La Agricultura 4.0, basada en el concepto de agricultura sostenible, representa la última evolución de la Agricultura de Precisión. Esta cuarta revolución surgió a principios de la década de 2010, que implicó el uso de los avances tecnológicos mencionados de la Industria 4.0, combinados con sensores, robots e inteligencia artificial (IA), en particular técnicas de aprendizaje automático (ML), para el análisis avanzado de datos. Aliada a la conectividad entre dispositivos móviles y otras plataformas, la Agricultura 4.0 genera y procesa un enorme volumen de datos que servirán de base para la toma de decisiones. Se cree que la Agricultura 4.0 puede traer importantes mejoras globales, en términos de aumentar la productividad y eficiencia de los sistemas agrícolas y alimentarios, mejorar la cantidad, calidad y accesibilidad de los productos agrícolas, adaptarse al cambio climático, reducir la pérdida y desperdicio de alimentos, optimizar el uso de los recursos naturales de forma sostenible y, en consecuencia, reduciendo el impacto ambiental en los próximos años.
Según la FAO (2020), la Agricultura 4.0 no solo trata de mejorar la práctica de la agricultura, sino también de cambiar el funcionamiento de los sistemas agroalimentarios. La cadena de suministro agroalimentario es un término utilizado para describir los procesos involucrados desde la producción de productos agrícolas hasta su distribución al consumidor final (Figura 2) y generalmente está formado por varias entidades responsables de la producción, procesamiento, distribución y comercialización.
Dominios de aplicación existentes para la Agricultura 4.0
La Agricultura 4.0 ofrece varias oportunidades de innovación que pueden ser observados en dominios heterogéneos a través de toda la cadena de suministro agroalimentario. Estos dominios de aplicación pueden clasificarse en cuatro categorías principales, como se ilustra en la Figura 3: (a) vigilancia o monitoreo; (b) control; (c) predicción; y (d) logística. A pesar de esta variedad, una característica común es que esta innovación proviene de los desarrollos recientes en tecnologías disruptivas tales como Internet de las cosas (IoT), tecnología de sensores, robótica, computación en la nube e IA. Además, si bien estos dominios aparecen por separado, de hecho, están estrechamente vinculados. Por ejemplo, un sistema de control inteligente en realidad requiere funciones de monitoreo y posiblemente pronóstico para aprovechar al máximo el potencial de los sistemas de soporte basados en datos.
La Agricultura 4.0 y el Desarrollo Sostenible
La Agricultura 4.0 está jugando un papel central en la configuración del futuro del sector agroalimentario, al tener como pilares las tres dimensiones principales de la sostenibilidad. Estos tienen como objetivo proporcionar beneficios económicos, sociales y ambientales, de manera ética y justa. En términos de beneficios económicos, la Agricultura 4.0 implica la aplicación de tecnologías modernas para generar datos y utilizarlos para el procesamiento, análisis y toma de decisiones en tiempo real. Este concepto ayuda a optimizar la producción primaria, la cadena de suministro y el rendimiento logístico. Por ejemplo, la adopción de la estrategia «producir más con menos» en la gestión agrícola prevé reducir los costos asociados con los insumos agrícolas, al tiempo que se asegura el crecimiento económico. En cuanto a los beneficios sociales, la Agricultura 4.0 tiene como objetivo hacer que los sistemas agroalimentarios sean más sostenibles, reducir las pérdidas y el desperdicio de alimentos y mejorar la seguridad alimentaria, con el fin de acabar con el hambre y la malnutrición en todo el mundo.
Los consumidores no solo tendrían acceso a productos seguros, nutritivos y saludables, con suerte a precios más competitivos, sino que también construirían un vínculo de confianza entre ellos y los agricultores/ minoristas, contribuyendo a potenciar el crecimiento social y económico no solo en el sector agroalimentario sino también del país. Además de eso, la Agricultura 4.0 compromete cambiar el mercado laboral y las habilidades necesarias en la agricultura, así como los modelos de negocio de las empresas agroalimentarias. Por último, los beneficios ambientales se centrarían esencialmente en una estrategia de neutralidad climática de los sistemas agrícolas y alimentarios. El uso racional de los recursos naturales y productos agroquímicos (como fertilizantes, herbicidas y pesticidas) en los campos, la mitigación de las emisiones de los gases de efecto invernadero y el uso eficiente de la energía en cada etapa de la cadena de suministro agroalimentario prevén disminuir los impactos negativos en el medio ambiente, así como proteger la vida humana, animal y vegetal y garantizar el bienestar social.
Nivel de Madurez y Tasa de Adopción de Tecnologías Digitales
Un estudio reciente clasificó las tecnologías de «agricultura inteligente» según su nivel de madurez tecnológica TRL, siendo TRL 1: principios básicos observados y TRL 9: sistema real probado en el entorno operativo, y los resultados de los reportes científicos muestran que en la mayoría están posicionados en el nivel TRL 5, lo que significa que el nivel de madurez de la mayoría de las tecnologías de Agricultura 4.0 es aun relativamente bajo, y la mayoría se encuentra estancada en la etapa piloto bajo un ambiente controlado. Si bien esto puede justificarse por una serie de factores específicos de la agricultura, incluidas las condiciones adversas y dinámicas de los entornos reales, junto con los desafíos típicos de sensibilización y capacitación para los usuarios finales, es interesante observar que el mismo obstáculo se encuentra en las aplicaciones de Industria 4.0., de las que el paradigma Agricultura 4.0 extrae muchas de sus tecnologías. Sin embargo, se pueden encontrar algunas excepciones, como en el caso de la teledetección, que ha experimentado un aumento en los niveles de adopción en los últimos años debido no solo a la cantidad de datos disponibles, sino también a la posibilidad de eludir barreras geográficas y ambientales, proporcionando conocimientos en muchos dominios, como el manejo de cultivos y la estimación del rendimiento, entre otros.
También es particularmente interesante observar que el nivel de madurez y la tasa de adopción de tecnologías digitales dependen en gran medida del nivel de desarrollo asociado con un área geográfica determinada. Si bien los países desarrollados están adoptando el concepto de Agricultura 4.0 con mayor rapidez, en los últimos años se han lanzado varias iniciativas para llenar este vacío en los países en desarrollo, con programas dedicados a promover y permitir la innovación digital en los sistemas agrícolas, como por ejemplo, la transformación digital del sector agroalimentario en la región del Cercano Oriente y África del Norte.
Para saber más de este tema:
Excente y animador al manejo responsable del ambiente con una agricultura sostenible en el mundo digital.