TEP-197 integra inteligencia artificial, microalgas y control automático para un campo más sostenible
Desde el control inteligente del riego hasta el desarrollo de biorrefinerías basadas en microalgas, pasando por la robótica, la inteligencia artificial y la educación en ingeniería, el grupo Automática, Robótica y Mecatrónica TEP-197 de la Universidad de Almería se ha consolidado como un referente en la aplicación de la tecnología a la agricultura y la sostenibilidad. Con proyectos europeos pioneros, infraestructuras experimentales únicas y reconocimiento internacional, su investigación impulsa la transformación digital y ecológica del sistema agroalimentario.
Los investigadores integrantes del grupo, Manuel Berenguel, Jorge Antonio Sánchez y José Luis Guzmán, nos explican las líneas de investigación que desarrollan, los datos obtenidos más relevantes y la importancia de pertenecer al ceiA3.
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¿Qué líneas de investigación realiza su grupo?
El grupo trabaja cinco líneas oficiales de investigación, la primera está relacionada con el Modelado, control y digitalización en agricultura y producción y uso sostenible de agua; la segunda línea de investigación, que en cierto modo está relacionada con la primera, está basada en el Modelado, control y optimización de fotobiorreactores y biorrefinerías basadas en microalgas. La tercera, que es una línea clásica del grupo, se centra en el Control de plantas solares, distritos productivos, confort en edificios y redes energéticas inteligente. Esas son las tres líneas de investigación más aplicada, pero también hay una cuarta línea transversal que se dedica a la Robótica, automatización, mecatrónica y vehículos autónomos, donde construimos dispositivos, robots móviles, por ejemplo, para invernaderos o para para edificios que permiten realizar tareas, toma de datos, etcétera. Y una quinta línea, que también es importante en el grupo, es la Educación en ingeniería, porque somos un grupo bastante conocido por el desarrollo de laboratorios remotos, laboratorios virtuales y actividades de educativa en ingeniería.
¿Qué proyectos querrían destacar como ejemplos en los que haya participado el grupo?
El proyecto europeo Internet of Food and Farm (IoF2020) supuso un punto de inflexión en las actividades del grupo. Por un lado, supuso el comienzo de la participación en proyectos internacionales en diversos ámbitos relacionados con la agricultura y, por otro, sirvió para cambiar el paradigma en el que se adquieren los datos en los invernaderos, pasando de una estrategia de adquisición y almacenamiento local a otra basada en la nube a través de las tecnologías del Internet de las Cosas (IoT). A partir de este proyecto se han desarrollado otros donde se han ido mejorando las tecnologías desarrolladas. Ejemplos son el proyecto europeo Agritech-EU, en el que se ha desarrollado un gemelo digital de un invernadero y una experiencia inmersiva en realidad aumentada; Cybergreen, del plan nacional, en el que se desarrollan técnicas de control y optimización de crecimiento de cultivo en invernaderos usando técnicas de inteligencia artificial y uso intensivo energías renovables. En otro proyecto europeo denominado LIFE ACCLIMATE se trabaja también en la aplicación de técnicas de inteligencia artificial y robótica en invernaderos. El grupo también participa en el Digital Innovation Hub AgrotechDIH.
Además. destaca el proyecto europeo REALM, que coordina la UAL, en el que se desarrollan técnicas de modelado, control y optimización para aprovechar los efluentes de los invernaderos en reactores de microalgas, en los que se produce biomasa para la producción de biofertilizantes y bioestimulantes para la agricultura, evitando además el impacto medioambiental que los lixiviados provocan en los acuíferos. Esta línea de investigación ha estado soportada también por varios proyectos del plan nacional.
¿Cuáles son los datos obtenidos más relevantes hasta el momento?
Pues lo primero de todo, evidentemente, el sistema que hemos creado integrando tecnologías, lo que nos ha permitido que no tengas que utilizar una aplicación para cada tecnología que dispongan el invernadero, sino una única aplicación o un software que pueda manejar, integrar e interoperar todo. Destacamos la sistematización e interoperabilidad que se han alcanzado en la gestión de los datos procedentes de todos los dispositivos instalados en Agroconnect y la creación de un espacio de datos asociado a esta infraestructura.
Además, recalcamos el equipamiento existente en las instalaciones de Agroconnect, que cuentan con un invernadero donde se adquieren todo tipo de datos con tecnologías IoT, con sistemas de ventilación natural, climatización artificial, humidificación y deshumidificación, enriquecimiento carbónico, etc. Los recursos proceden de sistemas basados en energías renovables, como campos solares fotovoltaicos con almacenamiento en baterías, que proporcionan la energía necesaria a un sistema de desalación por ósmosis inversa, un campo solar térmico, que proporciona agua caliente a un sistema de destilación por membranas con el que se consigue reducir drásticamente los residuos de la desalación. Esa agua caliente es también utilizada para calefactar el invernadero, junto con la energía procedente de un sistema de combustión de biomasa que usa los residuos del invernadero para aportar calor y anhídrido carbónico (que se almacena en tanques de carbón activo) al invernadero. Hay otros sistemas adicionales pero se han descrito los fundamentales.
Por último, ponemos en valor la colaboración con empresas en el ámbito de las biorrefinerías de microalgas, por ejemplo con la empresa Biorizon Biotech, con la que además se ha creado La Cátedra Biorizon Biotech “Agricultura Regenerativa en 4.0”. El grupo ha recibido recientemente el prestigioso premio 2025 IEEE Control Systems Technology Award “por la aplicación del control automático como tecnología habilitadora de bioprocesos sostenibles basados en microalgas en una economía azul.” IEEE es la mayor organización profesional técnica del mundo.
¿Qué importancia creen que tiene pertenecer al ceiA3 y qué oportunidades de investigación puede aportarles?
Pertenecemos al ceiA3 desde su creación y, aparte de darnos la oportunidad de establecer un networking y relaciones con otros grupos de investigación que pertenecen al Campus (ej. IFAPA de Córdoba), hemos podido aprovechar iniciativas que promueve el ceiA3 como la posibilidad de que jóvenes investigadores hagan estancias de 1 mes en el extranjero, la posibilidad de organizar cursos de especialización y el acceso a proyectos que financian a los Campus de Excelencia.
¿La Bioeconomía está presente en alguna de las ramas de investigación que han abordado?
Sí, está directamente relacionada con toda la línea de trabajo de la biorrefinería basada en microalgas, donde uno de nuestros retos consiste en la economía circular, totalmente sostenible, y asociada a la producción bajo invernadero. Aquí queremos llevar de la mano la gestión de residuos que se obtienen desde los invernaderos y tratarlos a través de las microalgas para obtener agua limpia y producir biomasa, con la idea de sustituir a todos los fertilizantes químicos y producir bioestimulante y biopesticida. Esta línea, que tiene como fin una bioeconomía azul, la tenemos directa en cooperación con las empresas del sector para trabajar en esa en ese aspecto.
¿Qué retos se plantean de cara al futuro?
Por una parte, mejorar los sistemas de medida en agricultura de invernaderos, para poder medir el clima, el riego… mediante sensores, de una manera más extendida y a niveles mucho más altos.
Otra línea, un poco más ambiciosa, sería la de mejorar las sinergias agua-microalgas, en el sentido de combinar las tecnologías de desalación solar y tratamiento de aguas residuales con microalgas, con el fin de generar un agua limpia para el riego en los invernaderos y conseguir implantarlo en el entorno de los invernaderos de Almería, contribuyendo así a la economía circular.
Y, por último, ampliar las colaboraciones con más grupos nacionales e internacionales e ir mejorando las instalaciones de investigación que tenemos y la posibilidad de contratar personal técnico.
