SatOri: el sistema que permite reducir el uso de agua en la agricultura

Con este método, desarrollado por investigadores de la Universidad Mayor mediante tecnología de imágenes satelitales, análisis de datos y algoritmos de inteligencia artificial, se puede ahorrar al menos un 20% del agua total consumida durante la temporada agrícola.

Chile es uno de los países más afectados por el cambio climático, lo que se refleja en la disminución sostenida de la oferta de agua por precipitación y el aumento de la demanda de este recurso producto del incremento de temperatura.

En el caso de la agricultura, para el manejo de riego se suelen usar sistemas basados en la estimación de la evapotranspiración del árbol, es decir, la cantidad de agua teórica que pierde producto de las condiciones climáticas y sus funciones fisiológicas. Sin embargo, estas estimaciones son indirectas y no consideran cómo la planta responde directamente a estos factores, por lo que en general se suele aplicar una mayor cantidad de agua de la que realmente necesita.

Para monitorear directamente el estado hídrico a nivel de planta se utiliza un equipo que mide la tensión a la cual se encuentra el agua en la planta, lo que se debe realizar en terreno y árbol a árbol. Este método es destructivo, laborioso y costoso, por lo mismo no es utilizado ampliamente en campo. De allí que investigadores de los Centros Hémera y de Genómica y Bioinformática de la Universidad Mayor crearon un sistema que permite obtener el estado hídrico de cada árbol de forma rápida, simple y económica, optimizando así el uso de agua.

Para el desarrollo de SatOri se utilizaron dos huertos frutales de la empresa Garces Fruit SpA, ubicados en la región de O’Higgins. En cada uno de los huertos se implementaron ensayos de riego deficitario controlado, es decir, se aplicó un riego diferenciado a diferentes grupos de árboles de cerezos. Esto, con el objeto de inducir diferentes niveles de estado hídrico, desde sin estrés hasta un estrés severo, lo que permite obtener una gran variabilidad.

Durante dos temporadas de riego (octubre-abril) se monitoreó el estado hídrico en 30 árboles con frecuencia semanal. Estos datos se relacionaron con información derivada de imágenes satelitales, las que representan la variación espacial de los árboles en el huerto, junto con variables meteorológicas.

Así, se desarrolló un modelo mediante algoritmos de machine learning para poder predecir el estado hídrico de forma diaria y espacial en los huertos, y se utilizaron cientos de predictores obtenidos de imágenes del satélite Sentinel-2 (de la Agencia Espacial Europea) y de estaciones meteorológicas. De esta manera, SatOri permite estimar cómo está respondiendo la planta día a día.

Sin embargo, para poder determinar el riego, lo anterior no es suficiente, ya que se debe tener una medida del umbral de tensión al que puede llegar la planta sin que se vea afectado su aparato fotosintético, de modo que no haya una merma en la producción o una disminución de la calidad de la fruta.

Para esto, SatOri realiza una caracterización hídrica de la planta para encontrar el umbral de tensión al cual entra en una situación de estrés hídrico. Este punto corresponde al cierre estomático. Los estomas son las estructuras biológicas por las que la planta transpira, pero cuando no tiene suficiente abastecimiento de agua, como medida de seguridad, la planta realiza el cierre estomático. Cuando esto ocurre se ve afectada la producción y calidad de la fruta, por lo que la planta siempre se debe mantener por sobre este umbral.

Así, este sistema considera un semáforo para cada sector de riego respecto al estado hídrico de la planta. Cuando el sector de riego se encuentra en verde, significa que la planta se encuentra en un buen estado hídrico. Cuando el sector indica color naranjo, implica que se está acercando al umbral de cierre estomático, por lo que es necesario regar y SatOri le indica al agricultor cuánto es el tiempo que debe regar. Si llega a rojo, denota que el sector de riego se encuentra en un nivel de estrés severo, el que de mantenerse implica merma de producción y calidad de la fruta.

El director del proyecto, Dr. Francisco Zambrano, comentó que SatOri es un servicio con un alto potencial, ya que permite un ahorro de más de un 20% del agua total consumida por el huerto durante la temporada agrícola, ayudando a los agricultores a adaptarse al cambio climático, principal desafío que enfrenta la agricultura de Chile. “Al disminuir el consumo de agua, hay un ahorro de energía, además de una disminución de la contaminación por lixiviación de fertilizante”, dijo.

El equipo se encuentra en busca de recursos para escalar la solución, para que así pueda llegar a los agricultores de las diferentes regiones de Chile.