El uso de sensores e inteligencia artificial aumenta la rentabilidad de las instalaciones agropecuarias

  vacas

La falta de desarrollo de las nuevas tecnologías en el sector agrario se debe a la reticencia de los responsables de las instalaciones y a la escasa adopción de sistemas de información (foto: Annie Spratt / unsplash.com)

25/11/2021
Pablo Ramos

Una tesis doctoral realizada en la UOC concluye que el conocimiento de las necesidades nutricionales de granjas y la medición remota de inventarios permite planificar la adquisición de materia prima y mejorar procedimientos


Las granjas todavía tienen un nivel de digitalización bajo en comparación con otros sectores industriales


La investigación se ha aplicado en unos 500 silos de granjas de Girona, pero también de Inglaterra, Gales y Suecia

Según el Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, el papel del sector ganadero en la economía española tiene un valor de producción que en 2020 superó los 20.200 millones de euros. Estos datos podrían mejorar de forma ostensible gracias a las nuevas tecnologías y a la inteligencia artificial, lo que permitiría un mayor control de todos los procedimientos necesarios en la producción, tal y como ha confirmado una investigación de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC).

Un doctorado industrial de la UOC, adscrito al programa de Tecnologías de la Información y de Redes, concluye que la incorporación de la inteligencia artificial al sector ganadero y su aplicación mediante dispositivos, como sensores de control, optimizaría los procesos de reabastecimiento y planificación de servicios, mejoraría la rentabilidad y reduciría costes.

«Otros sectores más industrializados ya hace años que se benefician de los principios y propuestas existentes en el marco de la Industria 4.0, pero el sector ganadero es aún un sector con un grado de digitalización bajo», apunta David Raba, autor principal de la tesis que ha elaborado en la empresa INSYLO Technologies SL, especializada en el desarrollo de sensores volumétricos y calidad ambiental.

En concreto, el proyecto consistió en el desarrollo e instalación de sensores que miden con precisión el nivel de pienso en los silos ubicados en cada granja de crianza de cerdos y en el diseño de algoritmos que gestionarán de una manera más eficiente la distribución de pienso desde la planta de producción a cada una de las granjas. El estudio se ha realizado con unos 500 silos de granjas de la provincia de Girona, así como en el entorno de Maschester, en Inglaterra; País de Gales y la isla de Gotland, en Suecia.

«Tanto el hardware como el software han demostrado tener un impacto positivo en el sector, pues ambas herramientas están diseñadas para mostrar cursos de acción que guíen la toma de decisiones hacia la mejora de indicadores clave de desempeño, tales como los costes de transporte, el nivel de utilización de los vehículos de distribución y el número de veces que se incurre en carencia de inventario, entre otros», detallan el codirector de la tesis Ángel A. Juan, catedrático e investigador líder del grupo Internet Computing & Systems Optimization (ICSO), del Internet Interdisciplinary Institute (IN3), y profesor de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación de la UOC, y Rafael D. Tordecilla, investigador y estudiante de doctorado del grupo de investigación ICSO.

 

Reticencias a las nuevas tecnologías

Además, este trabajo señala que en las instalaciones agropecuarias, como las granjas, la adopción de estas tecnologías no se ha implementado lo suficiente. Entre las causas de esta falta de desarrollo se encuentra la reticencia de sus responsables por su falta de recorrido previo y despliegue, así como la inexistente adopción de sistemas de información que lleguen a recolectar información útil para el funcionamiento y la mejora de los rendimientos de la instalación.

De hecho, en muchas ocasiones, la mayor complicación en la implementación de nuevas tecnologías se debe a la resistencia de las personas al cambio. «Aunque la tecnología que se ha desarrollado en la tesis implica mejoras para todos los actores, la inversión inicial, aunque baja, es inevitable y a veces puede resultar complicado hacer esta inversión si no se alinean productores, vendedores, etc. Si todos son capaces de ver y aceptar la mejora para cada uno de ellos, es difícil no apostar por esta tecnología», recalca Daniel Riera, director de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación de la UOC, investigador del grupo ICSO y también codirector de la tesis.

«La incorporación e integración de todos los actores en esta digitalización es clave, ya que los beneficios que proporciona pueden verse mermados debido a una mala sincronización con otros agentes», advierte Raba.

 

Posibilidades de crecimiento en el sector

Actualmente, el control de los diferentes suministros de una instalación agropecuaria, especialmente en aspectos como el volumen de pienso necesario en una granja y el momento adecuado de reposición, son una de las principales causas de las ineficiencias que sufren los fabricantes y distribuidores de alimentos para los animales. Un problema en el que la implementación de las nuevas tecnologías puede jugar un papel esencial para minimizar su impacto.

«La utilización de sensores para el control remoto de estos inventarios en granja se ha demostrado viable y eficaz para eliminar esta brecha de información. Además, la incorporación de esta información fiable posibilita la aplicación de metodologías propias de la investigación y la optimización de procesos de reabastecimiento y planificación de servicios», explica David Raba.

«La industria de alimentación del ganado tiene un impacto ambiental muy grande por los volúmenes con los que se trabaja. Cuando hablamos de este tipo de retos, la tecnología escala muy bien, y permite mejorar eficiencias de manera notable», concreta Riera sobre la aplicación de la inteligencia artificial al control de piensos para el ganado.

 

Colaboración académica y empresarial

Este proyecto es una muestra palpable y exitosa de cómo la colaboración del mundo académico y científico, en consonancia con la empresa, puede contribuir con éxito a satisfacer necesidades reales. «Participar en este proyecto, no solo ha sido positivo para la empresa, sino que también ha aportado un gran saber hacer a nuestro grupo de investigación. Además, se ha demostrado cómo el conocimiento académico, que muchas veces se cree que es netamente teórico y poco práctico, puede ser aplicado a la solución de problemas reales, con restricciones que solo conocen las personas que viven el día a día de los sistemas productivos y logísticos», subrayan Juan y Tordecilla.

De este modo, gracias a este tipo de iniciativas, se ofrece la posibilidad de crear una sinergia beneficiosa para los sectores académico, privado y público, ya que se implementan soluciones ágiles y eficientes, ubicadas en la frontera del conocimiento, para resolver problemas con una alta complejidad cuya solución empírica o tradicional puede estar muy lejos de la óptima.

«El sector ganadero en España es fuerte, fuente de riqueza y goza de una reputación excelente. Y ahora los principales productores ya están moviendo ficha para aprovechar la ola de la digitalización en todos sus procesos, con objeto de mejorar su producto, sus procesos y, por supuesto, sus costes», vaticina Raba.

 

Esta investigación de la UOC favorece los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) 9, industria, innovación e infraestructura, y 12, producción y consumo responsables.

 

Publicaciones de referencia

Raba, D.; Tordecilla, R.; Copado, P.; Juan, A.; Mount, D. (2021): «A Digital Twin for Decision Making on Livestock Feeding». Interfaces / Applied Analytics (indexado en ISI SCI, 2020 IF = 1.434, Q4; 2020 SJR = 0.662, Q2). ISSN: 0092-2102.

Raba, D., Estrada-Moreno, A., Panadero, J. y Juan, A.A. (2020): «A reactive simheuristic using online data for a real-life inventory routing problem with stochastic demands». Intl. Trans. in Op. Res., 27: 2785-2816. https://doi.org/10.1111/itor.12776.

 

UOC R&I

La investigación e innovación (RI) de la UOC contribuye a solucionar los retos a los que se enfrentan las sociedades globales del siglo xxi, mediante el estudio de la interacción de la tecnología y las ciencias humanas y sociales, con un foco específico en la sociedad red, el aprendizaje en línea y la salud digital. Los más de 500 investigadores e investigadoras y los 51 grupos de investigación se articulan en torno a los siete estudios de la UOC y dos centros de investigación: el Internet Interdisciplinary Institute (IN3) y el eHealth Center (eHC).

La Universidad impulsa también la innovación en el aprendizaje digital a través del eLearn Center (eLC) y la transferencia de conocimiento y el emprendimiento de la comunidad UOC con la plataforma Hubbik.

Los objetivos de la Agenda 2030 de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas y el conocimiento abierto son ejes estratégicos de la docencia, la investigación y la innovación de la UOC. Más información: research.uoc.edu #25añosUOC

Expertos UOC

David Raba

David Raba

Doctor por la UOC

Ángel A. Juan Pérez

Catedrático de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación
Director del máster universitario de Ingeniería computacional y matemáticas (MECIM)

Experto/a en: Algoritmos de optimización y simulación aplicada a la logística, el transporte y la producción industrial.

Ámbito de conocimiento: Métodos cuantitativos y computacionales aplicados a la empresa.

Ver ficha
Foto del profesor Daniel Riera Terrén

Daniel Riera Terrén

Director de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación
Director del programa de Ingeniería Informática

Experto/a en: Modelado, simulación y optimización de sistemas.

Ámbito de conocimiento: Programación, modelado e inteligencia artificial.

Ver ficha
Rafael D. Tordecilla

Rafael D. Tordecilla

Estudiante de doctorado en la UOC

Enlaces relacionados