Agricultura urbana 4.0: cómo las tecnologías digitales hacen avanzar la agricultura en la ciudad

Con la creciente urbanización y el aumento de la demanda de alimentos, las ciudades de todo el mundo se enfrentan al reto de garantizar la seguridad alimentaria de su población. La agricultura urbana ofrece una solución al trasladar la producción de alimentos a las ciudades. La agricultura urbana 4.0 utiliza modernas tecnologías digitales para maximizar la eficiencia y el rendimiento de las tierras de cultivo urbanas. Mediante el uso de IoT, big data, sistemas automatizados e IA, las ciudades pueden reforzar su autosuficiencia al tiempo que reducen su impacto medioambiental.

Dato curioso: Según un estudio de AgFunder, las tecnologías digitales en la agricultura urbana podrían aumentar la producción de alimentos en las ciudades de todo el mundo hasta en un 30 % de aquí a 2030.

La agricultura urbana 4.0 se basa en una combinación de varias tecnologías que trabajan juntas para hacer más eficiente y sostenible el cultivo en las ciudades.

Internet de las cosas (IoT)

Los sensores IoT controlan en tiempo real parámetros importantes como la temperatura, la humedad, la luz y los niveles de nutrientes. Estos datos ayudan a los agricultores a optimizar las condiciones ambientales de sus plantas y a reducir el consumo de agua y energía.

Big data y análisis de datos

El big data se utiliza para analizar grandes cantidades de datos procedentes de diversas fuentes con el fin de identificar patrones y tendencias en el desarrollo de las plantas. Estos datos permiten tomar decisiones más precisas y aumentar el rendimiento mediante una estrategia de cultivo optimizada.

Inteligencia artificial (IA)

Los algoritmos de IA analizan los datos de los sensores y pueden crear modelos predictivos para determinar el mejor momento para la cosecha o la fertilización necesaria. La IA también ayuda a automatizar los sistemas de riego e iluminación.

Sistemas automatizados y robótica

Los robots se encargan de tareas como plantar, cosechar y cuidar las plantas a gran escala. Los sistemas automatizados controlan el riego y la fertilización y garantizan que las plantas tengan unas condiciones óptimas en todo momento.

Ejemplo práctico: En Singapur, una granja vertical utiliza IoT e IA para regular automáticamente el suministro de nutrientes y la iluminación de las plantas, lo que ha aumentado significativamente el rendimiento de los cultivos.

La agricultura urbana engloba diversos métodos de cultivo que pueden optimizarse mediante el uso de tecnologías digitales.

Granjas verticales

Las granjas verticales cultivan plantas en varias capas superpuestas, maximizando la superficie de cultivo. Los sistemas de control digital optimizan la luz, el agua y los nutrientes para cada capa, lo que permite obtener mayores rendimientos.

Acuaponía

La acuaponía combina la piscicultura y el cultivo de plantas. Los excrementos de los peces aportan nutrientes a las plantas, mientras que éstas purifican el agua para los peces. Los sensores controlan la calidad del agua y los niveles de nutrientes y garantizan un sistema equilibrado.

Hidroponía

En hidroponía, las plantas se cultivan en una solución rica en nutrientes en lugar de en tierra. Sensores y sistemas automatizados regulan la concentración de nutrientes y el valor del pH para garantizar un crecimiento óptimo.

Azoteas

Las granjas en azoteas utilizan los tejados urbanos para producir alimentos. Los sensores IoT y los sistemas de riego automatizados ayudan a optimizar las condiciones de cultivo en las azoteas y a utilizar el agua y la energía de forma eficiente.

Ejemplo práctico: en Nueva York, la empresa Gotham Greens explota granjas en azoteas que utilizan sistemas de control digital para cultivar lechugas y hierbas aromáticas en condiciones ideales.

El uso de tecnologías digitales en la agricultura urbana ofrece muchas ventajas que aumentan la eficiencia y la sostenibilidad de la agricultura urbana.

Mayor rendimiento y mejor calidad de los alimentos

Mediante el control preciso de las condiciones de cultivo y la supervisión de los parámetros de crecimiento, se pueden obtener mayores rendimientos y una alta calidad constante de los alimentos.

Optimización de la eficiencia de los recursos

Las tecnologías digitales permiten optimizar el consumo de agua, energía y nutrientes, lo que minimiza el impacto medioambiental del cultivo y reduce los costes de producción.

Reducción de las emisiones de CO₂

Como los alimentos se producen localmente, se eliminan las largas rutas de transporte y las emisiones asociadas. Esto contribuye a reducir la huella de carbono de la producción urbana de alimentos.

Fomento de la autosuficiencia y la resiliencia urbanas

La agricultura urbana refuerza la autosuficiencia de las ciudades y las hace menos dependientes de las cadenas de suministro externas, lo que aumenta la resiliencia ante las crisis.

Opinión de los expertos: Según un estudio de las Naciones Unidas, la agricultura urbana podría reducir hasta un 15 % las emisiones de CO₂ en las ciudades, ya que se reduce la necesidad de transporte y los alimentos se producen localmente.

A pesar de sus ventajas, la digitalización de la agricultura urbana también conlleva retos y riesgos potenciales.

Costes de infraestructura elevados

La instalación y el mantenimiento de sistemas digitales como sensores IoT, iluminación y sistemas de riego son caros. La agricultura urbana requiere inversiones elevadas, especialmente en la fase inicial.

Complejidad tecnológica y requisitos de cualificación

La implantación y el mantenimiento de los sistemas digitales requieren conocimientos técnicos. Es necesario formar y educar a mano de obra cualificada para utilizar la tecnología de forma eficaz.

Aceptación entre la población

No todos los ciudadanos están familiarizados con el concepto de agricultura urbana y el uso de tecnologías modernas en el cultivo. Las ciudades necesitan comunicar los beneficios para fomentar la aceptación.

Sostenibilidad y consumo energético

El uso de sistemas de iluminación y controles automatizados aumenta la demanda de energía. Es importante integrar fuentes de energía renovables para garantizar la sostenibilidad.

Opinión de los expertos: Según una encuesta de la Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ), el 40% de las ciudades considera que los mayores retos para la introducción de la agricultura urbana 4.0 son los elevados costes de infraestructura y el 30% el alto consumo de energía.

Singapur: Sky Greens

En Singapur, la empresa Sky Greens ha construido una granja vertical que utiliza IoT e iluminación automatizada para producir verduras frescas. La granja ocupa poco espacio y optimiza el uso de los recursos.

Nueva York: Gotham Greens

Gotham Greens explota granjas en azoteas de Nueva York que producen lechugas y hierbas aromáticas para mercados locales. Mediante el uso de tecnologías digitales, los nutrientes y el agua se gestionan de forma óptima para lograr altos rendimientos.

Berlín: ECF Farm Berlin

ECF Farm Berlin combina la acuaponía y la agricultura vertical para cultivar peces y verduras bajo un mismo techo. La producción está totalmente digitalizada y los sensores controlan la calidad del agua y los nutrientes.

El ulterior desarrollo de las tecnologías digitales ofrece interesantes oportunidades para seguir mejorando la agricultura urbana y hacerla más sostenible.

1. Robótica: En el futuro, los robots podrían automatizar el cuidado de las plantas y la cosecha, aumentando aún más la eficiencia y reduciendo los costes laborales.
2. Blockchain: La tecnología Blockchain permite un seguimiento transparente y a prueba de manipulaciones del origen y los métodos de producción de los alimentos.
3. Inteligencia artificial(IA): la IA podría utilizarse para realizar análisis predictivos y optimizaciones que mejoren los tiempos de crecimiento y cosecha.
4. Sistemas energéticamente eficientes: El uso de energías renovables y de sistemas de iluminación energéticamente eficientes podría aumentar aún más la sostenibilidad de los métodos de agricultura urbana.

Perspectivas de futuro: Actualmente se está probando en Tokio un proyecto piloto que integra robots e IA en una granja de interior para automatizar todo el proceso de cultivo, desde la siembra hasta la cosecha.

La agricultura urbana 4.0 ofrece a las ciudades una solución sostenible y eficiente para aumentar la producción local de alimentos y reducir las emisiones de CO₂. El uso de tecnologías digitales como IoT, big data, IA y robótica puede maximizar los rendimientos, optimizar los recursos y promover la autosuficiencia en las ciudades. A pesar de desafíos como los altos costes de infraestructura y la complejidad tecnológica, está claro que la Agricultura Urbana 4.0 tiene el potencial de revolucionar la agricultura urbana y garantizar la seguridad alimentaria para las generaciones futuras.

Reflexión final: la agricultura urbana 4.0 es algo más que una innovación tecnológica: es un paso hacia un futuro sostenible y resiliente en el que las ciudades sean más independientes y respetuosas con el medio ambiente. Con la tecnología y la estrategia adecuadas, las ciudades podrían contribuir significativamente al suministro mundial de alimentos.

Más información: El lunes 25 de noviembre, el acto de clausura del concurso „On the move at home. La movilidad en las zonas rurales“ tuvo lugar en Bonn.