Grupo Operativo RESILIENT: Desarrollo de cubiertas vegetales en viñedo optimizando la eficiencia de riegos, el desarrollo del cultivo y la reducción del consumo energético de la bodega mediante la aplicación de técnicas de inteligencia artificial

1. Identificación de los cultivos más adecuados para generar una cubierta vegetal en viñedo que no compita con el cultivo, clasificación de insumos de producción (agua, energía, fitosanitarios y fertilizantes, etc.). Las cubiertas vegetales constituyen una herramienta útil, en el marco de una viticultura de calidad, sostenible y respetuosa con el medio ambiente, para equilibrar el desarrollo vegetativo y productivo del viñedo, favoreciendo a su vez una mejor exposición y microclima de los racimos y logrando aumentar la calidad de los mostos y vinos elaborados. Pero es fundamental elegir las variedades que se adapten a las condiciones edafo-climáticas de la zona y a las variedades de uva (gramíneas, leguminosas, etc.),). Por ello, se va a realizar un estudio detallado de las características edafoclimáticas que van a influir en las especies que se elijan para la cubierta vegetal. Se partirá de análisis edafológicos y climáticos, de un análisis de las especies más adecuadas para cada cubierta vegetal y se identificarán las plagas y enfermedades más habituales de las cubiertas y el viñedo. La fuente de verificación se basará en un informe de las variedades analizadas y una base de datos.

2. Identificación de los parámetros a medir y de los sensores adecuados Se tienen que definir todos los parámetros que pueden influir en el desarrollo de los cultivos y en las necesidades de riego, ya que es la base para poder optimizar la producción. Es preciso conocer todos los factores clave que van a influir en el desarrollo del cultivo y en el calendario de riegos y de las fertilizaciones. Así, la textura del suelo, Tª ambiente, tanto la máxima como la mínima diaria, la Hdad del aire, la intensidad de la radiación solar, la presencia o ausencia de viento, la existencia de nubes, el nº de horas de sol, la Hdad del suelo, índice de área foliar, la evapotranspiración potencial, la previsión o ausencia de lluvias, tormentas, granizo, etc., son factores clave para determinar la evolución del cultivo y el número de riegos que se necesitan, así como el momento óptimo de cada uno. También se van a identificar los parámetros a medir a nivel de bodegas. En esta tarea se realizarán diferentes tratamientos de KPIs (masa, potencia, energía, temperatura, tiempo, etc.), buscando patrones de comportamiento, asegurando que los datos procesados son coherentes, consistentes y trazables y estableciendo un protocolo de medida y verificación valido para garantizar la trazabilidad y precisión de los resultados obtenidos y la repetitividad de las investigaciones realizadas sobre modelos energéticos. Finalmente se realizará un análisis de los sensores más adecuados Una vez identificados todos los parámetros críticos para el óptimo desarrollo del cultivo, se hará un análisis de los sensores más adecuados para poner en las parcelas y poder realizar las mediciones, in situ, que aporten los datos reales que, junto con el histórico de datos ya elaborado, permitan alimentar los modelos para aplicar la IA. Así, se seleccionarán sensores de humedad del suelo, meteorológicos, (termómetros, pluviómetros, anemómetros, etc.), cámaras e imágenes satelitales para conocer la aparición de las plagas y enfermedades, etc. A nivel de bodega se seleccionarán los sensores necesarios para registrar de manera continua y regular valores de los parámetros que se consideren importantes en el proceso de vinificación. La fuente de verificación se basará en un informe de los sensores asociados a los datos elegidos y monitorización.

3. Consumo energético y reducción del mismo en una bodega. Uso de energías renovables Es preciso evaluar las necesidades energéticas de las dos explotaciones que forman cada una las plantas piloto y las necesidades energéticas de los diferentes sistemas de riego que se utilizan, para determinar la necesidad de energía total de cada explotación, para poder comparar los resultados de las mismas, una vez implementadas las tecnologías digitales y la IA. A nivel de bodega, los métodos de elaboración abarcan un proceso meticuloso que involucra la fermentación, la crianza y el embotellado, tres pilares fundamentales que dan forma al carácter y la calidad de cada vino. El control de la temperatura durante la fermentación es una práctica fundamental en la elaboración del vino, ya que influye significativamente en su calidad y características finales. Este proceso permite a los enólogos gestionar cuidadosamente cada etapa de la fermentación, asegurando que se produzcan los resultados deseados. Las temperaturas más bajas preservan los aromas frutales y florales, ideales para vinos blancos y delicados. Mientras que temperaturas más altas pueden ser beneficiosas para vinos tintos al promover la extracción de color y taninos. Además de influir en el perfil de sabor y aroma, el control de la temperatura es crucial para evitar sabores indeseados y asegurar una fermentación uniforme. Esto contribuye a la consistencia en la producción, lo que es esencial para mantener el carácter distintivo de un vino en cada botella. Hay bastantes puntos críticos que hay que controlar en una bodega, por ello es fundamental conocer todas las necesidades energéticas de la bodega para poder producir reducción en el consumo aplicando técnicas de Gemelo Digital e IA. Se realizará un estudio que analice la posibilidad de aplicar energías renovables en las explotaciones vitivinícolas, principalmente la energía solar, así como el dimensionado de ambas explotaciones para alcanzar un autoconsumo en energía solar. La fuente de verificación se basará en un estudio sobre la reducción del consumo energético y posibilidad de aplicar energías renovables.

4. Algoritmos y aplicaciones mediante IA El Big Data aplicado al sector vitivinícola hace que sea más competitivo. A través de una correcta recogida, tratamiento e integración de múltiples fuentes de datos se puede vigilar en tiempo real el estado de los cultivos o el estrés hídrico de cada cepa y se puede consultar a través de dispositivos móviles, por SMS, o por medio de una aplicación web sus recomendaciones agronómicas. También se pueden controlar innovadores procesos para las fases de fermentación inteligente y envejecimiento del vino que detectan factores de riesgo de manera preventiva y tecnologías dirigidas a mejorar la calidad y reducir costes. Para garantizar una recogida continua y fiable, se plantea el uso de dataloggers, dispositivos que almacenan y transmiten datos automáticamente, incluso en condiciones de conectividad limitada. El DataLogger se ha convertido en uno de los instrumentos de medición esenciales para monitorizar los eventos y contingencias que tienen lugar durante el ciclo de cultivo. Si bien existen diversos tipos (datalogger de temperatura y humedad, datalogger de presión, etc.,) todos ellos apuntan en una misma dirección: proporcionar a los agricultores datos sobre el tipo de amenazas que pueden afectar al desarrollo fenológico para después tomar decisiones fundamentadas al respecto. Se elegirán según los procesos a controlar. Los sensores instalados en campo, conectados a dataloggers, permiten la recogida continua de datos clave del suelo. Esta información se transmite a una base de datos central y, junto con datos climáticos históricos, se conforma un conjunto de datos robusto. Este conjunto alimenta el modelo de inteligencia artificial encargado de generar recomendaciones agronómicas. La información resultante se gestiona y presenta a través de una plataforma accesible y orientada al uso en campo. Este enfoque garantiza una gestión agrícola más eficiente y optimizada, adaptada a las condiciones en tiempo real del viñedo. Para la definición de los algoritmos de control de las interrelaciones se emplearán redes neuronales para el desarrollo de algoritmos de control capaces de modelar las interrelaciones entre variables climáticas, edáficas e históricas. Estos algoritmos generarán recomendaciones sobre riego, fertilización etc. con el objetivo de optimizar el uso de insumos y mejorar la eficiencia en la gestión del viñedo. Una vez que se haya comprobado el funcionamiento del algoritmo de control se desarrollará una plataforma web con enfoque mobile first. Esta herramienta permitirá a los agricultores consultar de forma sencilla y visual las recomendaciones generadas por el modelo de IA. Incluirá gráficos de evolución de variables, alertas y sugerencias personalizadas. La interfaz estará optimizada para entornos rurales y se priorizará la usabilidad, la rapidez de carga y la claridad en la presentación de datos. La fuente de verificación será un informe sobre los algoritmos desarrollados y su validación a tiempo real.

5. Implementación de los pilotos y validación Se implementarán los 2 pilotos, la primera es una plantación de viñedo dentro de la D.O. Rueda, y la bodega LA SOTERRAÑA que utiliza las uvas del viñedo seleccionado, y la 2ª pertenece a la D.O. Ribeiro, pero tiene bodega en la Seca (Valladolid) Bodegas José Pariente. Se colocarán los sensores seleccionados tanto en campo como en bodega para completar el proceso de toma de datos a tiempo real y se aplicarán los algoritmos desarrollados a los diferentes dispositivos (teléfonos móviles, tablets, etc.). Se hará una primera validación para comprobar el correcto funcionamiento de todo el sistema. Una vez implementados los pilotos se realizará un análisis del rendimiento de la instalación para proceder a su validación final, comprobando el correcto funcionamiento de los pilotos y garantizando que se alcanzan los objetivos establecidos en la presente memoria de solicitud La fuente de verificación será la propia implementación de ambos pilotos.

6. Medición de la reducción de las huellas hídrica y de carbono Comprobar la reducción del impacto ambiental del proyecto es un punto clave para poder concienciar a los interesados y a la sociedad en general del uso de las cubiertas vegetales implementados con IA, así como la reducción de consumo energético en las bodegas mediante el uso de Gemelos Digitales e IA. La huella hídrica es un indicador que refleja el uso total de agua fresca que se emplea para producir los bienes y servicios consumidos por individuos, comunidades o producidos por empresas. Se concibe como una herramienta de gestión integral del agua que considera tanto el uso directo como el indirecto de este recurso vital. Su cálculo ayuda a entender, asignar y optimizar el consumo de agua, permitiendo una gestión más eficiente y sostenible de los recursos hídricos. La huella de carbono hace referencia a la cantidad de gases de efecto invernadero que se han emitido durante la producción de un bien o servicio. Calcular la huella de carbono se ha convertido en una de las herramientas indispensables para la cuantificación de estas emisiones, ya que permite ser más precisos al definir estrategias de reducción. Se analizarán los datos de las mediciones y se sacarán las conclusiones finales. La fuente de verificación será un estudio de sostenibilidad ambiental.

7. Informe de viabilidad técnico-económica de las cubiertas vegetales junto con el cultivo Se elaborará un informe de viabilidad con los resultados del proyecto que permita conocer la rentabilidad técnico-económica del proyecto. Este informe será la fuente de verificación del resultado alcanzado.

8. Plataforma de replicabilidad de las cubiertas vegetales en función de los cultivos y su estado fenológico Esta plataforma será un punto de encuentro entre productores fotovoltaicos, productores agrícolas y expertos en tecnologías digitales, en los que podrán participar para complementar sus actividades y desarrollar iniciativas conjuntas. El proyecto prevé que la plataforma continúe su actividad una vez que este haya concluido. Para la elaboración de la plataforma se realizará una evaluación in situ de distintas cubiertas vegetales en los viñedos como alternativa al laboreo. Se monitorizará el crecimiento y desarrollo de las cubiertas vegetales seleccionadas para su ensayo en campo durante visitas periódicas, así como su interacción con el crecimiento y desarrollo del viñedo. En el caso de seleccionar cubiertas vegetales con interés agronómico, se determinará el potencial del rendimiento o biomasa de dichos cultivos en la fase de cosecha. Otro punto importante es el estudio del rendimiento de los cultivos de las cubiertas y análisis de la posibilidad de incrementar la diversificación de la explotación vitivinícola con la nueva cubierta. Además, se analizará la calidad de la uva en cosecha para confirmar que las cubiertas vegetales mejoran el rendimiento del cultivo de la vid. Con todos los datos se definirán y desarrollarán los contenidos a incluir en la plataforma y se diseñará la misma para permitir la replicabilidad de los resultados del proyecto a otras plantaciones de viñedo y, en general, de otros cultivos leñosos.

PAGINA WEB. Elaboración de una Página Web del proyecto, intuitiva y atractiva, que permita la fácil participación en RRSS, donde se incluirán: notas de prensa, artículos, noticias del proyecto. Esta página Web estará disponible a partir del 3er mes de desarrollo del proyecto.

FOLLETOS PROMOCIONALES. Elaboración de Materiales divulgativos: Folletos divulgativos, dípticos y cartelería (cartel informativo, roller ups…), donde se aportará una información general del proyecto, así como cuadernos y otro material tipo bolígrafos, lanyards, carpetas, etc., que se utilizarán en las jornadas en las que se divulgará la ejecución y los resultados del proyecto.

JORNADAS DIVULGATIVAS. Realización de 2 WORKSHOPS de presentación de resultados del proyecto (uno en cada región donde se desarrolla el piloto) que incluirá, en uno de ellos, la jornada de clausura final del proyecto. Habrá, además, en cada uno de ellos, mesas de encuentro, dependiendo de las temáticas abordadas. Se realizará también la divulgación del proyecto en diputaciones y entidades relacionadas con el mundo agrario.

PARTICIPACIÓN EN FOROS Y FERIAS. Participación en foros y certámenes feriales relacionados con energías renovables y agricultura ecológica; incluyéndose además la participación de todos los beneficiarios en una feria para exponer el proyecto.