Córdoba lleva más de tres décadas volcada en la investigación agroalimentaria y el grupo AGR-128 de la Universidad de Córdoba (UCO), dedicado a la Ingeniería de Sistemas de Producción Agro Ganaderos, es uno los referentes internacionales en el control de calidad de alimentos y productos animales mediante el uso de las nuevas tecnologías.
Lola Pérez-Marín, catedrática de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y de Montes (Etsiam) de la UCO, es una de las responsables de la línea de investigación del grupo destinado al uso de sensores para el control agroalimentario mediante el uso de la llamada tecnología NIRS, las siglas en inglés de un método de diagnóstico de productos denominado Espectroscopía de Reflectancia en el Infrarrojo Cercano. Esta tecnología usa sensores de luz que iluminan la muestra para obtener la huella de cada producto, algo parecido a la huella digital humana pero trasladado a los alimentos. Como se recoge en el artículo «Tecnologías ópticas para la inspección no destructiva del producto en postcosecha», firmado por la propia Pérez-Marín junto a los investigadores José Blasco, Ricardo Díaz y Nuria Aleixos, las técnicas espectroscópicas «se basan en la interacción de la luz con el producto para obtener información sobre su composición físico-química, su estructura, contaminación microbiológica o, incluso, parámetros relacionados con sus características organolépticas, que se pueden asociar a determinadas longitudes de onda».
Cada producto, señala Pérez-Marín, envía así «una señal única y eso, tratado con herramientas matemáticas», como algoritmos de big data que manejan un gran volumen de datos, permite elaborar modelos «para predecir la calidad de los productos». Para explicar el proceso la catedrática indica que se toma un grupo de muestras de cada producto para determinar cada uno de los parámetros que quieren analizar. Como ejemplo, en el aceite de oliva virgen extra buscan variables como la acidez o el índice de peróxidos, entre otros muchos. A partir de estas muestras, y siguiendo pautas matemáticas, los investigadores ajustan los datos y crean un «modelo», una aplicación que servirá de referencia para analizar las muestras de ese producto que se tomen en el futuro.
La parte más laboriosa y con mayor coste económico de esta tecnología NIRS es, precisamente, la etapa dedicada al desarrollo de un modelo de referencia para un producto concreto, ya que son muchas las variables que deben tener en cuenta. Esta es la parte que realizan los investigadores del AGR-128. Una vez solventado este proceso y fijados los parámetros, «en cuestión de segundos podemos tener toda la información que queramos de las nuevas muestras que vengan» y a través de la pantalla, «de forma instantánea», pueden comprobar aspectos como la humedad, las proteínas o las grasas de un alimento.
Aunque el equipo de investigación trabaja con estas técnicas estretoscópicas desde hace unos treinta años, las formas de hacer de hoy en día difieren de las empleadas en los años 90. Así, si antes la actividad se centraba en un laboratorio, en la actualidad cuentan con equipos portátiles que pueden trasladar al campo, al matadero «o para tenerlo instalado en una industria y estar presente en la línea productiva» de los diferentes alimentos.
Lola Pérez-Marín subraya que entre los usos de la tecnología NIRS se encuentran el control de calidad de los alimentos que consumen los animales, tanto las mascotas como los que forman parte de una cabaña ganadera. Esto, a su vez, se extiende a los productos de origen animal que salen al mercado, como carnes frescas o embutidos. En este último caso el empleo de NIRS permite, por ejemplo, conocer si un jamón proviene de un animal alimentado con pienso o con bellota, así como la pureza racial del animal.
En cuanto a la aplicación hortofrutícola, el equipo de investigación tiene contratos con distintas empresas cordobesas y de distintos puntos de la geografía española que han demandado sus servicios para analizar aspectos como el contenido de nitrato de sus productos, la humedad, la acidez o los azúcares de una fruta. Junto a ello, esta tecnología permite que, de manera fácil, rápida y a bajo coste se pueda detectar la calidad del aceite de oliva y determinar si es virgen extra, virgen o lampante o diferenciar si una almendra es amarga o dulce. Y es que, como escribía la catedrática de Etsiam en 2019, «el espectro proporcionado representa una huella digital única del producto que, procesado adecuadamente con herramientas matemáticas multivariantes, permite obtener información de la composición del producto, de parámetros relacionados con la seguridad y la calidad, el procesado o la vida útil y, asimismo, establecer sistemas de alerta basados en análisis de conformidad de producto con información espectral exclusivamente».
Otra de las cualidades de la tecnología NIRS es que es «no destructiva» de los alimentos que analiza, es decir, que mantiene el producto con todas sus propiedades y es perfectamente apto para el consumo. Además es una tecnología «limpia» porque «no utilizamos reactivos y no hay residuos». Esto, tal y como señala la catedrática, ofrece numerosas ventajas a las empresas agroalimentarias ya que permite el análisis de toda la producción - y no solo de un lote seleccionado- a un coste muy bajo. Junto a ello, al ser una tecnología que en su aplicación es «más barata, rápida y no destructiva, incrementa el muestreo y el volumen de producto inspeccionado» de manera que se tiene «una idea más clara de la calidad» que está elaborando o vendiendo.
De cara al consumidor, continúa, es una forma de darle «una mayor garantía de lo que está comprando y consumiendo». Por eso en los últimos proyectos que lleva a cabo el grupo de investigación de la UCO han diseñado, además de la aplicación necesaria para cada producto inspeccionado, una segunda aplicación que permite al comprador conocer la información pormenorizada de lo que adquiere a través de un código QR, accesible desde el teléfono móvil. Por ello, «son muchas las ventajas y mucho menores las limitaciones» que presenta la tecnología NIRS para el sector agroalimentario y para el destinatario final.
Con todo, el grupo AGR-128 de la Universidad de Córdoba (UCO) es un referente internacional en esta línea de investigación con tecnología espectroscópicas, según explica Lola Pérez-Marín. De hecho en la actualidad la catedrática de Etsiam es en la actualidad coordinadora de Sensorfint, un proyecto europeo para desarrollar una red de trabajo en sensores espectrales no destructivos. En esta red, abierta y de trabajo colaborativo, está financiada por la organización de Cooperación Europea en Ciencia y Tecnología (COST).
El objetivo principal, indica su presidenta, «ha sido crear una red multidisciplinar para la aplicación de sensores espectrales no destructivos a las demandas de la industria agroalimentaria en cuanto a aspectos relacionados con la calidad, seguridad, autenticidad o trazabilidad de los productos que procesan, combinando experiencia de distintos participantes en ámbitos como la investigación, el diseño de sensores o la transferencia de tecnología para acelerar la implementación de sensores espectrales a lo largo de toda la cadena alimentaria». Además, esta acción COST «está orientada al uso de sensores y tecnologías que permitan el diseño de nuevos sistemas inteligentes de control de calidad para abordar los nuevos desafíos de la Industria 4.0, es decir, una inspección masiva, automatizada, digitalizada, instantánea y no destructiva de productos y procesos alimentarios que posibilite la toma de decisiones informadas en tiempo real». Junto a ello, la catedrática es presidenta del grupo de formación de la International Council of Near Infrared Spectroscopy (Sociedad Científica Internacional de tecnología NIRS), una entidad que, además, estuvo presidida entre 2017 y 2021 por la catedrática de la UCO Ana Garrido Varo, la primera mujer que desempeñó este cargo y compañera de Pérez-Marín.
EL grupo AGR-128 de la UCO ha sido, en palabras de Pérez-Marín «pionero en España», pero también «conocido a nivel mundial, sobre todo en el ámbito de la alimentación animal», y en el sector del cerdo ibérico, que es el terreno en el que comenzaron la investigación.
El I+D en la empresa privada
Además de los grupos de investigación de la Universidad, muchas empresas privadas del sector agroalimentario y de explotaciones agrarias y ganaderas cuentan también con sus propios departamentos de I+D, encargados de mejorar la calidad y el rendimiento de sus productos y de hacerlo a través de nuevas tecnologías.
Juan Carlos Cañas es el responsable del departamento de I+D de Elaia, una firma nacional dedicada a la producción y elaboración de aceite de oliva ecológico que gestiona más de 80 fincas y cuyo ámbito de actuación se sitúa en Portugal, Marruecos y España, en este último caso en Extremadura y Córdoba, donde cuentan con unas 700 hectáreas repartidas entre Córdoba capital y en Castro del Río y en las que se cultivan diversas variedades.
Trabajan principalmente con olivar en seto o superintensivo de distintas variedades, aunque en los últimos tiempos también han incorporado almendros. La novedad, explica Cañas, es que parte de este cultivo superintensivo es ecológico y otra parte se encuentra en proceso de conversión. Indica que la digitalización de este tipo de cultivos pasa por distintos aspectos, como el uso eficiente del agua para lo que han desarrollado varios proyectos de investigación en colaboración con el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y el Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera de la Junta de Andalucía (Ifapa) para determinar «cuál es la dosis de agua que el olivar superintensivo debe de usar».
Para determinar qué momento es más adecuado para el riego de estas plantaciones «nos ayudamos de sondas de humedad» que «colocamos en puntos estratégicos de la finca a distintas profundidades» para ver «que la planta esté aprovechando ese recurso». Además la empresa cuenta con una plataforma propia para el control y seguimiento del riego en todas las fincas.
Junto a estas sondas, el departamento de I+D trabaja con otros sensores. Hasta 2020, indica Cañas, contaban con «sondas de turgencia», que ofrecen datos sobre el nivel de hidratación de la planta «para dejar de regar cuando tenga unos niveles óptimos». Además, han incorporado dendómetros, instrumentos utilizados para medir las dimensiones de los árboles y la hidratación de la planta que son capaces de mostrar si hay un «estrés hídrico o exceso de agua».
Junto a ello han incorporado el seguimiento de los cultivos con imágenes de satélite y drones, que permite medir índices como el vigor de las plantas y ayuda a «hacerte una idea del estado general de tu finca» y posibilita «delimitar zonas con menor crecimiento para darle un tratamiento de riego diferenciado según la imagen» que proporcionan las imágenes tomadas por el satélite.
Juan Carlos Cañas subraya que el uso de estas tecnologías presenta numerosas ventajas, porque cuando «tienes fincas de cierto tamaño y con un millón de árboles necesitas tener un control de los gastos». «Al final», indica, «es un ahorro de gastos porque estás utilizando los recursos de forma mucho más eficaz» y se logra maximizar el beneficio de las plantaciones.
Por otra parte, la digitalización ayuda también a la gestión de plagas. «Nosotros, por ejemplo, realizamos modelos mediante el estudio de las estaciones climáticas que tenemos en cada una de las fincas para ver una previsión de mosca de olivar y adelantarnos entre una y dos semanas de un ataque y así decidir si hacer o no un tratamiento».
Para Juan Carlos Cañas, «el futuro de la agricultura va por ahí, por seguir desarrollando ese tipo de modelos» predictivos que ayuden a prevenir enfermedades como el repilo, la lepra, la tuberculosis u otro tipo de plagas como el prays o polilla del olivo, una de las más dañinas.
También considera importante que antes de hacer una plantación se realice un estudio del suelo a través de distintas técnicas, como el uso de un instrumento que colocado en un vehículo como un 4X4 o un quad permite medir la conductividad eléctrica del suelo, lo que hace posible la elaboración de «un mapa del terreno para ver diferencias de conductividad y, por lo tanto, también diferencias en el tipo de suelo». Esta técnica de conductividad eléctrica determina la textura del terreno y aporta información como si tiene más limo, más arena o más arcilla.
Lo interesante» de esta tecnología es que a la hora de hacer el sistema de riego se puede «organizar la finca en varios turnos», de manera que si un suelo es diferente a otro se riega por separado, «porque uno va a necesitar más agua que otro».
Esta empresa colabora a su vez con distintas entidades públicas y empresas privadas, en las que apoya el seguimiento exhaustivo de sus explotaciones y con los que desarrollan y aplican distintas técnicas digitales.
No obstante, en su opinión, todos estos tipos de tecnología están especialmente indicadas para explotaciones superintensivas e intensivas ya que para el olivar tradicional «a lo mejor hay que buscar otro tipo de herramientas» puesto que éste tiene unas características y una extensión distintas y, en consecuencia, también sus propias peculiaridades.
En este sentido, destaca que «una de las cosas de las que pecamos en Córdoba y Jaén», y que es un primer paso para la digitalización, es la instalación de estaciones climáticas o meteorológicas en el campo para monitorear el microclima de la explotación, porque «es importante ir viendo las condiciones de nuestra finca» para controlar, por ejemplo, las heladas, las temperaturas máximas y mínimas o las humedades y su relación con las distintas enfermedades.
