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Dentro de una estructura de vidrio imponente, cientos de plantas de tomate prosperan, pero este no es un invernadero convencional.
Cada factor relevante, desde la concentración de gases hasta el espectro lumínico, es vigilado por sensores que transmiten datos a sistemas informáticos. Estos datos alimentan algoritmos perfeccionados mediante inteligencia artificial.
Así, la producción alcanza hasta cinco veces la cantidad generada por un invernadero tradicional de bajo nivel tecnológico en América Latina.
Las plantas están ubicadas en el campus de la Universidad de Wageningen (Wageningen University & Research, WUR) en los Países Bajos, reconocida mundialmente por sus investigaciones en producción alimentaria.
Dicha universidad se encuentra en el núcleo del llamado Food Valley (Valle de los Alimentos), una zona con múltiples centros investigativos que ha permitido a los Países Bajos posicionarse como el tercer mayor exportador mundial de alimentos (por valor monetario), pese a tener un territorio de poco más de 41.000 km², 70 veces más pequeño que Argentina.
¿Cuál es la clave de este logro?
En BBC Mundo se entrevistó a especialistas de la Universidad de Wageningen —incluidos investigadores latinoamericanos— sobre las innovaciones en la producción neerlandesa de alimentos, sus posibles aplicaciones en América Latina y el gran reto para los Países Bajos: bajar el consumo energético y elevar la sostenibilidad.
Condiciones favorables
El científico neerlandés Leo Marcelis, líder del grupo de Horticultura y Fisiología de Plantas en la Universidad de Wageningen, comenta a BBC Mundo que tanto el clima como la ubicación geográfica benefician a los Países Bajos.
«Contamos con un clima moderado y agua suficiente. Poseemos un clima marítimo, donde los veranos no son excesivamente calurosos y los inviernos no alcanzan temperaturas extremas».
Además, menciona que está cerca de millones de consumidores potenciales en Europa.
Rótterdam representa el mayor puerto para la transferencia de productos agrícolas en Europa Occidental.
Las exportaciones principales incluyen hortalizas, carne, lácteos, plantas ornamentales y flores, con Alemania, Bélgica, Francia y Reino Unido como los mercados más importantes.
Fuente de la imagen, Wageningen University & Research
Asimismo, se importan grandes cantidades de materias primas para procesarlas y luego exportar.
Los Países Bajos son, por ejemplo, uno de los principales exportadores mundiales de cacao y el mayor importador de granos de cacao, que transforman en productos semielaborados como pasta, manteca y polvo de cacao para su exportación.
Marcelis resalta que históricamente la agricultura en los Países Bajos se ha caracterizado por una fuerte tradición de apertura.
«Un factor crucial que quizás nos distingue de muchos otros países es la colaboración y el trabajo conjunto».
El intercambio de experiencias entre productores agrícolas constituye una tradición de décadas, en subastas de hortalizas y flores o cooperativas de productores.
«Los agricultores se encuentran frecuentemente, a menudo semanalmente, para visitar parcelas y aprender unos de otros».
Esta interacción se facilita gracias a las distancias cortas del país.
«Nuestro país es bastante pequeño. Desde la universidad, que está en el centro de esta red, en dos horas en coche se llega al extremo sur o al extremo norte. Al oeste no puedo conducir dos horas porque llegaría al mar; y hacía el este, en media hora se está en Alemania».
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"Un ecosistema completo" de innovación
Sin embargo, más allá de la localización o las tradiciones, un factor fundamental del sistema neerlandés es la innovación constante.
«Tenemos la universidad, pero también los spin offs, empresas derivadas de la universidad, muchas de ellas fundadas por personal académico o estudiantes que desean mantener conexión con Wageningen», explica Marcelis.
«En el campus también están los departamentos de investigación de grandes compañías como Unilever o Friesland Campina, una de las grandes cooperativas lácteas. Así, existe un ecosistema completo».
La universidad recibe financiamiento del Consejo Nacional de Investigación de los Países Bajos, pero «muchas subvenciones nacionales solo están disponibles si colaboramos con empresas que deben aportar parte del financiamiento».
«Esto implica que nuestra investigación debe estar vinculada con los intereses de las empresas, lo que nos obliga a trabajar con ellas para asegurar que los resultados sean útiles para los agricultores. Por supuesto, también obtenemos fondos para investigación básica».
Marcelis añade que cada proyecto requiere un acuerdo previo con la empresa involucrada.
«Se establecen normas sobre el grado de apertura o confidencialidad de los resultados, los tiempos de publicación (algo vital para la universidad) y, por supuesto, se pactan derechos de propiedad intelectual».
Fuente de la imagen, Wageningen University & Research
Invernaderos equipados con sensores
Dentro de este ecosistema, se han desarrollado múltiples avances en la agroindustria neerlandesa, desde drones y análisis de suelos para el uso inteligente de fertilizantes en campo abierto, hasta invernaderos con tecnología avanzada.
En el área de invernaderos, «en Wageningen diseñaron un sistema tan eficaz que permite alcanzar rendimientos de hasta 100 kg de tomate por metro cuadrado anualmente», señala a BBC Mundo la científica mexicana Cristina Zepeda, profesora asociada en ciencias vegetales en Wageningen.
«En un invernadero en México, con tecnología limitada, quizás solo con mallas sombra, la producción ronda los 20 kg por metro cuadrado al año».
El investigador brasileño Nilson Vieira Junior, profesor asociado de fisiología vegetal y modelos computacionales de cultivos en Wageningen, comenta que en los invernaderos neerlandeses «el cultivo en suelo ha desaparecido casi por completo».
«Se cultivan plantas en sustratos, lo que permite un control más riguroso de la nutrición y posibilita la reutilización casi total del agua de riego, elevando la eficiencia del recurso y reduciendo el impacto ambiental y la contaminación producida durante la producción de alimentos».
«Estos sistemas ofrecen monitoreo preciso del entorno, controlando temperatura, niveles de CO2, humedad relativa y radiación».
Fuente de la imagen, Gentileza Cristina Zepeda
Cada parámetro, como la tonalidad de la luz, es supervisado por sensores, comenta Zepeda.
«Disponemos de luces LED de diferentes colores que estimulan a las plantas a producir más».
«Las plantas cuentan con pigmentos sensibles a diversas longitudes de onda, como luz roja, infrarroja o azul. Estos pigmentos activan moléculas para sintetizar diferentes compuestos», explica.
«Con luz roja se estimula la síntesis de pigmentos como antocianinas o licopeno. Podemos dirigir la producción hacia los compuestos deseados. Realizamos muchas pruebas con distintos colores y evaluamos cambios en azúcares, licopeno o almidones conforme al porcentaje de luz azul o roja».
Vieira destaca que una de las áreas clave de investigación es el desarrollo de sistemas autónomos.
«Estos sistemas integran sensores que vigilan variables climáticas y el estado fisiológico de las plantas, junto con modelos de simulación del crecimiento».
«Gracias a la inteligencia artificial, no solo proponen estrategias de manejo eficientes, sino que también regulan automáticamente el ambiente y la operación del invernadero».
Fuente de la imagen, Gentileza Nilson Vieira
El principal obstáculo: la energía
Marcelis asegura que el próximo avance en el manejo de variables será abandonar el modelo de invernadero para avanzar hacia granjas verticales en entornos cerrados, totalmente autónomas respecto al clima exterior y luz solar.
Estos sistemas se generalizarán, afirma; sin embargo, al igual que los invernaderos, demandan un alto consumo energético.
«El uso de energía constituye el gran cuello de botella, por eso gran parte de nuestra investigación se enfoca en este punto», señala Marcelis.
La profesora Zepeda comenta: «El gran desafío en Holanda es que se consume mucha energía para calentar invernaderos, dado el clima frío. Es necesario quemar gas natural y emplear luces suplementarias».
Añade que «la horticultura en Holanda representa el 10% del consumo nacional de gas, un gasto muy alto, y el gobierno ya anunció que para 2050 no se podrá utilizar más gas. Todo debe provenir de fuentes renovables».
Fuente de la imagen, Sara Vlekke/WUR
Zepeda actualmente investiga cómo disminuir el consumo de energía, proponiendo que las plantas actúen como «baterías».
La energía renovable varía según el viento y la radiación solar, lo cual hace que el consumo energético en el invernadero también fluctúe, explica.
«Las plantas se desarrollaron en condiciones naturales con noches frías y días cálidos, soportando variaciones sin perder rendimiento. Si, por ejemplo, hay un exceso de electricidad a bajo costo, se puede aprovechar para calentar el invernadero».
«La planta debe tener la capacidad de almacenar azúcares en los días soleados y, si se anticipa un día frío, usarlos para mantener la producción».
Para que las plantas funcionen como baterías, es necesario medir continuamente con sensores la tasa de fotosíntesis, la producción de azúcar y desarrollar modelos computacionales más avanzados.
«Esta es actualmente una de las principales líneas de investigación de nuestro grupo».
La inteligencia artificial en la ganadería
Una innovación impulsada en Wageningen en la ganadería consiste en reducir las emisiones de metano en animales rumiantes como vacas y ovejas.
El metano, un gas de efecto invernadero potente, se libera durante la fermentación del alimento en el tracto digestivo, principalmente mediante eructos o excreciones.
«Algunos animales emiten más metano que otros, algo que depende en parte de factores genéticos», explica el profesor Roel Veerkamp, director de Mejora Genética Animal y Genómica en la Universidad de Wageningen y líder de la iniciativa Global Methane Genetics, un proyecto con más de 50 colaboradores en 25 países, incluyendo programas en África y Latinoamérica.
«Seleccionar animales con menores emisiones en programas de cría permitirá reducir considerablemente las emisiones a largo plazo».
Según Veerkamp, una reducción del 25% en las emisiones durante 25 años es una meta alcanzable.
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Otra prioridad es aumentar el bienestar animal.
Veerkamp y su equipo emplean inteligencia artificial para analizar imágenes y videos del comportamiento animal.
«Grabamos videos de grupos de pollos y vacas, o de vacas individuales mientras caminan frente a la cámara. Utilizamos IA para evaluar su comportamiento: movimientos, normalidad en la locomoción, problemas en las patas, tiempo de descanso o poca actividad», detalla.
«Con estos datos desarrollamos indicadores para monitorear o mejorar el bienestar de los animales».
De Wageningen hacia América Latina
Cada año, personas provenientes de diversos países participan en los cursos de verano de Wageningen, entre ellos el de invernaderos de alta tecnología, que inicia el 31 de agosto próximo.
Aunque los invernaderos neerlandeses implican una inversión elevada, Zepeda asegura que ciertos componentes tecnológicos pueden incorporarse en regiones como América Latina.
Un ejemplo es la hidroponía o el riego por goteo. «En Holanda no hay problemas de agua, pero en Latinoamérica sí», destaca.
Fuente de la imagen, Joris Aben/WUR
También se destaca el uso de luces adicionales de diversos colores para estimular la producción en las plantas.
Zepeda y Vieira coinciden en que estas tecnologías deben adaptarse a cada entorno.
«Es importante aclarar que no se trata solo de un proceso de copiar y pegar», señala Vieira.
«Un ejemplo claro es el control climático en invernaderos. En los Países Bajos, el desafío principal es calentar y proveer luz artificial para compensar la baja radiación solar invernal.
En Latinoamérica, y especialmente en regiones tropicales, el reto es prácticamente inverso: disminuir las temperaturas altas y aprovechar mejor la abundante radiación solar».
Una posible tecnología trasladable, según Zepeda, es el sistema de pared húmeda o active cooling, que consiste en ventilar mediante agua fría que circula por láminas al extremo del invernadero y un extractor que redistribuye aire refrigerado.
Para Vieira, «el valor principal de las innovaciones de Wageningen no está en su simple replicación, sino en su adaptación inteligente para mejorar la eficiencia, resiliencia y sostenibilidad agrícola en Latinoamérica».
Fuente de la imagen, Joris Aben/WUR
En América Latina existen otros desafíos mayores.
«Con el aumento poblacional será necesario elevar la producción de alimentos, mientras se protegen los recursos naturales y se fomenta la inclusión socioeconómica de productores diversos, desde campesinos familiares hasta grandes agricultores», indica Vieira.
«Uno de los retos será lograr una producción más eficiente y rentable, sin expansión de tierras agrícolas, para preservar la biodiversidad.
Además, hay una demanda creciente de sistemas agropecuarios regenerativos que disminuyan impactos ambientales y ayuden a restaurar tierras degradadas».
Zepeda destaca que si antes el enfoque era obtener suficientes calorías, la preocupación actual es: ¿cómo asegurar que todos dispongan de nutrientes esenciales?
Frente al cambio climático y sequías, señala, la agricultura en campo abierto es cada vez más difícil para suministrar estos nutrientes a la población.
«Estamos agotando el agua y el suelo, además de enfrentar fenómenos climáticos extremos».
La producción intensiva de los Países Bajos puede ofrecer una vía.
«Considero que la horticultura tiene un gran valor —comenta Zepeda—, ya que con un invernadero se puede cultivar más en menos espacio y proteger mejor los cultivos».
«El reto, obviamente, es cómo adaptar esta tecnología a las condiciones específicas de cada región».
Gráfico por Laís Alegretti, del equipo de periodismo visual de BBC News Mundo.