos, con importantes implicaciones para el cultivo. Estandarizarla nos permite lograr resultados óptimos y predecibles", comparte Dave.
Dave Hunter, director general y fundador, utilizando la aplicación de smartphone para recopilar datos sobre el cultivo.
Rendimiento óptimo y aplicación en el mundo real
Entonces, ¿cuáles son los resultados de este sistema integral? En su invernadero de demostración, el equipo ha logrado resultados impresionantes, como un 13% más de rendimiento, un 14% más de nivel Brix y un ahorro energético del 27%, junto con una reducción del 20% de las emisiones de CO₂ en comparación con un invernadero holandés tradicional.
El equipo de Optimal también ha realizado varios experimentos con diez variedades distintas de tomate y pepino. "Nosotros mismos realizamos experimentos aquí y utilizamos estos datos para mejorar continuamente nuestro rendimiento", explica. "En los últimos cinco meses, hemos realizado un experimento de bajo consumo energético para optimizar el rendimiento en entornos de alto coste energético, como los experimentados en Europa en los últimos dos años".
Cajas con sabrosos pepinos y variedades especializadas de tomate de Optimal.
Implantación en el mundo real y futura expansión
En la actualidad, se están manteniendo conversaciones con los principales propietarios de invernaderos de Estados Unidos, Reino Unido y otros lugares. Dave señala que el sistema se adapta fácilmente a diferentes condiciones meteorológicas, y no hay requisitos técnicos mínimos ni necesidades específicas para empezar. "Podemos trabajar en cualquier invernadero: instalamos sensores adicionales y los conectamos a servidores en la nube y estamos en marcha en cuestión de días", afirma. El equipo también está explorando la expansión a fresas, pimientos y hortalizas de hoja verde.
Cuando se le pregunta de qué está más orgulloso, Dave subraya que el éxito de Optimal radica en la sinergia entre humanos y máquinas, un esfuerzo complejo pero gratificante. "Nuestros ingenieros comprendieron que la IA y los modelos de control predictivo darían mejores resultados en los invernaderos. Ven un invernadero como un sistema que puede controlarse mediante simulaciones y optimización. Sin embargo, es vital alinear a las personas, el sistema y el hardware para que trabajen juntos. Ahí es donde Frank y los demás operarios experimentados del equipo de Optimal han añadido un valor enorme".
Para más información:
Optimal
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