¿Qué es la agricultura 4.0 y cuáles son sus ventajas y herramientas?

La agricultura se enfrenta al desafío de producir una cantidad suficiente de alimentos que satisfaga las demandas de una población mundial en crecimiento, al mismo tiempo que es rentable para los agricultores y responsable con el medio ambiente.

En este sentido, el uso de tecnologías avanzadas en las explotaciones se presenta como una de las principales soluciones. Esto es lo que se conoce como agricultura 4.0, y se prevé que marque el futuro del campo.

¿Qué es la agricultura 4.0?

Desde su aparición en el Neolítico, la agricultura ha pasado por diferentes fases hasta llegar a la agricultura 4.0: 

• Agricultura 1.0. Comienza antes de 1950 y corresponde a la agricultura tradicional o de subsistencia. Esta fase de la agricultura se caracterizó por el uso de técnicas tradicionales para la siembra. Las herramientas eran rudimentarias, las parcelas de pequeño tamaño y los cultivos contaba con una baja productividad.
• Agricultura 2.0. A partir de 1950, con la Revolución Industrial, la agricultura dio un salto hacia la mecanización. La introducción de maquinaria, como trilladoras y segadoras, la aplicación de insumos agrícolas (fertilizantes, pesticidas…) y la implementación de semillas de alta calidad derivó en un aumento de la producción. Esta fase, también denominada Revolución Verde, permitió satisfacer las necesidades alimentarias de la población mundial. No obstante, el uso excesivo de fertilizantes impactó negativamente en el medio ambiente, degradando el suelo y contaminando el agua y el aire.
• Agricultura 3.0. Empieza en 1990 y conllevó la digitalización de la agricultura. Destaca por la utilización de tecnologías agrícolas en las explotaciones como Sistemas de Posicionamiento Global (GPS), Sistemas de Información Geográfica (SIG) y drones, que aumentan la eficiencia en las tareas agrícolas y en la aplicación de insumos. En consecuencia, es conocida también como agricultura de precisión.
• Agricultura 4.0. Desde 2010, el sector agrícola se encuentra en una etapa más avanzada. Esta destaca por la integración en las explotaciones de tecnologías avanzadas, como la Inteligencia Artificial y el Machine Learning, el análisis de Big Data, la robótica o el Internet of Things (IoT). Su nombre deriva de la Industria 4.0 o Cuarta Revolución Industrial.

En España, el sector agrícola se encontraría actualmente en la transición entre la agricultura digital y la agricultura 4.0. Sin embargo, José Antonio Martínez Casanova, Catedrático de Edafología y Química Agrícola en la Universidad de Lleida, señala a Plataforma Tierra que la implementación de tecnología 4.0 sigue siendo escasa en gran parte de las explotaciones.

En consecuencia, muchos productores agrícolas aún no han alcanzado ni siquiera la agricultura 3.0, fase en la que la mayoría de los agricultores ya han adoptado el uso de estas tecnologías en sus explotaciones.

De hecho, un informe elaborado por la Asociación Agraria de Jóvenes Agricultores (ASAJA) en 2020 indica que el 53% de los agricultores españoles dedican menos del 5% de su terreno a probar nuevas tecnologías. Sólo un 23% de las explotaciones destinan entre el 10% y el 30% de sus terrenos a probar avances tecnológicos. 

Sin embargo, el sector agrario se enfrenta al reto de alimentar a una población en crecimiento. Según la FAO, (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura), la producción de alimentos deberá aumentar en más de un 50% para 2050 para poder satisfacer la demanda alimentaria mundial.

Para lograr lo anterior, los agricultores deberán incrementar la producción a la vez que garantizan la rentabilidad de sus explotaciones y minimizan el impacto ambiental de su actividad. Y el uso de tecnología agrícola avanzada, como la de la agricultura 4.0, resulta fundamental.

Tecnologías para la agricultura 4.0

En la agricultura inteligente se aplican diferentes tipos de tecnología, como sensores, drones, robots, Big Data o Inteligencia Artificial.

Independientemente de la tecnología empleada, todas se centran fundamentalmente en los datos y tienen como objetivo facilitar la toma de decisiones de los agricultores.

Drones

Estos vehículos aéreos no tripulados permiten monitorear los cultivos mediante la captura de imágenes desde el aire. Los agricultores pueden conocer así distintas cuestiones relacionadas con la salud de las plantas, como su estado hídrico y la presencia de enfermedades o plagas.  

Asimismo, los drones resultan útiles para predecir el rendimiento de los cultivos y para la aplicación eficiente de insumos agrícolas.

Sensores

Los sensores inteligentes son otros de los dispositivos que están revolucionando el campo. En la actualidad, existen sensores que permiten gestionar eficazmente el regadío, como los sensores de humedad, que miden el nivel de humedad en el suelo, y los sensores de conductividad eléctrica, que determinan el grado de salinidad del agua de regadío.

Por otro lado, también hay sensores que sirven para conocer y ajustar aspectos del terreno, como el nivel de pH o el contenido de nitrógeno, potasio y fósforo en el suelo.

Robótica

La robótica en la agricultura se aplica con diversos fines, entre los que destacan el suministro eficiente de fitosanitarios o el análisis del estado de los cultivos, con el que los agricultores pueden determinar el momento oportuno para la recolección de los productos. 

La robótica agrícola incluye también la utilización de tractores inteligentes, como el tractor eléctrico autónomo de John Deere. Este cuenta con un sistema guiado por satélite que dirige el vehículo automáticamente y que, además, contribuye al medio ambiente: al ser eléctrico, es cero emisiones.

Internet of Things (IoT) o Internet de las Cosas (IdC)

El Internet of Things (IoT) o Internet de las Cosas (IdC) en español permite conectar elementos físicos a Internet con el objetivo de recopilar y analizar datos en tiempo real.

En el caso de la agricultura, esto es posible mediante la instauración de sensores inteligentes en el campo, así como a través del uso de drones y satélites.

Con el Internet de las Cosas se logra la automatización de las tareas agrícolas, reduciendo la carga de trabajo de los agricultores. Además, se lleva a cabo la identificación del estado del suelo, los cultivos y la maquinaria, facilitando la toma de decisiones.

Big Data

Con el Big Data los agricultores pueden reunir grandes cantidades de datos sobre lo que ocurre en el campo sólo con la colocación de sensores inteligentes.

Esta información puede ser posteriormente analizada y combinada con otros datos para simplificar la toma de decisiones.

Conectividad 5G

El 5G, al disponer de una mayor velocidad de conexión y una menor latencia en comparación con las generaciones anteriores de tecnología inalámbrica, permite recoger y analizar datos en tiempo real.

La conectividad 5G es de vital importancia para el sector debido a que facilita la implementación de otras tecnologías avanzadas, como el Internet de las Cosas (IdC), el Big Data o la Inteligencia Artificial.

Pero la ausencia de infraestructura para la implementación del 5G en las zonas rurales hace que su puesta en marcha requiera de una mayor inversión que en las ciudades, donde ya existe infraestructura.

Blockchain

El blockchain, o cadena de bloques, permite la obtención de información y su almacenamiento en una base de datos compartida y segura, al ser imposible de falsificar.

La aplicación de la tecnología blockchain en el sector agrícola se da en todas las etapas de la cadena, desde la siembra hasta la distribución.

Inteligencia Artificial y Machine Learning

La FAO explica que la IA puede contribuir a la transformación de los sistemas alimentarios y a abordar la inseguridad alimentaria y nutricional de diversas maneras, optimizando procesos y realizando algunas actividades humanas: plantando y cosechando, aumentando de ese modo la productividad, mejorando las condiciones de trabajo al reducir tiempo y esfuerzo y usando los recursos naturales más eficientemente.

Computación en la nube

La computación en la nube es otra de las tecnologías para la agricultura 4.0. Esta permite almacenar y procesar los datos recopilados por los drones, sensores y robots al momento, sin necesidad de tener que hacerlo de manera manual. 

Al guardarla en la nube, la información se vuelve accesible y transferible a otros agricultores en cualquier momento y lugar. El único requisito es disponer de acceso a Internet.

Importancia de la agricultura 4.0

• Mejora la producción. La agricultura inteligente permite detectar a tiempo la existencia de enfermedades y plagas en los cultivos, lo que aumenta la cantidad de producto recolectado.
• Aumenta la productividad. Con la agricultura 4.0 es posible identificar errores en etapas tempranas y aplicar las medidas oportunas antes de que se conviertan en pérdidas. También, es posible finalizar las tareas en un menor tiempo.
• Reduce los costes. La mecanización de gran parte de las tareas agrícolas disminuye la necesidad de mano de obra. Además, la aplicación eficiente de los insumos agrícolas evita su desperdicio y fomenta su ahorro.
• Permite el uso eficiente de los recursos naturales. La agricultura 4.0 permite utilizar eficientemente los recursos naturales como el agua, a través de sistemas de regadío eficientes, y los fertilizantes y fitosanitarios, con el empleo de herramientas digitales que logran su aplicación de manera precisa.
• Minimiza el impacto ambiental. La optimización del uso de los recursos naturales minimiza la erosión del suelo y la contaminación hídrica y atmosférica por el uso excesivo de fertilizantes.
• Incrementa la resiliencia de los cultivos. La incorporación de tecnologías avanzadas fomenta el desarrollo de cultivos más resilientes a los efectos derivados del cambio climático, como las sequías o las altas temperaturas.
• Mejora la trazabilidad y seguridad alimentaria. La monitorización de cada una de las etapas de la cadena agroalimentaria favorece la transparencia entre los consumidores.

Retos de la agricultura 4.0

Aunque la agricultura 4.0 presenta beneficios, también enfrenta una serie de retos. 

• Conlleva una gran inversión. Los agricultores deben destinar una importante cantidad de su capital a la adquisición de estas tecnologías debido al elevado coste de los equipos. En este sentido, Cocampo considera fundamental facilitarles el acceso a ayudas para la modernización de las explotaciones, así como a líneas de financiación dirigidas a la innovación tecnológica.
• Capacitación de los agricultores. Muchos agricultores, especialmente los de mayor edad, pueden desconocer las tecnologías agrícolas. En ocasiones, los productores agrícolas no emplean nuevas tecnologías en sus explotaciones por la falta de conocimiento sobre cómo utilizarlas. Por ello, es necesario que se les proporcione formación continua sobre las herramientas digitales existentes para que puedan aprender a usarlas y no teman adoptarlas.
• Desigualdad en su acceso. Los pequeños agricultores pueden presentar más dificultades para acceder a estos equipos en comparación con las grandes empresas, porque suelen disponer de menos recursos financieros para su adquisición. Para mitigar lo anterior, la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Comercio y Desarrollo considera fundamental invertir más en la investigación y el desarrollo de estas tecnologías para volverlas más asequibles, accesibles y fáciles de utilizar. Cocampo propone, además, fomentar el uso compartido de maquinaria en aquellos casos en los que es imposible invertir en estas tecnologías. Cuando se comparte la maquinaria, los costes de compra y mantenimiento se reparten entre varias personas, lo que facilita a las pequeñas explotaciones competir en igualdad de condiciones con las grandes empresas. 
• Ausencia de infraestructuras digitales en el campo. Las tecnologías aplicadas a la agricultura 4.0 requieren de una buena conectividad para su funcionamiento. Sin embargo, en 2024, un 37% de las zonas rurales de España carecían aún de acceso a Internet de alta velocidad.

Fuentes

• Asociación Agraria de Jóvenes Agricultores (ASAJA).
• Cengicaña.
• Conferencia de las Naciones Unidas sobre Comercio y Desarrollo.
• La transformación digital en la agricultura española, Ministerio de Agricultura. 
• Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura.