Cultivo estival de paprika, tractores eléctricos de hidrógeno y evaluación de siembra… Presentan tres tecnologías prometedoras de I+D agroalimentaria

Las exportaciones nacionales de paprika promedian unas 2.500 toneladas mensuales, pero en la temporada baja, de agosto a octubre, caen alrededor de un 40%, hasta unas 1.500 toneladas. Incluso en las explotaciones de tierras altas de Gangwon que han introducido el cultivo de verano, la proporción de producción en la segunda mitad del año se mantuvo en solo 36,1–39,9%. Aunque se combinan altas temperaturas nocturnas y menor radiación solar, la mayor parte de la investigación sobre criterios de defoliación y aclareo de frutos se ha concentrado en el cultivo de invierno, por lo que las granjas de ciclo estival prácticamente no cuentan con estándares de cultivo en los que apoyarse.

Se estima que un tractor eléctrico de 19 kW tiene una autonomía de batería de unas 1,25 horas en condiciones de alta carga, por lo que para soportar 8 horas de trabajo tendría que cargar con una batería de 64,8 kWh y un peso de 527 kg. Las empacadoras cuadradas grandes—máquinas que comprimen y atan paja de arroz y forraje—exigen un mínimo de 115–160 caballos en la toma de fuerza (PTO), que envía la potencia del tractor al implemento, de modo que los tractores medianos y semigrandes de 100 caballos o menos han quedado directamente excluidos de estas labores. 

La evaluación del rendimiento de las sembradoras todavía se realiza al aire libre mediante operarios que cuentan las semillas una por una. El clima, el estado del suelo y la iluminación cambian en cada prueba, lo que dificulta fijar las condiciones; incluso con procesamiento de imágenes e inteligencia artificial (IA), cuando se mezclan el color del suelo y materias extrañas no se logra separar la semilla del fondo.

En la presentación se dieron a conocer tecnologías capaces de resolver estas dificultades del campo. El Ministerio de Agricultura, Alimentación y Asuntos Rurales y el Instituto Coreano de Planificación y Evaluación de Tecnología en Alimentación, Agricultura y Silvicultura (IPET) celebraron el 14 de septiembre, en el Centro Coreano de Ciencia y Tecnología de Gangnam-gu, Seúl, la ‘Presentación de tecnologías prometedoras de I+D agroalimentaria 2026 en los ámbitos ecológico y de biotecnología verde’, y revelaron tecnologías con alto potencial de comercialización entre los resultados de I+D agroalimentaria. Las ponencias de investigadores se realizaron junto con consultas técnicas individuales para empresas.

La paprika de cultivo estival fija criterios según el número de flores y hojas en los brotes laterales

El ‘método de cultivo de paprika para aumentar la producción’ presentado por la Fundación de Cooperación Industria-Academia de la Universidad Nacional de Kangwon (investigadores Kim Il-seop, Jang Dong-cheol y Yang Seung-ho) es una tecnología que eleva el rendimiento gestionando por etapas el número de flores y hojas en los brotes laterales. Las plántulas se cultivan hasta que aparecen 12 hojas verdaderas y luego se trasplantan a un sustrato de lana de roca; se dejan solo dos o tres tallos principales y se eliminan los puntos de crecimiento para impedir que sigan creciendo. Las ramas laterales también se arreglan dejando solo de una a tres. En cada rama lateral, una flor y una hoja del tallo principal se consideran una unidad; solo se dejan de una a tres unidades combinadas de flor y hoja, y se retira el resto. En el cultivo de tres tallos, donde se conservan tres tallos principales, se propusieron como condiciones de crecimiento una densidad de plantación de 6,8 tallos por m², temperatura media de 20–22℃, concentración de dióxido de carbono de 400–700 ppm y conductividad eléctrica (EC) del suministro de 2,3–2,8 mS/cm.

En un ensayo de 40 semanas con cuatro tratamientos realizado en un invernadero de película plástica en el condado de Inje, Gangwon, cuando el número de frutos cuajados era igual, a mayor número de hojas aumentaba el cuajado; y cuando el número de hojas era igual, cuanto menor era el número de frutos cuajados, antes avanzaba el desarrollo de los órganos vegetativos. En la quinta sección, etapa final de crecimiento, F1L2 fue aproximadamente un 77% superior a F2L2, y la velocidad de desarrollo de nudos en la tercera sección varió hasta alrededor de un 28% según el tratamiento. Esto significa que la combinación de número de hojas y cuajado de frutos determina directamente el equilibrio de crecimiento. La tecnología se encuentra en el nivel de madurez tecnológica 5 (validación en entorno similar, TRL 5) y ya se registró la patente n.º 10-2573495 (solicitada el 22 de noviembre de 2021).

Unir hidrógeno, batería y capacitor para acoplar una empacadora a un tractor mediano

La ‘tecnología ecológica (hidrógeno·eléctrica) e inteligente para desarrollar la movilidad agrícola del futuro’ presentada por el equipo del profesor Kim Yong-joo de la Fundación de Cooperación Industria-Academia de la Universidad Nacional de Chungnam (Departamento de Ingeniería de Maquinaria de Biosistemas) abordó el problema cambiando la configuración de la fuente de potencia. El sistema compone la fuente eléctrica con un módulo de pila de combustible de hidrógeno, una batería principal y un capacitor, y una unidad de distribución de potencia reparte la salida hacia la unidad de tracción. El profesor Kim señaló que, además, se acoplan por separado un motor auxiliar, una batería auxiliar y un inversor a la toma de fuerza del tractor para transmitir potencia directamente a la empacadora.

La clave es cuándo interviene. El profesor Kim explicó: “Se colocan sensores que detectan la carga de rotación de los rodillos de formación y el movimiento de la red de atado, y el motor auxiliar se activa solo durante los tramos de formación y atado de la bala. Si la demanda de salida se dispara por encima del 50%, la unidad de distribución de potencia comprueba el estado de carga del módulo de capacitores dividido en dos y toma energía del lado que cumple el criterio; si el capacitor no alcanza el estándar, la batería principal lo respalda.” Durante la desaceleración, la batería auxiliar se recarga mediante frenado regenerativo; al responder por separado a cargas altas instantáneas y a salida continua, la estructura puede ampliar el rango de trabajo de un tractor eléctrico de clase media sin sobredimensionar excesivamente la fuente de energía. Actualmente la tecnología se encuentra en el nivel de madurez tecnológica 3 (validación de laboratorio, TRL 3).

La evaluación del rendimiento de siembra entra en interiores

El equipo del profesor Lee Dae-hyun de la Fundación de Cooperación Industria-Academia de la Universidad Nacional de Chungnam (Departamento de Ingeniería de Maquinaria de Biosistemas) presentó un ‘dispositivo de recopilación de imágenes con fondo intercambiable y su método para simular entornos de trabajo agrícola’. La placa de superficie de referencia sobre la que se dispersan las semillas se fabrica con material transparente, y debajo se deslizan a izquierda y derecha placas de simulación de fondo que reproducen distintos suelos para sustituirlas. Kang Seung-woo, investigador doctoral del Laboratorio de Inteligencia Visual Agrícola de la Universidad Nacional de Chungnam que estuvo a cargo de la presentación ese día, explicó: “Como la estructura obtiene imágenes cambiando solo el fondo y manteniendo intacta la distribución de semillas, permite acumular en interiores grandes cantidades de datos de aprendizaje que eran difíciles de recopilar repetidamente al aire libre.” Se dispone por separado una placa de evaluación blanca monocroma para el etiquetado y la generación de datos de referencia, y se calcula la tasa de error comparando los resultados de detección entre el fondo de evaluación y el fondo simulado, para retroalimentarla a la corrección del modelo de detección. También se presentó como ventaja que puede implementarse solo con sensores de imagen, sin sensores costosos. Esta tecnología también se encuentra en el nivel de madurez tecnológica 5.

Invernaderos por 74.100 millones de dólares, empacadoras por 12.000 millones y agricultura de precisión por 38.800 millones… respaldados por las perspectivas de mercado

También se presentaron previsiones de los mercados relacionados. Se prevé que el mercado mundial de invernaderos crezca a una tasa media anual del 10,9%, de 32.800 millones de dólares en 2025 a 74.100 millones en 2033. El mercado de tractores agrícolas eléctricos pasaría de 178,31 millones de dólares en 2024 a 337,13 millones en 2030, con una media anual del 11,2%, mientras que el mercado de empacadoras crecería en el mismo periodo de 6.400 millones a 12.000 millones de dólares, a una media anual del 10,6%. El mercado de agricultura de precisión se ampliará de 15.100 millones de dólares en 2025 a 38.800 millones en 2033, y el hardware, incluidos cámaras, sensores y sistemas de control automatizado, representa el 66,7% del total en 2025.

La demanda de políticas también coincide. El Ministerio de Agricultura, Alimentación y Asuntos Rurales y la Administración de Desarrollo Rural impulsan entre 2026 y 2030 un proyecto conjunto de I+D en robots agrícolas por un total de 57.200 millones de wones, apoyando 18 tareas clave, incluida la siembra de precisión, y el establecimiento de estándares de datos y sistemas de demostración para la transformación de la inteligencia artificial agrícola (AX). Es precisamente aquí donde se vuelven necesarios sistemas de prueba en interiores capaces de verificar repetidamente el rendimiento de sembradoras y robots agrícolas y asegurar datos de aprendizaje bajo diversas condiciones de suelo.

La cuestión decisiva es la distancia entre el laboratorio y los campos. El método de cultivo de paprika debe trasladarse a manuales para agricultores, y el sistema de potencia del tractor eléctrico de hidrógeno, al estar en fase de validación de laboratorio, aún debe montarse en una máquina real y someterse a verificación de durabilidad. En el caso del dispositivo de recopilación de imágenes, la amplitud con que pueda cubrir las formas de semillas por cultivo y las condiciones del suelo será la variable que determine la velocidad de difusión. IPET planea continuar las consultas de transferencia tecnológica entre investigadores y empresas sobre las tecnologías anunciadas ese día.