Drones, sensores y robots en la agronomía del Tec de Monterrey

En el CAETEC, el campo experimental que el Tecnológico de Monterrey tiene en Querétaro, una báscula de altísima precisión detecta la pérdida de agua de una planta. El sistema interpreta esa variación de peso como transpiración y determina cuándo debe regarse. Nadie inspecciona la tierra ni toca una hoja para decidir si abrir la llave; pero la decisión tampoco es enteramente automática: la experiencia del especialista y la información de los sensores se complementan en cada paso.

El sitio reúne tierra, maíz, tomates, pimientos, vides y vacas, como en cualquier granja, pero también hay estaciones meteorológicas, aplicaciones móviles, robots y drones. Lo que llama la atención es la conexión entre ambos mundos. Cada dispositivo responde a preguntas muy antiguas del campo: cuánta agua necesita un cultivo, qué variedad resiste mejor una enfermedad, qué come una vaca, cuánto produce, qué condiciones permiten obtener frutos de mayor calidad.

Los orígenes del CAETEC están ligados al inicio del campus Querétaro. Su primer director, Rafael Rangel Sostmann, se enfrentó a una restricción impuesta por los mismos queretanos: el Tecnológico no podía ofrecer carreras que ya se dictaban en la región. La opción fue crear la carrera de Agronomía, a pesar de que el sector agropecuario queretano no era tan fuerte como en otros estados. Con el tiempo, la posición geográfica atrajo industrias y empresas, lo que dio un nuevo alcance al proyecto. Hoy estudian allí jóvenes provenientes de regiones tan diferentes como Ensenada o Cancún, muchos de ellos con familias ligadas a actividades productivas.

Arturo González de Cosío, director del CAETEC de Querétaro, delante de una de las máquinas que registran la producción de las vacas lecheras

El campo experimental acompañó la evolución de la carrera y del sector agroalimentario. En los primeros años de este siglo se incorporaron los invernaderos y se recuperó el cultivo de la vid, una actividad que había existido en la región décadas atrás. Luego llegó la agricultura protegida y, más adelante, los sensores. La pandemia aceleró el proceso: desde entonces, cuenta Arturo González de Cosío, director del Campo, el CAETEC decidió no rechazar prácticamente ningún dispositivo que permita mediciones.

Esa acumulación de datos abrió una posibilidad que supera los límites físicos del campo. El proyecto actual busca reunir toda la información generada para que profesores y estudiantes de otros campus puedan utilizarla. Un alumno en Guadalajara puede recorrer el establo con herramientas de inmersión y luego trabajar con los datos obtenidos en Querétaro. Así, los datos biológicos —que cambian por depender de animales, plantas y clima— se convierten en material para cursos de estadística o ingeniería. El CAETEC recibe cada año a más de cien profesores y cerca de 2.400 estudiantes.

El desafío del agua

Antes de los algoritmos, los robots o los drones, un problema más básico es el agua. Querétaro está a unos 1.800 metros sobre el nivel del mar, en una zona con pocas lluvias, sin ríos importantes ni deshielo, de modo que el suministro depende de pozos de hasta 150 metros de profundidad. El descenso de los niveles freáticos inquieta en un lugar donde conviven la industria y la agricultura. Por eso, la consigna institucional, según González de Cosío, es aprender a trabajar con menos agua en lugar de buscar más.

Los invernaderos del CAETEC de Querétaro

Todo el campo cuenta con riego por goteo y también con aspersión, aunque esta última es menos eficaz por el viento. En superficies pequeñas se realizan ensayos que comparan diferentes técnicas de riego y se evalúan la salud y el rendimiento de las plantas. Aquí la escala es menos importante que la posibilidad de controlar las variables: modificar una condición, hacer seguimiento y medir sus efectos.

Los invernaderos dan distintas respuestas a ese mismo reto, y la diferencia entre ellos es deliberada. En unos, las ventanas se abren a mano; en otros, las estaciones meteorológicas leen el exterior y el sistema decide qué hacer. El estudiante pasa así de una tecnología básica a una más avanzada, comprendiendo no solo qué se puede automatizar, sino cuál era el problema que la automatización resolvió. González de Cosío lo compara con manejar diferentes tipos de automóviles: no tendría sentido conocer únicamente el modelo más equipado si nunca se entendió qué hay detrás de cada función.

Los docentes del sector agrícola, dirigidos por José Antonio Ramírez (Toño), estructuran su trabajo en cuatro variables:

  • Nutrición
  • Sanidad
  • Genética
  • Clima

Las plantas necesitan distintas combinaciones de nutrientes según la especie y su etapa de desarrollo. Los tanques junto al sistema de riego contienen fertilizantes que la computadora dosifica: un pepino pequeño y un tomate por fructificar no reciben la misma fórmula. El clima también influye. La estación meteorológica mide radiación, viento y temperatura; si el viento cambia de dirección, el sistema puede abrir o cerrar ciertas ventanas. Algo parecido ocurre con la radiación: si una nube cubre el invernadero, los registros caen de inmediato y, si la planta deja de requerir tanta agua, el riego se detiene.

Buscamos que cada gota que ocupe la planta, sea cada gota que reciba”, resume Toño.

Los sensores, sin embargo, no cuentan la historia entera. Hay datos que todavía exigen caminar hasta la planta, medirla, contar sus frutos, registrar hojas y racimos. Una plataforma permite combinar luego esas observaciones con temperatura, radiación, humedad y riego, de manera que el productor o el estudiante dispone de información de diversa naturaleza: una parte viene de dispositivos, otra de alguien que debió acercarse a mirar.

En uno de los invernaderos, una balanza lleva la precisión a otro nivel. Las plantas descansan sobre un sistema que detecta las variaciones de peso por la pérdida de agua. Como la transpiración reduce ese peso, el dispositivo puede calcular cuánta agua perdió la planta y fijar el instante del siguiente riego. En verano, cuando la producción está en su punto máximo, ese lapso puede reducirse a unos quince minutos.

Las decisiones son en base al dato”, dice Toño, una frase que resume la transformación que atraviesa el lugar, aunque sería un error leerla como un desprecio a la experiencia.

En el invernadero siguiente, por ejemplo, el control de una plaga se apoya en otro organismo vivo antes que en un algoritmo. Allí se cultivan pimientos y, para minimizar los químicos, se liberan insectos benéficos que devoran ciertas plagas. Un ácaro, el swirskii, llega en pequeños recipientes y se esparce sobre las plantas para combatir al trip, un insecto capaz de transmitir virus y volverlas improductivas. El método es “vida aplicada a la misma vida”, una relación biológica que convive con las estaciones de medición y las ventanas que se abren solas.

El viñedo CAETEC de Querétaro tieney ocho variedades de uva —seis tintas y dos blancas— y diferentes tecnologías de riego

El viñedo, un laboratorio al aire libre

El viñedo opera con la misma lógica en otras condiciones. Hay ocho variedades de uva —seis tintas y dos blancas— con distintas tecnologías de riego. La vendimia se hace hacia septiembre y parte de la producción termina en una vinícola de la zona. Sergio Sebastián Caballero Chávez, coordinador de Mantenimiento Operativo del CAETEC, es mecatrónico y responsable de la infraestructura, los equipos y los sensores. Él muestra un sistema que controla la fertilización y estudia el consumo de agua en distintas parcelas.

Una red de sensores en el terreno registra temperatura y humedad; algunos funcionan con pequeñas células fotovoltaicas y envían los datos mediante una antena. La distinción es relevante porque la temperatura ambiente puede no coincidir con la que hay entre los surcos, y conocer esa diferencia permite ajustar el manejo del cultivo. Una aplicación guarda los registros, ofrece datos meteorológicos y organiza una bitácora de actividades.

En el viñedo se han delimitado doce zonas de investigación, donde se cruzan las variedades y las tecnologías, con el fin de que cada intervención pueda monitorearse en el tiempo y deje registros comparables. Una prueba aislada muestra lo que pasó en un día; una serie ordenada ayuda a comprender por qué sucedió.

Las vacas tienen un microchip que informa su alimentación y su estadod de salud

Vacas con nombre propio

Tras los cultivos, aparecen las vacas. El establo conserva parte de la vieja estructura, pero la sala de ordeño ya es distinta: hay robots que atienden a los animales y cada vaca lleva un identificador electrónico que permite su seguimiento individual. Guadalupe López, médica veterinaria zootecnista y responsable del área pecuaria, presenta el lugar desde una pantalla donde se ve el establo en tiempo real. “No es solamente una lechería, no estamos produciendo solamente leche, estamos produciendo una granja del siglo XXI”, dice.

Cada animal tiene un microchip que registra producción, salud y comportamiento. También hay cepillos giratorios que las vacas usan para rascarse y recibir masajes, un elemento que parece secundario hasta que López explica que la meta incluye el bienestar y la longevidad. Las vacas tienen nombre y personalidad. Wendy obtuvo el suyo después de que perdió el arete que la identificaba y tuvieron que buscarla; Marilyn Monroe fue bautizada así por un lunar cerca de la boca. López conoce las diferencias de comportamiento entre los animales y organiza los corrales según su estado, producción y momento de lactancia. El promedio de producción puede llegar a unos 42 litros diarios por vaca durante el invierno y bajar en las épocas de calor.

El ordeñe voluntario modifica una rutina que por décadas fue marcada por horarios humanos. La vaca se acerca al robot cuando siente la necesidad de liberar la leche. El sistema lee su identificación y decide si puede entrar. Ya adentro, mientras come, un brazo robótico limpia los pezones y coloca las unidades de ordeñe; el proceso completo dura cerca de siete minutos y medio. El robot también registra cuánto produce cada cuarto de la ubre y lo contrasta con lo esperado. Una caída inesperada puede indicar afecciones; un cambio en la conductividad o la composición de la leche activa alertas. Si el animal recibió antibióticos y la leche no es apta, el equipo la desvía al desagüe y hace una limpieza antes de que ingrese otra vaca.

La automatización no suprime el trabajo; lo transforma. El brazo se ocupa del ordeñe, una tarea física y a veces riesgosa, mientras que el personal se concentra en la salud, las camas, la alimentación y la organización de los animales. Cada robot tiene una capacidad diaria de ordeñes limitada, y no todas las vacas necesitan usarlo la misma cantidad de veces, así que distribuir a los animales es un desafío diario de manejo.

En otro sector del establo, unos comederos individuales permiten saber qué vaca comió, cuánto y a qué hora. Cerca de allí, tres equipos miden las emisiones de metano. El vínculo entre alimentación, producción de leche y emisiones forma parte, según González de Cosío, del proyecto de investigación más ambicioso que se desarrolla en este espacio.

López agrega un factor más: la genética. Una vaca que convierte eficientemente el alimento en leche puede emitir menos metano, por lo que la búsqueda de animales más eficientes no solo apunta a la productividad, sino también a la longevidad, la alimentación y el impacto ambiental.

Un robot ordeña a las vacas, que llegan cuando sienten la necesidad de hacerlo

El maíz cierra el círculo

Ya en ese punto, el maíz que vimos al principio cobra otro sentido. Lo cultivado se cosecha como forraje y termina en los silos que alimentarán a las vacas meses después. La calidad de ese maíz define qué se debe añadir a la dieta para cubrir los requerimientos de energía, proteínas, fibras, vitaminas y minerales. Si el forraje fue bueno, habrá menos que compensar; si tuvo un mal rendimiento, la formulación deberá corregir esas carencias.

La ecuación también es económica: los precios de la soja, la canola, el algodón o el maíz varían y quien formula la dieta busca las mejores opciones. Pero existe un límite fisiológico: la vaca no puede adaptarse a la volatilidad del mercado. Un cambio brusco de ingredientes puede alterar el rumen y perjudicar al animal, por lo que la transición de una dieta a otra debe ser gradual.

El recorrido invita a regresar sobre los propios pasos. El maíz ya no es solo un cultivo, sino el alimento que se relacionará con cierta producción de leche y con determinada emisión de metano. El agua aplicada a una parcela puede acabar dentro de una planta que luego es forraje, y la información nacida en una estación meteorológica puede cruzarse con los datos de un animal. Las piezas que parecían sueltas empiezan a pertenecer a una misma arquitectura.

Un dron resuelve en un par de horas lo que a un tractor le toma tres días.

La escena final: sobre el campo

La última escena ocurre en el aire. Un dron agrícola resuelve en un par de horas un trabajo que a un tractor le lleva tres días. Esteban Domínguez, agricultor, egresado del Tecnológico de Monterrey y representante de MXD, presenta un equipo desarrollado en Querétaro. La empresa busca que la manufactura sea totalmente mexicana; al momento de la visita, calculaba que entre el 70 y el 80% ya se producía en el país, en un proyecto que involucra al Tec, sus profesores y estudiantes.

El dron puede aplicar herbicidas, plaguicidas o nutrientes en distintos cultivos y alcanzar, en condiciones favorables, más de veinticinco hectáreas por hora. Al terminar, deja un registro detallado: cuánto producto aplicó, a qué velocidad y altura voló, qué zonas recorrió. El software que gestiona esa información también se desarrolló en Querétaro.

Horas antes, la visita comenzó con la historia de una carrera de Agronomía que encontró su lugar en Querétaro casi por descarte. Medio siglo después, el campo experimental se ha convertido en un espacio donde esa disciplina se cruza con veterinaria, mecatrónica, sistemas, estadística e ingeniería industrial. Una planta que transpira deja un registro. Una vaca que entra al robot produce una secuencia de datos. Un alimentador reconoce al animal que se acercó y mide cuánto comió. Un equipo registra el metano. Un dron guarda la historia de su recorrido.

En el CAETEC, toda esa información tiene valor. Se compara, se prueba, se discute y se transforma en una nueva pregunta. Y entra al aula.

Fuente: Infobae

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