En este episodio del seminario web, conversamos con el Dr. Matt Mickens, director científico de Elevate Farms y Derek Smith, director ejecutivo del Resource Innovation Institute, sobre cómo las operaciones de cultivo en interiores pueden producir más cultivos con menos agua y energía.
Descargue la conversación completa aquí, pero, de lo contrario, siga leyendo para conocer los puntos clave.
Puntos clave
Para reducir los costos, mida y procure reducir el uso de agua y energía
Los agricultores de hoy se enfrentan al problema diario del riesgo climático, así como a tratar de averiguar cómo adoptar tecnología para cultivar de manera más productiva y eficiente, todo ello manteniendo una excelente calidad de los cultivos.
Cuando se trata de agricultura de ambiente controlado (CEA), optar por la agricultura vertical aporta los beneficios de la conservación del agua, la ausencia de pesticidas, la capacidad de trazabilidad y la eficiencia energética.
CEA no está exenta de desafíos, por supuesto. Podría decirse que el mayor desafío en CEA es la reducción de los costos de energía, por lo que el enfoque inmediato de Matt es mejorar la eficiencia del uso de energía y agua de Elevate Farm.
"Todos estamos tratando de averiguar cuánta energía se está utilizando en estos entornos de cultivo en interiores, cómo se está utilizando esa energía, cuán eficientemente se está utilizando y cuáles son los indicadores clave de rendimiento para medir la eficiencia".
— Dr. Matt Mickens, director científico de Elevate Farms
Cómo Elevate Farms ahorra un 97 % más de agua que los agricultores tradicionales en el suroeste de EE. UU.
La mayoría de los agricultores tradicionales en el suroeste de EE. UU. utilizan 250 litros (66 galones) de agua por kilogramo de producto al año. Elevate Farms utiliza solo 8 litros (2 galones) por kilogramo al año, con el objetivo de reducirlo a solo 6 kg (1.5 galones) al año. Con las sequías cada vez más severas, existe un creciente interés en reducir el uso de agua para preservar la seguridad alimentaria.
El secreto reside en su sistema de agua cerrado. Su NFT (técnica de película nutritiva) alimentada por gravedad lleva agua con nutrientes e irriga capas de cultivos según un programa preestablecido. El agua se drena y se filtra de nuevo a través del sistema de nutrientes. El 90-95 por ciento de la absorción de agua de la planta se transpira a través de la evapotranspiración, y esa agua puede recuperarse mediante la deshumidificación. Luego, esta agua se trata, filtra y se vuelve a usar como agua de relleno para los nutrientes.
Mediante el uso de tecnología de agua y aire de circuito cerrado, se ahorran 36 millones de litros (9.5 millones de galones) de agua anualmente. Este método es escalable: utiliza el 3 por ciento del agua necesaria en comparación con la agricultura tradicional, sin comprometer un producto final rico en nutrientes.
Intensidad de la luz: una métrica vital a revisar para el ahorro de energía
La iluminación LED en entornos controlados tiende a hacer crecer los cultivos muy rápido. Por lo tanto, Matt y Derek recomiendan encarecidamente medir la intensidad de la luz para asegurarse de que sus plantas no reciban demasiada o muy poca luz, lo que afectará directamente los rendimientos y el consumo de energía.
El gráfico de barras anterior muestra datos reales de la puntuación de potencia de las instalaciones, utilizando diferentes soluciones de iluminación. Las granjas con pantallas LED no solo mejoran sus ahorros de energía (kilovatios-hora), sino que también experimentan un aumento del 80 por ciento en la productividad por unidad de electricidad consumida.
Además de la intensidad de la luz, Matt y Derek refuerzan que el contenido de oxígeno y los patógenos en el agua son otras métricas clave para analizar y lograr un crecimiento óptimo.
“Tenemos KPIs de energía, emisiones, agua y residuos. Trabajamos todos los días con productores, gobiernos y empresas de servicios públicos para establecer puntos de referencia y bases que ayuden a las personas a adoptar las prácticas más eficientes. Esto se logra facilitando las mejores prácticas, desarrollando estándares, capacitando al mercado, apoyando el desarrollo de políticas y apoyando el desarrollo de programas de servicios públicos”.
— Derek Smith, director ejecutivo del Resource Innovation Institute
Cómo la automatización y el diseño basado en la eficiencia transforman la CEA
Matt confirma que la automatización en sus prácticas de CEA ha sido la clave del éxito de Elevate Farm.
Los aspectos positivos de la automatización:
- Los algoritmos que determinan las condiciones de cultivo perfectas para una amplia gama de cultivos con alto contenido de nutrientes.
- Los datos se monitorean y analizan continuamente a lo largo del ciclo de crecimiento.
- Los ajustes de iluminación y clima son automáticos.
- En 20-30 días, las plantas se transfieren robóticamente a la zona de cosecha.
- Saber exactamente cuándo las plantas van a alcanzar su crecimiento exponencial a partir de múltiples ensayos de plántulas y pruebas con fechas de siembra para obtener resultados óptimos.
Los desafíos de la automatización:
- Determinar cuándo y dónde automatizar procesos.
- Afrontar los costes energéticos.
- Contar con el personal adecuado a bordo.
- Contar con personal capacitado con un instinto genuino para comunicarse con los equipos de datos.
- Evaluación comparativa constante.
Podemos lograr la seguridad alimentaria local a escala global.
La misión de Elevate Farm es Seguridad alimentaria local a escala global.
Su instalación automatizada en Welland, Ontario, es pionera en nuevas tecnologías en CEA, superando los límites de lo posible en la producción de alimentos.
Su sistema de túnel de cultivo (que se muestra arriba) proporciona capacidad y control del ambiente que es independiente del almacén. Este fue construido específicamente desde cero, utilizando solo 5000 pies cuadrados, dejando el resto del almacén para otras actividades de procesamiento.
Cómo los túneles de cultivo permiten alimentos locales a escala global
- Tiene la capacidad de cultivar 450,000 kilogramos (992,080 libras) de verduras de hoja al año en cualquier clima.
- Recetas de luz impulsadas por inteligencia artificial que determinan el tamaño, sabor y valores nutricionales personalizados.
- Minimiza el espacio requerido.
- Proporciona un ambiente controlado que tiene una alta densidad de plantas y un área de cultivo pequeña.
- Cada instalación puede cultivar hasta 18 capas de verduras de hoja.
- Totalmente escalable con mínima intervención humana.
Los datos desempeñan un papel vital en la reducción de energía
Para ayudar a los productores a tomar decisiones al cultivar y avanzar hacia modelos de producción más eficientes, se necesitan informes de datos, métricas y evaluación comparativa de las instalaciones.
La evaluación comparativa de instalaciones es relevante y relativa a todos los edificios comerciales. Sin embargo, comparar esa comprensión con lo que están haciendo otros edificios ayuda a los propietarios u ocupantes de negocios a encontrar ahorros de energía, lo cual es un desafío en la agricultura vertical.
"Ese camino hacia la eficiencia, la productividad y la rentabilidad realmente comienza con la evaluación comparativa y el seguimiento del rendimiento. Si quieres saber cuán eficiente eres, si quieres comparar tu rendimiento con el de otras operaciones, para eso estamos aquí".
— Derek Smith
El Resource Innovative Institution está ayudando a los productores a determinar cuán competitiva es su instalación en el mercado de CEA. Un sistema de clasificación de edificios ayudará a verificar el rendimiento hacia la eficiencia y la productividad.
Puede validar su rendimiento año tras año utilizando la herramienta de validación gratuita del Resource Innovation Institute.
"Al evaluar comparativamente muchas instalaciones e incorporar datos confidenciales, podemos construir un conjunto de datos que puede formar KPIs y puntos de referencia por cultivo, por región y por zona climática para ayudarnos a guiar ese camino hacia una mayor eficiencia".
— Derek Smith
Mida, verifique e informe para poder:
- Comprender lo que sucede con los cultivos durante un ciclo de cosecha o un ciclo de producción anual.
- Obtener información sobre la instalación con el uso de recursos en relación con la cantidad de producción.
- Predecir cuáles son los rendimientos.
- Predecir el momento óptimo para la cosecha.
Estandarizar y compartir los datos para que todos podamos tomar mejores decisiones
¿Cómo verificamos que la CEA es el futuro resiliente que todos deseamos? Derek cree que hay muchas afirmaciones sobre los beneficios ambientales y sociales; sin embargo, lo importante es centrarse en la gobernanza, que depende en gran medida de los datos. Por eso, los datos deben ser estandarizados, validados, comparables y confiables.
“Lo que quiero transmitir es que todo el mundo está realmente interesado en los criterios ESG en este momento y eso es genial y hay acceso a nuevo capital. Hay muchos inversores que están interesados, incluyendo algunos de los que se muestran aquí, que forman parte de nuestro consejo asesor”.
—Derek Smith
Las buenas preguntas para la estandarización de datos en la CEA incluyen:
- ¿Cómo está funcionando mi operación año tras año?
- ¿Cómo se compara el rendimiento con el de otras granjas?
- ¿Esa información reside en esa instalación?
- ¿Es verificable esa información?
- ¿Es comparable a otras granjas?
Metodologías probadas, eficiencias en recursos naturales y la conexión de la tecnología con los entornos de cultivo dan forma al futuro del cultivo comercial, sin comprometer productos frescos y nutritivos.
Tanto Matt como Derek comparten el mismo sentimiento: que a través de la colaboración, los datos y la transparencia, tenemos la capacidad de producir más alimentos con menos recursos.
Descargue el seminario web completo bajo demanda a continuación.
https://resources.bluelab.com/focea-growing-more-food
