Robótica agrícola: aplicaciones y límites en 2023

La agricultura busca formas de ahorrar recursos, mejorar la producción y reducir desperdicios. La robótica es una de las herramientas disponibles. Este artículo describe tecnologías e información empresarial de 2023.

Algunas tareas agrícolas y de producción alimentaria pueden automatizarse para mejorar la productividad y el desempeño ambiental. Los resultados dependen de la aplicación, los costes y la operación.

Robótica en la agricultura 

El trabajo manual puede requerir tiempo y esfuerzo físico, sobre todo en periodos de mayor actividad. Sin embargo, una explotación sin robots no es automáticamente deficitaria ni carece necesariamente de información meteorológica o del suelo. Los agricultores combinan maquinaria, experiencia y distintas fuentes de datos.

Sensores, dispositivos conectados, gestión de datos, algoritmos, robots y drones pueden apoyar tareas concretas. No todo ello es robótica ni todos los sistemas utilizan IA.

Los sistemas pueden ahorrar tiempo y algunos insumos, pero requieren planificación, mantenimiento y evaluación económica.

La futura demanda de alimentos contribuye al interés por estas tecnologías. En la entonces proyección demográfica de la ONU la población mundial podía pasar de unos 8.000 millones en 2022 a 9.700 millones en 2050. Es una previsión de aquella época, no la población actual. La demanda alimentaria tampoco depende solo del número de habitantes.

Una previsión de MarketsandMarkets publicada en 2023 estimaba el mercado de robots agrícolas en 13.500 millones de dólares, con posibilidad de alcanzar 40.100 millones en 2028. La estimación dependía de una definición y unos supuestos de mercado; no era un resultado garantizado. La posición de Norteamérica no puede explicarse solo mediante la automatización de otros sectores, como el comercio electrónico.

Aplicaciones agrícolas

Los sistemas difieren en tareas, madurez comercial y necesidades de supervisión. Beneficios y costes deben evaluarse para cada explotación.

Los tractores automáticos y los sistemas de asistencia al conductor pueden realizar trabajos delimitados en el campo. El posicionamiento y los sensores contribuyen al funcionamiento; el GPS por sí solo no reconoce animales ni obstáculos inesperados. Un ámbito relacionado es la tecnología de conducción autónoma, pero su uso agrícola tiene condiciones y límites propios.

Existen robots para cosechar y envasar determinadas frutas y hortalizas. La velocidad, los daños al fruto, la detección de madurez y la rentabilidad varían según el cultivo y el sistema. Los robots no aumentan automáticamente la cosecha.

En ganadería pueden automatizarse, entre otras tareas, el ordeño, la distribución de pienso y la vigilancia de pastos. Reducir trabajo repetitivo puede liberar tiempo, pero siguen siendo necesarios el cuidado y la supervisión de los animales.

Los sistemas especializados pueden vigilar cultivos o medir propiedades del suelo, como el pH con un sensor adecuado. Otras aplicaciones incluyen poda, deshierbe, protección de plantas y riego, según el equipo.

El deshierbe mecánico y la pulverización dirigida son métodos distintos. El reconocimiento mediante cámaras puede orientar una herramienta hacia las malas hierbas o limitar los herbicidas a puntos seleccionados.

Desarrollo de la robótica agrícola

Las nuevas tecnologías pueden ayudar ante la escasez de trabajadores y los recursos limitados de agua o tierra. La elección debe partir de las necesidades de la explotación.

En 2023 coexistían sistemas comerciales y prototipos de investigación. La diferencia importa al valorar disponibilidad, costes y expectativas.

Automatización de la explotación

Un sistema puede combinar los siguientes elementos:

• Maquinaria agrícola
• Sistemas informáticos
• Electrónica
• Sensores químicos
• Gestión de datos 

Las máquinas automáticas pueden mejorar la precisión y el uso de recursos en tareas concretas. La cosecha sigue dependiendo de las condiciones de cultivo.

El ahorro de tiempo puede dar espacio a otras actividades. No obstante, la afirmación de que la mayoría de los agricultores ya pasaba más tiempo con sus familias gracias a los robots carecía de pruebas. El mantenimiento y la gestión del sistema también requieren trabajo.

Sistemas de información geográfica

El SIG combina mapas e información vinculada a la ubicación, incluidos datos de satélites. Puede apoyar decisiones sobre cultivo e insumos. La teledetección no mide automáticamente todos los nutrientes del suelo.

Los mapas y los datos de movimiento pueden ayudar al manejo de pastos y animales. No sustituyen la valoración veterinaria ni el análisis de necesidades alimentarias.

Agricultura vertical

La agricultura vertical utiliza varios niveles de cultivo superpuestos. No equivale a toda la agricultura en interiores. Hidroponía, aeroponía y acuaponía son métodos distintos con diferentes sistemas de agua y nutrientes.

Un entorno controlado puede ahorrar agua y espacio y limitar la influencia del tiempo. Sin embargo, iluminación, climatización, inversiones y elección del cultivo determinan costes y efectos ambientales. Los robots no garantizan menores costes totales.

Más información sobre agricultura vertical.

Drones

Los drones pueden recoger imágenes y mediciones sobre crecimiento y estado de las plantas. Según el equipo y las normas de uso, también pueden realizar pulverización dirigida. La vigilancia ayuda a detectar problemas, pero no impide por sí sola sequías, inundaciones ni enfermedades.

Los drones pueden ayudar a localizar animales y observar pastos. Las imágenes térmicas requieren interpretación y no constituyen por sí solas un diagnóstico de enfermedad.

Robots para polinización

La polinización contribuye a la fecundación y formación de semillas en muchos cultivos. Proteger a los polinizadores naturales y sus hábitats sigue siendo importante.

La investigación abarca desde robots terrestres para invernaderos hasta pequeños prototipos voladores. Algunos sistemas emplean sensores, cámaras o inteligencia artificial. No todos los robots pequeños tienen navegación autónoma ni capacidad demostrada de polinizar un campo agrícola.

En 2023 los prototipos voladores de investigación no eran una solución comercial general para todos los cultivos y condiciones meteorológicas. Deben distinguirse de los robots comerciales para determinados cultivos de invernadero. Precisión, costes y efectos sobre la cosecha necesitan pruebas para cada aplicación.

La polinización robótica no restaura automáticamente los ecosistemas ni la biodiversidad. Puede ser una herramienta complementaria, mientras que proteger a los polinizadores naturales es una tarea propia.

Disuasión de aves con láser

Ahuyentar aves busca reducir daños en los cultivos. Los espantapájaros tradicionales y los sistemas láser son métodos distintos, no soluciones universales contra todas las aves y roedores.

La investigadora Rebecca Brown, de la University of Rhode Island, estudió luz láser verde en movimiento en maizales con anchura de hasta unos 183 metros, equivalentes a 600 pies. El haz recorría las plantas y un recipiente protegía la electrónica. La forma del campo influía en el resultado y no desaparecían todas las aves. Que un haz sea poco visible de día no significa que sea inocuo.

Tecnología ganadera

El ordeño, la distribución de pienso y la limpieza automáticos pueden reducir el trabajo repetitivo. Las cantidades de alimento deben ajustarse correctamente. La limpieza no hace que un entorno quede totalmente libre de enfermedades; los animales siguen necesitando supervisión.

Los sensores pueden seguir la producción de leche, la actividad y algunos indicios de salud o reproducción. El 12% de uso de robots y la previsión del 20% en cinco años citados en el artículo carecían de delimitación geográfica y estadística clara. No deben interpretarse como datos mundiales. Las cercas virtuales guían a los animales mediante un dispositivo; no los trasladan físicamente a distancia.

Ejemplos de empresas en 2023

La información siguiente corresponde a la época del artículo. Cotizaciones e indicadores financieros son históricos, mientras que los gráficos insertados pueden actualizarse. Los ejemplos no son recomendaciones de inversión.

1. FarmWise

FarmWise desarrollaba tecnología agrícola. El artículo mencionaba 73,9 millones de dólares captados en nueve rondas y remitía a la base de datos CB Insights. Es un dato utilizado por el artículo entonces, no una financiación total actual verificada. La empresa combinaba cámaras y herramientas mecánicas para eliminar selectivamente malas hierbas en hortalizas. 

FarmWise presentó Vulcan en la World Ag Expo el 14 de febrero de 2023. Era un implemento de deshierbe mecánico con reconocimiento de plantas por cámaras y aprendizaje profundo. La identificación automática no significa que toda la máquina funcione sin conductor. 

2. Deere & Company

Deere & Company, conocida por la marca John Deere, desarrolla maquinaria agrícola y automatización. La cotización de 382,20 dólares y el descenso del 10,86% desde principios de año eran una instantánea de 2023, no el precio ni la rentabilidad actuales. 

DE Gráfico de precios

La misma comparación histórica mencionaba valor bursátil de 110.070 millones de dólares, rentabilidad por dividendo del 1,41%, PER de 11,30 y rentabilidad sobre recursos propios del 47,73%. No son mediciones actuales ni rendimientos garantizados. Deere registró 2.978 millones de dólares de beneficio neto en su tercer trimestre fiscal, que terminó el 30 de julio de 2023.

3. Carbon Robotics

Carbon Robotics utiliza cámaras y láser para identificar y eliminar malas hierbas. La LaserWeeder comercial de 2022–2023 era un implemento para tractor, distinto del prototipo de demostración con desplazamiento autónomo de 2021. Controlar automáticamente el láser no equivale a conducir sin operador. 

En abril de 2023, la empresa anunció una captación de 30 millones de dólares, que elevó el total de entonces a 67 millones. La referencia a 17 estados de EE. UU. y tres provincias canadienses describía un plan de entregas de aquella época, no la cobertura actual ni la prueba de que todas las entregas se hubieran completado.

4. Trimble

El artículo daba para Trimble (TRMB) datos históricos de cotización de 42,41 dólares, descenso del 16,12% desde principios de año, PER de 31,61 y rentabilidad sobre recursos propios del 8,16%. Los ingresos del tercer trimestre de 2023 fueron 957,3 millones de dólares, alrededor del 8,2% más que un año antes. El beneficio ajustado por acción no GAAP fue 0,68 dólares, frente a 0,30 según GAAP.

Al final de ese trimestre, el artículo indicaba 216,8 millones de dólares en efectivo y equivalentes y aproximadamente 3.050 millones de deuda. AGCO anunció el 28 de septiembre de 2023 un acuerdo para poseer el 85% de una empresa conjunta con los activos agrícolas de Trimble, a cambio de 2.000 millones de dólares y la aportación de JCA Technologies. No era el 85% de toda Trimble. La operación se cerró en abril de 2024.

5. AgEagle Aerial Systems Inc. 

AgEagle ofrecía drones y soluciones de datos para agricultura y otros usos, entre ellos infraestructuras y organismos públicos. La estimación de 150 empleados del artículo no es una plantilla actual verificada. 

UAVS Gráfico de precios

AgEagle presentó eBee VISION el 6 de septiembre de 2023: una aeronave no tripulada de ala fija destinada principalmente a vigilancia, no solo a agricultura. El valor bursátil de 15,83 millones de dólares, la cotización de 0,13 dólares y el PER de −0,22 eran históricos. Los acontecimientos societarios posteriores limitan la comparación directa de precios. El artículo también mencionaba ingresos de unos 3,28 millones de dólares en el segundo trimestre de 2023 y crecimiento del 95,62% el año anterior, es decir, 2022. Un PER negativo no indica beneficios.

Beneficios y límites

Según la aplicación, los posibles beneficios incluyen:

• Menos trabajo repetitivo y físicamente exigente. Las máquinas pueden trabajar durante mucho tiempo en condiciones adecuadas, pero necesitan energía, mantenimiento y uso seguro.

• Menor desperdicio y consumo de algunos insumos. La economía del sistema depende también de compra, instalación y operación. 

• Repetibilidad y precisión en tareas delimitadas. Los robots y programas pueden cometer errores de identificación, configuración y ejecución.

• Cierto alivio ante la falta de personal. No desaparecen todos los problemas del trabajo estacional ni del momento de la cosecha.

• Apoyo en trabajos exigentes dentro de los límites de diseño del equipo. Las máquinas no eliminan totalmente el riesgo de accidentes. 

Entre las limitaciones figuran:

• Una inversión inicial elevada. El ahorro esperado debe compararse con el coste total; no se garantizan precios menores ni recuperación de la inversión.

• Necesidades de energía, mantenimiento, piezas y apoyo técnico, que afectan a costes y disponibilidad.

• Formación, ajustes correctos y adaptación a una tarea concreta. No todos los robots o algoritmos pueden realizar todas las labores agrícolas.

Conclusión

La robótica agrícola de 2023 incluía soluciones comerciales establecidas y tecnologías experimentales. La combinación de sensores, control y herramientas mecánicas ofrece oportunidades con distintos niveles de madurez.

La evaluación debe partir de las necesidades de la explotación, los costes, la infraestructura, la seguridad y los efectos ambientales. La robótica puede apoyar al agricultor, pero no garantiza por sí sola mayores cosechas ni sostenibilidad.