Grupo Operativo ALGAVID: Digitalización del efecto producido por Bioestimulante y biorregeneradores de suelo a base de microALGAs, producidas en la misma instalación del agricultor

Se ha desarrollado un protocolo para la implementación y monitorización del cultivo de microalgas, garantizando así su crecimiento y reproducción autónomos mediante fotobiorreactores instalados en diversas fincas. Este sistema permite una producción eficiente y sostenible de microalgas, adaptada a las características específicas de cada entorno agrícola. En Viñedos del Río Tajo, se han instalado fotobiorreactores con una capacidad total de 2300 litros, mientras que en Bodegas Robles, especializada en cultivo de secano ecológico, se ha implementado un sistema de 300 litros. Se ha desarrollado con éxito un consorcio estable de Chlorella sorokiniana y Scenedesmus costatus, adaptado a las condiciones únicas de cada finca y capaz de autosostenerse en el tiempo. Además, se ha formado a los operadores en el manejo adecuado de los fotobiorreactores, incorporando su retroalimentación para optimizar el rendimiento del sistema según las necesidades identificadas. A lo largo del proceso, se han ideado estrategias para reutilizar el exceso de microalgas, aplicándolo en diversas aplicaciones en el viñedo, como el tratamiento de vides enfermas o la mejora del desarrollo radicular. Se han elaborado manuales de operación completos para garantizar la correcta implementación del sistema. Además, se evaluó la adaptación de las microalgas a diferentes condiciones ambientales, revelándose variaciones en ambos ecosistemas debido a las interacciones con microorganismos nativos.

Se ha desarrollado un Sistema de Apoyo a la Toma de Decisiones (SAD) para integrar los datos recopilados por sensores de campo y fuentes externas, facilitando una toma de decisiones agronómicas y ambientales eficiente y sencilla. El sistema permite la recopilación, el almacenamiento y la transmisión de datos mediante dispositivos autónomos alimentados por energía solar, lo que garantiza un funcionamiento ininterrumpido incluso en condiciones adversas. La comunicación se realiza mediante módems LTE que transmiten la información a un servidor central. Se han implementado sensores avanzados para monitorizar parámetros críticos como la humedad del suelo, la temperatura, la conductividad eléctrica, el pH y las condiciones meteorológicas. Además, se ha realizado una validación experimental para el desarrollo de un sensor NPK mediante la caracterización de muestras sintéticas en diversos rangos espectrales. Se ha implementado una plataforma en la nube que integra datos externos de fuentes como AEMET mediante algoritmos ETL y API para garantizar una gestión eficiente de los datos. El SAD permite la visualización de datos mediante gráficos interactivos, con opciones para exportar los resultados como imágenes o tablas de datos. Asimismo, el sistema calcula la integral térmica diaria, una métrica clave para predecir las etapas críticas del ciclo fenológico de la vid y optimizar la gestión del viñedo.

Se ha desarrollado un sistema para optimizar la producción de bioestimulantes a base de microalgas, con el objetivo de maximizar la eficiencia y la calidad. Este sistema incorpora detección de anomalías, gestión de alertas y generación automatizada de recomendaciones para optimizar continuamente el proceso de producción. El módulo de detección de anomalías verifica cada medición del sensor para garantizar que se encuentre dentro de los rangos esperados, identificando y registrando posibles fallos o errores. Además, se ha implementado un módulo de control de ausencia de datos para supervisar periódicamente la transmisión de datos, garantizando la continuidad ininterrumpida del proceso. Asimismo, se han desarrollado submódulos para definir acciones y un maestro de recomendaciones, lo que permite configurar acciones personalizadas según las condiciones específicas del campo. Estas recomendaciones incluyen ajustes en la aplicación de fertilizantes, corrección del pH y modificaciones del riego con microalgas.

Se ha desarrollado un nuevo consorcio de microalgas compuesto por Chlorella sorokiniana y Scenedesmus costatus para producir bioestimulantes agrícolas y biorremediadores de suelo rentables y sostenibles. Esta combinación fue seleccionada por su adaptabilidad a diversas condiciones ambientales y su probada eficacia para mejorar la salud de los cultivos y la calidad del suelo. El proceso de optimización implicó la estabilización del ecosistema, la evaluación del rendimiento en diversas condiciones ambientales y la adaptación a los requisitos específicos de cada viñedo. Además, se han establecido protocolos integrales para la preparación, el manejo y la aplicación de los bioestimulantes, garantizando su facilidad de uso por parte de los operadores y una eficacia consistente en diversos escenarios agrícolas. La eficacia del consorcio de microalgas se ha validado mediante su capacidad para mejorar el enraizamiento de las plantas y rehabilitar suelos con deficiencias específicas. También se han demostrado con éxito su estabilidad a largo plazo y su capacidad de adaptación a condiciones ambientales cambiantes.

Se ha desarrollado una plataforma agronómica que incorpora un sistema de soporte a la toma de decisiones (DSS) con interacción por voz para facilitar su uso y accesibilidad. Este sistema permite a los usuarios consultar información, recibir recomendaciones y navegar por los diferentes módulos de la plataforma a través de comandos de voz. El módulo de interacción por voz incluye funcionalidades avanzadas de reconocimiento de voz y emisión de recomendaciones mediante un asistente virtual. Este asistente permite acceder de manera rápida e intuitiva a distintos módulos de la plataforma, como la visualización de datos, consulta de gráficos, recepción de avisos y recomendaciones, así como acceso a imágenes satelitales. La navegación por voz mejora la experiencia del usuario al ofrecer un acceso eficiente y sin necesidad de interacción manual. El sistema permite al usuario escuchar de manera directa los avisos y recomendaciones generados por la plataforma, así como desplazarse entre módulos con comandos de voz, facilitando la consulta de información relevante y mejorando su accesibilidad.

Se realizó un análisis económico de la aplicación de microalgas en viñedos, evaluando su impacto en la fertilidad del suelo, la biodiversidad y la generación de residuos. Esta evaluación comparó parcelas tratadas con microalgas con parcelas control sometidas a fertilización convencional. Los resultados demuestran que la aplicación de microalgas mejora la materia orgánica del suelo, mejorando así su calidad y fertilidad. Además, las microalgas han demostrado una mejora progresiva y sostenible de la estructura del suelo, con efectos positivos acumulativos a largo plazo. Desde una perspectiva económica, la implementación del sistema ha logrado una reducción del 20% en el uso de fertilizantes, mejorando significativamente la eficiencia de los recursos y reduciendo los costos. Asimismo, la integración de microalgas ha demostrado ser compatible con prácticas agrícolas sostenibles, reduciendo la dependencia de insumos químicos. Asimismo, la aplicación de microalgas en una zona afectada por clorosis férrica produjo mejoras significativas en comparación con zonas no tratadas, lo que destaca su potencial eficacia para mitigar esta deficiencia.

Como parte de este proyecto, se ha examinado la viabilidad de aprobar el uso de microalgas en la agricultura ecológica, con la participación de expertos durante todo el proceso. Este estudio reviste especial relevancia, ya que los datos de la Política Agrícola Común (PAC) indican que la producción ecológica en cultivos leñosos de regadío está significativamente por detrás de la de los cultivos de regadío. La aplicación de microalgas ofrece notables beneficios en términos de fertilización natural y mejora de la salud de las plantas, lo que contribuye a reducir la dependencia de productos fitosanitarios. Sin embargo, la aprobación de las microalgas como fertilizante o bioestimulante no está actualmente reconocida por la normativa europea de agricultura ecológica. Dado que las microalgas no están incluidas en la codificación de sustancias activas, su aprobación requeriría estudios específicos y un proceso regulatorio tanto a nivel europeo como multicultivo. En respuesta a estas limitaciones regulatorias, se propone el uso de microalgas bajo la etiqueta comercial "Compatible con la Agricultura Ecológica", en lugar de buscar una aprobación formal. Esta compatibilidad se fundamenta en que las microalgas son una Solución Basada en la Naturaleza (SBN) cuya aplicación evita el uso de agroquímicos sintéticos, alineándose así con los principios de la producción orgánica.

Se ha evaluado el potencial de las microalgas para la captura de CO2 en cultivos de regadío, reconociendo su contribución a pesar de la complejidad de una cuantificación precisa. Las microalgas capturan CO2 de la atmósfera mediante la fotosíntesis. En fertirrigación, proporcionan aproximadamente 82,44 gramos de biomasa por cada 1.000 litros de riego, lo que resulta en un ahorro estimado de CO2 de 2,95 toneladas por hectárea al año. Además, la sustitución de fertilizantes químicos contribuye a una reducción adicional de 672 kg de CO2 al año. Cuando se combinan, estos factores dan como resultado una reducción total estimada de 1,9 toneladas de equivalentes de CO2 por hectárea al año. Esta reducción corresponde a un valor económico aproximado de 60 €/ha al año, asumiendo un precio de crédito de carbono de 30 € por tonelada. Además, la aplicación de microalgas mejora la materia orgánica del suelo (MOS) al introducir microorganismos beneficiosos. Los ensayos han demostrado un aumento promedio de la MOS del 2,1 % en comparación con las parcelas de control. Sin embargo, factores como el clima, el tipo de suelo, la orografía y las prácticas de gestión agrícola dificultan la cuantificación precisa. La captura de CO2 se mide in situ como resultado de las prácticas generales de gestión del cultivo, y no únicamente mediante los insumos aplicados. Por lo tanto, es recomendable asociar esta solución basada en microalgas con una mejor captura de CO2 sin especificar valores exactos. La declaración de posicionamiento comercial propuesta es: «La aplicación de microalgas como bioestimulantes contribuye a mejorar la captura de CO2 en el suelo».