Con drones, sensores para el sudor de las plantas y robots que ordeñan vacas, así se enseña agronomía en el Tec de Monterrey

Una planta pierde agua y una balanza súper precisa registra la diferencia de peso. Con ese dato, el sistema calcula cuánto transpiró y decide en qué momento debe volver a regarla, sin que una persona mire la tierra, toque una hoja y estime si conviene abrir una llave, aunque tampoco hay una computadora que se haya apropiado por completo de la decisión. Entre la experiencia del agrónomo y la información que entregan los sensores se juega buena parte del trabajo que se hace en el CAETEC, el campo experimental del Tecnológico de Monterrey en Querétaro.

La escena podría servir como resumen del recorrido. Hay tierra, maíz, tomates, pimientos, vides y vacas, igual que en cualquier granja agropecuaria, aunque también hay estaciones meteorológicas, apps, robots y drones. Lo particular es la relación entre esos dos mundos, ya que cada dispositivo responde a una pregunta que pertenece al campo desde mucho antes de que existieran los sensores: cuánta agua necesita una planta, qué variedad resiste mejor una enfermedad, qué come una vaca, cuánto produce, qué condiciones permiten obtener un fruto de mayor calidad.

El origen del CAETEC se remonta a los comienzos del campus Querétaro. Arturo González de Cosío, director del Campo, cuenta que, al instalarse allí Rafael Rangel Sostmann —primer director del campus— se encontró con la restricción que le impusieron los propios queretanos para que el Tecnológico no abreiar carreras que ya se dictaban en la región. La decisión, entonces, recayó sobre las carreras de Agronomía, aunque el peso del sector agropecuario de Querétaro estuviera lejos del que tenían otros estados mexicanos. La ubicación geográfica, que con el tiempo favorecería la llegada de industrias y empresas, terminó por darle otra dimensión al proyecto. Hoy estudian allí jóvenes que llegan desde regiones tan diferentes como Ensenada o Cancún y que, en muchos casos, provienen de familias vinculadas a distintas actividades productivas.

El campo experimental acompañó los cambios de la carrera y del propio sector agroalimentario. A comienzos de este siglo llegaron los invernaderos y se recuperó el cultivo de la vid en una zona donde los viñedos habían tenido presencia décadas atrás, para dar paso después a la agricultura protegida y, más tarde, a los sensores. La pandemia aceleró el proceso: desde entonces, dice González de Cosío, el CAETEC decidió no decir que no prácticamente a ningún dispositivo que permitiera mediciones.

Esa acumulación de información abrió una posibilidad que excede los límites físicos del campo, ya que el proyecto que ahora se desarrolla apunta a reunir los datos producidos allí para que profesores y estudiantes puedan utilizarlos desde otros campus. Un alumno en Guadalajara puede recorrer el establo mediante herramientas de inmersión y luego trabajar con la información obtenida en Querétaro, de modo que los datos biológicos, que varían porque dependen de animales, plantas y condiciones climáticas, se convierten en material para cursos de estadística o ingeniería. El CAETEC recibe hoy a más de cien profesores y alrededor de 2.400 estudiantes por año.

El problema del agua

Antes que la inteligencia artificial, los robots o los drones, aparece un problema más elemental, que es el del agua. Querétaro se encuentra a unos 1.800 metros sobre el nivel del mar, en una región de pocas precipitaciones, sin ríos importantes ni agua de deshielo, de modo que buena parte del abastecimiento depende de perforaciones que llegan a unos 150 metros de profundidad. El descenso de las napas preocupa en una zona donde conviven el crecimiento industrial y la actividad agropecuaria, razón por la cual, explica González de Cosío, la consigna institucional consiste en aprender a trabajar con menos agua antes que en buscar más.

Todo el campo dispone de riego por goteo y también de sistemas de aspersión, aunque estos últimos resultan menos adecuados por el viento. Los ensayos pueden comparar diferentes modalidades de riego en superficies pequeñas y observar qué ocurre con la salud y el rendimiento de las plantas, ya que en esos casos la escala importa menos que la posibilidad de controlar las variables: modificar una condición, seguirla y medir sus efectos.

Los invernaderos ofrecen distintas respuestas a ese mismo problema, y la diferencia entre ellos es deliberada. En algunos, las ventanas deben abrirse de manera manual; en otros, las estaciones meteorológicas leen las condiciones exteriores y el sistema decide qué hacer, de forma que el estudiante pasa de una tecnología básica a otra más sofisticada y así entiende no sólo qué puede automatizarse sino cuál era el problema que la automatización vino a resolver. González de Cosío compara ese aprendizaje con manejar distintos tipos de automóviles, porque no tendría demasiado sentido conocer únicamente el modelo más equipado si nunca se comprendió qué ocurre detrás de cada función.

Los docentes a cargo del sector agrícola, que trabajan bajo el liderazgo de José Antonio Ramírez, ordenan su tarea a partir de cuatro variables: nutrición, sanidad, genética y clima. Las plantas, explica Toño, necesitan distintas combinaciones de nutrientes según la especie y el momento de su desarrollo, y los tanques ubicados junto al sistema de riego contienen diferentes fertilizantes que la computadora dosifica. Un pepino pequeño y un tomate próximo a producir frutos no reciben la misma receta. El clima introduce otras variables. La estación meteorológica mide radiación, viento y temperatura, y si detecta que el viento cambia de dirección, puede decidir qué ventanas abrir o cerrar. Con la radiación ocurre algo parecido: una nube que pasa sobre el invernadero provoca una caída inmediata en los registros y, si la planta deja de necesitar tanta agua, el sistema frena el riego.

Toño lo formula con una frase que parece sencilla pero contiene la lógica de todo el sistema: “Buscamos que cada gota que ocupe la planta, sea cada gota que reciba”.

Vida aplicadada a la vida

Los sensores, de todos modos, no cuentan la historia completa, porque hay datos que todavía exigen caminar hasta la planta, medirla, contar sus frutos, registrar hojas y racimos. Una plataforma permite combinar después esas observaciones con temperatura, radiación, humedad y riego, de manera que el productor —o el estudiante que aprende a ocupar ese lugar— dispone de información de distinta naturaleza: una parte proviene de los dispositivos y otra, de alguien que tuvo que acercarse hasta la planta y mirarla.

En uno de los invernaderos, una balanza permite llevar esa precisión bastante más lejos, ya que las plantas descansan sobre un sistema que detecta las variaciones de peso producidas por la pérdida de agua. Como la transpiración reduce ese peso, el dispositivo puede calcular cuánto perdió la planta y establecer el momento del próximo riego, un intervalo que en verano, durante el período de mayor producción, puede reducirse a unos quince minutos.

“Las decisiones son en base al dato”, dice Toño, una frase que señala una transformación que atraviesa el recorrido, aunque sería un error leerla como una impugnación de la experiencia. En el invernadero siguiente, por ejemplo, la solución a una plaga se apoya en otro organismo vivo antes que en un algoritmo.

Allí se cultivan pimientos y, para reducir la utilización de productos químicos, se liberan insectos benéficos que depredan determinadas plagas. Un ácaro, el swirskii, llega dentro de pequeños recipientes y se distribuye sobre las plantas para combatir al trip, un insecto capaz de transmitir virus y volverlas improductivas. El procedimiento es “vida aplicada a la misma vida”, una manera de aprovechar una relación biológica que convive con las estaciones que miden y las ventanas que se abren solas.

El viñedo y la infraestructura que faltaba

El viñedo repite esa lógica bajo otras condiciones. Hay ocho variedades de uva —seis tintas y dos blancas— y diferentes tecnologías de riego, con una vendimia que se realiza hacia septiembre y una parte de la producción que termina en una vinícola de la zona. Sergio Sebastián Caballero Chávez, coordinador de Mantenimiento Operativo de CAETEC, mecatrónico y responsable de infraestructura, equipos y sensores, muestra un sistema que permite controlar la fertilización y estudiar el consumo de agua en distintas parcelas.

Una red de sensores distribuidos en el terreno registra temperatura y humedad, y algunos funcionan con pequeñas células fotovoltaicas que envían la información mediante una antena. La distinción tiene sentido porque la temperatura ambiente puede no coincidir con la que existe entre los surcos, de modo que conocer esa diferencia permite ajustar el manejo del cultivo. Una app almacena los registros, ofrece datos meteorológicos y organiza una bitácora de tareas.

En el viñedo identificaron doce zonas de investigación, sobre las cuales se cruzan las distintas variedades y tecnologías, con la intención de que cada intervención pueda seguirse en el tiempo y deje registros comparables. Una prueba aislada puede mostrar qué ocurrió ese día, mientras que una serie ordenada permite empezar a entender por qué ocurrió.

Vacas con nombre propio

Después de los cultivos aparecen las vacas. El establo conserva todavía parte de la antigua infraestructura, aunque el sistema de ordeñe ya es otro: hay robots que atienden a los animales y cada vaca lleva una identificación electrónica que permite seguir su actividad de manera individual. Guadalupe López, médica veterinaria zootecnista y responsable del área pecuaria, presenta el lugar desde una pantalla donde puede verse el establo en tiempo real. “No es solamente una lechería, no estamos produciendo solamente leche, estamos produciendo una granja del siglo XXI”, dice.

Cada animal cuenta con un microchip que permite registrar producción, salud y comportamiento, y hay también cepillos rotatorios que las vacas utilizan para rascarse y recibir masajes, un detalle que puede parecer accesorio hasta que López explica que el objetivo general incluye el bienestar y la longevidad. Las vacas tienen nombre y personalidad. Wendy recibió el suyo después de que perdiera el arete con el que la identificaban y tuvieran que buscarla; Marilyn Monroe fue bautizada así por un lunar cerca de la boca. López conoce las diferencias de comportamiento entre los animales y organiza los corrales según su estado, su producción y el momento de la lactancia, en un ciclo donde el promedio puede llegar a unos 42 litros diarios por vaca durante el invierno y descender en la época de calor.

El ordeñe voluntario modifica una rutina que durante décadas estuvo organizada por horarios humanos, ya que la vaca se acerca al robot cuando siente la necesidad de liberar la leche. El sistema lee su identificación y determina si tiene permiso para entrar; una vez adentro, mientras recibe alimento, un brazo robótico limpia los pezones y coloca las unidades de ordeñe, en un proceso completo que dura alrededor de siete minutos y medio. El robot registra además cuánto produce cada cuarto de la ubre y compara ese dato con la producción esperada, de manera que una caída imprevista puede indicar un problema de salud y una modificación en la conductividad o la composición de la leche activa otras alertas. Si el animal recibió antibióticos y la leche no puede utilizarse, el propio sistema la deriva al desagüe y realiza un lavado antes de recibir a la vaca siguiente.

La automatización, más que eliminar el trabajo, cambia su naturaleza. El brazo se ocupa del ordeñe, una tarea física que además puede ser riesgosa, mientras que quienes manejan el establo concentran su atención en la salud, las camas, la alimentación y la organización de los animales. Cada robot dispone de una capacidad limitada de ordeñes diarios y no todas las vacas necesitan utilizarlo la misma cantidad de veces, de modo que la distribución de los animales se convierte en un problema de manejo que López debe resolver todos los días.

La información crece todavía más en otro sector del establo, donde unos alimentadores individuales permiten saber qué vaca comió, cuánto comió y a qué hora, mientras que cerca de allí tres equipos miden las emisiones de metano. El cruce entre alimentación, producción de leche y emisiones forma parte, según explica González de Cosío, del proyecto de investigación de mayor envergadura que se desarrolla en ese espacio.

López agrega otro componente, que es la genética: una vaca que transforma de manera más eficiente su alimento en leche puede emitir menos metano, de modo que la búsqueda de animales más eficientes no se limita a la productividad sino que involucra también la longevidad, la alimentación y el impacto ambiental.

Cuando el maíz vuelve a aparecer

A esa altura del recorrido, el maíz que había quedado atrás empieza a adquirir otro sentido. Lo cultivado en el campo se cosecha como forraje y termina en los silos que alimentarán a las vacas meses después, de modo que la calidad de ese maíz determina qué deberá añadirse a la dieta para completar los requerimientos de energía, proteínas, fibras, vitaminas y minerales. Si el forraje fue bueno, habrá menos que compensar; si tuvo un rendimiento pobre, la formulación tendrá que corregir esas deficiencias.

La ecuación también es económica, ya que los precios de la soja, la canola, el algodón o el maíz cambian y quien formula la dieta busca las mejores alternativas disponibles. Hay, sin embargo, un límite fisiológico, porque la vaca no puede seguir la volatilidad del mercado: un cambio brusco de ingredientes puede alterar el rumen y afectar al animal, razón por la cual el pasaje de una dieta a otra debe hacerse de manera gradual.

El recorrido permite entonces volver sobre sus propios pasos. El maíz ya no es solamente un cultivo, sino el alimento que se relacionará con determinada producción de leche y con cierta emisión de metano. El agua aplicada en una parcela puede terminar incorporada a una planta que luego se convierte en forraje, y la información que nació en una estación meteorológica puede cruzarse después con los datos de un animal. Las piezas que al comienzo parecían independientes empiezan a pertenecer, así, a una misma arquitectura.

La última escena, en el aire

La última escena del recorrido sucede en el aire, donde un dron agrícola resuelve en un par de hotras un trabajo lo que a un tractor le toma tres días. Esteban Domínguez, agricultor, egresado del Tecnológico de Monterrey y representante de MXD, presenta un equipo desarrollado aquí en Querétaro. La empresa busca que la manufactura llegue a ser completamente mexicana y, en el momento de la visita, estimaba que entre el 70 y el 80% ya se producía en el país, en un proyecto que involucra también al Tec, sus profesores y estudiantes.

El dron puede aplicar herbicidas, plaguicidas o nutrientes en distintos cultivos y alcanzar, en condiciones favorables, más de veinticinco hectáreas por hora. Al terminar la tarea, la información queda registrada —cuánto producto aplicó, a qué velocidad y altura voló, qué zonas recorrió—, y el software que administra esos datos también se desarrolló en Querétaro.

Varias horas antes, la visita había comenzado con la historia de una carrera de Agronomía que encontró un lugar en Querétaro casi por descarte. Medio siglo después, el campo experimental funciona como un espacio donde esa disciplina se cruza con veterinaria, mecatrónica, sistemas, estadística e ingeniería industrial. Una planta que transpira deja un registro. Una vaca que entra al robot produce una secuencia de datos. Un alimentador reconoce al animal que se acercó y mide cuánto comió. Un equipo registra el metano. Un dron guarda la historia de su recorrido.

En el CAETEC, toda esa información tiene valor. Se compara, se prueba, se discute y se transforma en una nueva pregunta. Y entra al aula.