Con gran satisfacción compartimos en estas páginas el informe técnico elaborado por el Ing. Agr. Hugo Valiente, del Departamento de Nematología CIHB-IPTA en el marco del Workshop on Agrotechnology II, organizado por el Gobierno de la República China (Taiwán), a través del Fondo de Cooperación y Desarrollo Internacional (Taiwán ICDF), llevado a cabo del 21 de setiembre al 4 de octubre del año pasado.
El taller tuvo como objetivo compartir las experiencias de Taiwán en el aprovechamiento de la tecnología agrícola para mejorar la calidad de los cultivos y estabilizar la autosuficiencia alimentaria, con estrategias de uso de la tecnología agrícola inteligente.
Por parte del Instituto Paraguayo de Tecnología Agraria, el pertinente interés de conocer el aprovechamiento de la tecnología agrícola para mejorar la calidad de los cultivos y estabilizar la autosuficiencia alimentaria, con estrategias de uso de la tecnología agrícola inteligente; para luego implementar en el trabajo, los conocimientos adquiridos.
El presente informe, que será publicado en cada edición de Agrotecnología, pretende mostrar, no solo lo observado y aprendido durante el taller, sino también la filosofía y los argumentos utilizados para adoptar las tecnologías presentadas, y obtener los resultados a la vista.
Visita de campo YesHealth Farm, ciudad de Taoyuan
YesHealth Group es un constructor y operador de granjas verticales interiores. Su misión es producir alimentos saludables a través de la agricultura sostenible, no solo proveyendo tecnología agrícola vertical, sino también transmitiendo conocimientos a sus socios, ayudándolos a lograr el éxito comercial.
Una de las tecnologías desarrolladas es el espectro LED.
Recrean el espectro con un diseño LED patentado, que su equipo ha investigado y desarrollado internamente durante los últimos 10 años, dirigido por el asesor jefe de tecnología y pionero de los semiconductores optoelectrónicos, el profesor Wang-Nang Wang.
Se puede controlar la intensidad de cada color, imitando los cambios naturales de la luz solar y dando a las plantas lo que necesitan en las diferentes etapas de crecimiento. La mayoría de las hortalizas de hoja se cosechan en ciclos de entre 28 y 35 días, tiempo durante el cual requieren distintos niveles de intensidad.
Siguen el biomimetismo como principio, por lo tanto, la configuración de los LED se puede ajustar para diferentes especies de plantas, según las condiciones en las que prosperen naturalmente. Esto mejora la salud general de las plantas, lo que resulta en una apariencia, sabor y textura superiores.
El funcionamiento equilibrado de los LED reduce los costos generales y mejora la salud de las plantas. Cuando aumenta la intensidad de la iluminación, también aumenta la tasa de crecimiento, pero al mismo tiempo también aumentan el consumo de energía y las emisiones de calor, lo que afecta los costos generales y la salud de las plantas. Optimizan la intensidad para lograr un equilibrio ideal entre estos tres factores interrelacionados.
El éxito técnico y comercial radica en que, a diferencia de la práctica agrícola vertical común de utilizar productos LED prefabricados, innovan a partir del propio LED, diseñando y fabricando su propio hardware LED, eliminando proveedores externos y reduciendo los costos generales de sus socios.
Otra tecnología, las burbujas ultrafinas.
Las burbujas ultrafinas promueven bacterias buenas para producir productos más sanos y sabrosos. El principio de la hidroponía es que, aunque las raíces de una planta están suspendidas en el suelo, su crecimiento no puede atribuirse al suelo. El medio de crecimiento es el agua. Por lo tanto, al eliminar la tierra de la ecuación y entregar agua directamente a las raíces, el crecimiento puede ser más eficiente. El problema de la hidroponía es que las bacterias crecen en el agua y, si bien algunas bacterias pueden ser buenas para la salud de las plantas, otras pueden ser malas. En YesHealth Group, estudian los efectos de diferentes bacterias en la salud de las plantas y descubrieron que las plantas necesitan bacterias aeróbicas, a diferencia de las anaeróbicas.
A medida que aumenta la temperatura del agua, el nivel de oxígeno en el agua se agota y crecen bacterias anaeróbicas, que producen algas y musgo que son perjudiciales para la salud de las plantas. Sin embargo, cuando el agua está bien oxigenada, las bacterias aeróbicas florecen y ayudan a las raíces de las plantas a absorber los nutrientes. Dirigido por el asesor jefe de tecnología, el profesor Wang-Nang Wang, su equipo desarrolló un sistema de aireación de burbujas ultrafinas, que aumenta efectivamente el nivel de oxígeno en el agua, promoviendo bacterias buenas para plantas saludables con apariencia, sabor y textura superiores.
YesBase: un hidrogel revolucionario de origen vegetal y sin residuos
Si bien el agua es el medio de crecimiento de la planta, las raíces también requieren un sustituto del suelo o un medio de suspensión. Por lo general, esto toma la forma de una esponja, tela o sustrato fibroso con el que las raíces de la planta pueden entrelazarse y unirse, proporcionando una base firme para el crecimiento. En YesHealth Group, vieron dos problemas importantes con la mayoría de los materiales de sustrato utilizados en la agricultura hidropónica. Algunos materiales son propensos a desintegrarse, contaminando el agua del sistema hidropónico. Otros materiales permanecen intactos y se convierten en residuos, que en muchos casos podrían no ser biodegradables.
Es por eso que desarrollaron su propio sustrato único, YesBase, un hidrogel comestible a base de plantas. Inicialmente, YesBase proporciona una base firme para el crecimiento, suspendiendo la planta durante su infancia. Agregaron nutrientes microbianos a la fórmula YesBase, que ayudan a que la semilla germine y se convierta en una plántula saludable. A medida que crece, YesBase es absorbido por la planta, dejándola lista para cosechar con las raíces puestas. YesBase no contamina el agua después de la disolución y, por lo tanto, no tiene ningún impacto negativo en la salud, apariencia, sabor o textura de las plantas. Su principal beneficio es la reducción de residuos, descarbonizando efectivamente la granja vertical. Es más, no es necesario cortar ni lavar los productos antes de consumirlos. El proceso de aplicación y siembra está completamente automatizado y el hidrogel YesBase tiene un costo de una fracción del costo de otros materiales de sustrato, como la esponja.
Los biofertilizantes microbianos líquidos garantizan plantas, personas y un planeta saludables
Los 3 nutrientes clave de cualquier fertilizante son nitrógeno, fósforo y potasio. El nitrógeno ayuda a la planta a crear proteínas durante el crecimiento, el fósforo es esencial para la fotosíntesis en las hojas de la planta y el potasio es vital para la salud general de la planta. En YesHealth Group, desarrollaron sus propios biofertilizantes microbianos líquidos, elaborados a partir de ingredientes naturales como la soja y que contienen microorganismos vivos que promueven el crecimiento saludable de las plantas. Los ingredientes, incluida la soja, que es rica en proteínas, las conchas de ostras para obtener calcio y el azúcar para obtener carbono, se cultivan juntos bajo esterilización UV.
Actualmente obtienen ingredientes locales en granjas verticales asociadas, donde se producen biofertilizantes en laboratorios in situ. Sin embargo, se encuentran trabajando para encontrar una solución de envío de larga distancia para estandarizar su proceso de producción de biofertilizantes en todo el mundo. Con sus prácticas en la producción de biofertilizantes, buscan que sus socios puedan garantizar a los consumidores productos que no contengan pesticidas, junto con los niveles más bajos (indetectables) de compuestos traza, incluidos metales pesados, nitratos, bacterias, óvulos parásitos y E. coli.
Software
Poseen un sistema de control central que optimiza el crecimiento de las plantas y el consumo de energía. Los macrodatos juegan un papel importante en la agricultura vertical. Ayuda al equipo a optimizar el crecimiento de las plantas junto con el consumo de energía de la granja vertical. Se requiere software especializado para procesar y correlacionar todos los datos sobre diversos parámetros ambientales. En YesHealth Group, el sistema de control central monitorea constantemente la temperatura del aire, la humedad, los niveles de dióxido de carbono, la temperatura del agua, el pH y los niveles de oxígeno disuelto en el agua. Al analizar estos puntos de datos, los expertos pueden mejorar el crecimiento de las plantas año tras año.
Esto también permite a los operadores de granjas verticales optimizar el consumo de energía y reducir los costos generales. Las configuraciones óptimas varían entre granjas verticales, dependiendo de las diferencias regionales en clima, calidad del agua y suministro de energía, por lo que es esencial recopilar datos regionales precisos. Cuantos más datos regionales se recopile, más eficientes serán las granjas verticales. La eficiencia óptima se puede lograr entre tres y seis meses después de las pruebas, que tienen lugar en la fase final de la construcción de la granja vertical y la transferencia de tecnología.
Impulsando la agricultura 4.0 con tecnología agrícola inteligente: MES, ERP, IOT e IA
Se integran cuatro tipos de software con hardware agrícola vertical para formar el sistema de control central de YesHealth Group: sistema de ejecución de fabricación (MES), planificación de recursos empresariales (ERP), Internet de las cosas (IOT) e inteligencia artificial (AI).
MES es responsable de informar las tareas que están automatizadas o realizadas por personal agrícola vertical. Este tipo de software es crucial para cualquier base de fabricación o producción, ya que registra la implementación de procedimientos operativos estándar para lograr eficiencia y responsabilidad. IOT está integrado con MES y ERP para recopilar datos de toda la granja vertical y su cadena de suministro. Esto permite a los operadores agrícolas verticales optimizar el crecimiento de las plantas y el consumo de energía en tiempo real. Además, algunas tareas se pueden programar en el sistema de control central.
Automatización
Las soluciones automatizadas minimizan los costos laborales y aceleran el ritmo de producción. En YesHealth Group, abordan la automatización desde una perspectiva de viabilidad regional, adaptando soluciones automatizadas a las necesidades específicas regionales. Actualmente ofrecen soluciones automatizadas para realizar tareas como siembra, trasplante, AGV para logística interna, cosecha y empaque de productos, y están trabajando para lograr el objetivo de construir una granja vertical totalmente automatizada en condiciones viables.
Automatización de siembra
El sustrato de gel comestible YesBase se inserta en una bandeja y se transfiere a la automatización de siembra mediante un brazo robótico. Esta automatización de siembra es capaz de plantar cientos de semillas en menos de 15 segundos y es compatible con semillas de todas las formas y tamaños.
Automatización de trasplantes
Una vez que las semillas han germinado y brotado en la oscuridad, se trasplantan a tablas de cultivo más grandes. Se trasplantan varios cientos de plántulas con un solo movimiento, luego se cargan en un AGV y se colocan bajo iluminación LED para el ciclo de crecimiento principal.
Automatización de cosecha y envasado
YesHealth Group diseña la automatización de la recolección y el envasado para satisfacer las demandas de los consumidores regionales. En Taiwán, por ejemplo, venden plantas con sus raíces intactas para aumentar la calidad y la vida útil. Así, su máquina cosechadora corta solo una parte de las raíces. En Europa, por el contrario, los consumidores prefieren las hortalizas de hojas cortadas desde la raíz. Por eso, han diseñado específicamente una máquina cosechadora que corta todas las raíces para sus socios europeos.
Automatización de limpieza
Una vez recolectadas las plantas, las bandejas y tablas se ciclan en la automatización de limpieza, que utiliza potentes chorros de agua y cepillos para eliminar los restos de materia vegetal. Luego, las bandejas y los tableros se pueden devolver a YesBase y a la automatización de siembra.
Transferencia de tecnología
El soporte a largo plazo ayuda a los socios a maximizar la eficiencia y las ganancias. La transferencia de tecnología es un proceso a largo plazo mediante el cual YesHealth Group brinda apoyo a sus socios, ayudándolos a maximizar la eficiencia. El proceso comienza durante la construcción de una granja vertical y se extiende a lo largo de toda la asociación. El proceso inicial de transferencia de tecnología se puede completar dentro de los tres meses siguientes a la construcción de la granja vertical. Sin embargo, YesHealth Group puede extender el proceso entre 12 y 24 meses o hasta un punto en el que el socio haya alcanzado la plena eficiencia de producción y su personal esté completamente capacitado. Luego, el equipo puede regresar para brindar capacitación adicional según sea necesario.