Agroindustria sostenible: desafíos y soluciones tecnológicas

Introducción

La industria agroalimentaria es uno de los pilares fundamentales de la economía global, proporcionando alimentos y productos esenciales para la vida diaria. Sin embargo, esta industria también es responsable de una parte significativa del impacto medioambiental mundial.

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), la agricultura y la ganadería son responsables de aproximadamente el 14.5% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI). Este impacto se debe, en gran medida, a procesos como la deforestación, el uso intensivo de fertilizantes y pesticidas, y la producción de metano por parte del ganado.

Así pues, la sostenibilidad se ha convertido en una prioridad ineludible para la industria agroalimentaria. Los consumidores, cada vez más conscientes de la importancia de la sostenibilidad, demandan productos que sean producidos de manera responsable. Además, las regulaciones y leyes medioambientales se están volviendo más estrictas, tanto a nivel nacional como europeo.

Veamos en este primer apartado del artículo cuáles son los procesos más contaminantes en cada uno de los segmentos de la industria alimentaria, cuál ha sido la evolución de ésta en términos de impacto medioambiental durante los últimos años y cuál es el marco regulatorio al que se enfrenta el sector a corto plazo.

Segmentos de la agroindustria y procesos más contaminantes

Producción agrícola

La producción agrícola incluye el cultivo de cereales, frutas, verduras y otros cultivos. Este segmento enfrenta desafíos relacionados con el uso eficiente de agua, la gestión del suelo y la reducción de pesticidas y fertilizantes.

Los procesos más contaminantes en este segmento incluyen el uso intensivo de fertilizantes y pesticidas, que contribuyen significativamente a las emisiones de óxidos de nitrógeno, y la deforestación para la expansión agrícola, que libera grandes cantidades de CO2 y reduce la capacidad del planeta para absorber carbono.

Ganadería

La ganadería incluye la cría de ganado para carne, leche y otros productos. Este segmento tiene el reto de gestionar de manera eficiente las emisiones de metano, la mejora del bienestar animal y la reducción del impacto ambiental de las operaciones ganaderas.

La industria ganadera lleva años realizando un considerable esfuerzo por reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI). Este asunto es especialmente importante en el caso de las emisiones de metano provenientes de las explotaciones ganaderas, ya que se trata de un GEI mucho más potente que el dióxido de carbono.

Además, la conversión de bosques y praderas en tierras de pastoreo ha llevado a una disminución drástica de los hábitats naturales, afectando a la fauna y flora locales.

Procesamiento de alimentos

Este segmento se encarga de transformar los productos agrícolas en alimentos procesados. Los desafíos incluyen la eficiencia energética, la gestión de residuos y la reducción del uso de agua.

Los procesos más contaminantes en este segmento incluyen el uso intensivo de energía en las plantas de procesamiento y la generación de grandes cantidades de residuos y aguas residuales, que pueden contaminar el suelo y los cuerpos de agua circundantes.

Distribución y logística

Incluye el transporte y almacenamiento de productos alimentarios. Los desafíos en este segmento están relacionados con la reducción de emisiones de CO2 y la mejora de la eficiencia logística.

Los procesos más contaminantes incluyen las emisiones de los vehículos de transporte, que contribuyen significativamente a las emisiones de GEI, y el uso intensivo de energía en los almacenes y centros de distribución.

Evolución del sector en términos de impacto medioambiental

En las últimas décadas, la industria agroalimentaria ha experimentado una evolución significativa en términos de producción y eficiencia. Sin embargo, esta evolución ha venido acompañada de un aumento en el impacto medioambiental. La intensificación de la producción agrícola y ganadera ha llevado a un uso más intensivo de recursos naturales y a un incremento en las emisiones de GEI. Además, la expansión de tierras agrícolas a costa de áreas forestales ha sido uno de los principales motores de deforestación en muchas regiones del mundo.

A pesar de estos desafíos, ha habido avances significativos en la adopción de prácticas más sostenibles. La agricultura de conservación, que incluye técnicas como la siembra directa y la rotación de cultivos, ha demostrado ser efectiva para reducir la erosión del suelo y mejorar la fertilidad. Además, el desarrollo de nuevas tecnologías agrícolas, como los sistemas de riego eficientes y los fertilizantes de liberación controlada, ha contribuido a reducir el uso de recursos y las emisiones.

Regulaciones y nuevas leyes para la sostenibilidad

En los últimos años, la regulación medioambiental se ha vuelto cada vez más estricta, impulsada por la creciente preocupación por el cambio climático y la búsqueda de la sostenibilidad. A nivel europeo, la Unión Europea ha implementado una serie de políticas para fomentar la sostenibilidad en la industria agroalimentaria.

El Pacto Verde Europeo (Green Deal), por ejemplo, tiene como objetivo hacer de Europa el primer continente climáticamente neutro para 2050. Esto incluye medidas para reducir las emisiones de GEI, mejorar la eficiencia energética y promover la economía circular.

En España, la Ley de Cambio Climático y Transición Energética, aprobada en 2021, establece metas claras para reducir las emisiones de GEI y promover la sostenibilidad en todos los sectores, incluida la agroindustria. Además, se están desarrollando nuevas leyes y regulaciones que exigirán a las empresas agroalimentarias que demuestren sus esfuerzos en sostenibilidad y reducción de impacto ambiental.

Estas regulaciones no solo imponen obligaciones, sino que también ofrecen oportunidades para que las empresas adopten prácticas más sostenibles y mejoren su competitividad. Por ejemplo, la financiación verdey los incentivos fiscales están disponibles para las empresas que invierten en tecnologías sostenibles y reducen su huella medioambiental.

La necesidad de transformar la cadena de valor

Para adaptarse a estas demandas y regulaciones, la industria agroalimentaria debe transformar sus procesos y su cadena de valor. Esto incluye la adopción de prácticas más sostenibles, la implementación de tecnologías avanzadas y la innovación en la producción y distribución de alimentos. La digitalización de procesos puede ayudar a optimizar el uso de recursos, reducir el desperdicio y mejorar la eficiencia.

La transformación de la cadena de valor también implica una mayor colaboración entre todos los actores de la industria, desde los productores hasta los consumidores. Las alianzas estratégicas y las redes de colaboración pueden facilitar el intercambio de conocimientos y la implementación de mejores prácticas sostenibles. Además, la trazabilidad y la transparencia en la cadena de suministro son esenciales para garantizar la sostenibilidad y la confianza del consumidor.

En este artículo, exploraremos en detalle los desafíos y soluciones tecnológicas que pueden ayudar a la industria agroalimentaria a ser más sostenible. Desde la optimización de procesos productivos hasta la implementación de sistemas avanzados de monitorización y automatización, veremos cómo la innovación tecnológica puede reducir el impacto ambiental y mejorar la competitividad de las empresas.

Desafíos de la agroalimentación sostenible

Impacto del cambio climático en la producción agroalimentaria

El cambio climático está teniendo un impacto significativo en la productividad y el rendimiento del sector agroalimentario. Los eventos climáticos extremos, como sequías, inundaciones y olas de calor se están volviendo más frecuentes e intensos, afectando negativamente a los rendimientos de los cultivos y la producción ganadera. En muchas regiones, la sequía ha causado caídas dramáticas en la producción agrícola y, por ende, en las exportaciones, lo que ha generado pérdidas económicas considerables.

Además de los eventos extremos, el cambio climático está alterando los patrones de precipitación y las temperaturas medias, lo que afecta la fenología de los cultivos y las prácticas agrícolas. Por ejemplo, los periodos de floración y maduración de los cultivos pueden cambiar, lo que dificulta la planificación y gestión de las explotaciones agrícolas. Este contexto obliga a la industria agroalimentaria a adaptarse y encontrar soluciones que mitiguen estos efectos adversos y promuevan una agroalimentación sostenible.

Problemas medioambientales: emisiones de GEI y pérdida de biodiversidad

La industria agroalimentaria y , especialmente, la agrícola y la ganadera, deben seguir apostando por reforzar sus programas e iniciativas en favor de la reducción de GEI (con especial foco en el metano) y en minimizar el uso de excesivo de fertilizantes y pesticidas (por su significativo impacto en emisiones de óxidos de nitrógeno) que produce la agricultura intensiva.

La expansión de la producción agrícola a costa de áreas naturales ha contribuido significativamente a la pérdida de biodiversidad. La conversión de bosques y praderas en tierras de cultivo y pastoreo ha llevado a una disminución drástica de los hábitats naturales, afectando a la fauna y flora locales. En este contexto, es crucial adoptar prácticas agrícolas que minimicen las emisiones de GEI y promuevan la conservación de la biodiversidad, como parte de una estrategia integral de agroalimentación sostenible.

Restricciones y regulaciones internacionales

A nivel global, las políticas y regulaciones están evolucionando para hacer frente a los desafíos medioambientales. Los mercados internacionales están empezando a adoptar medidas restrictivas para la comercialización de productos que no demuestran ser sostenibles. Iniciativas como las de la Unión Europea, que limitan la importación de alimentos provenientes de cadenas productivas con deforestación, están obligando a los productores a adaptarse a nuevas normativas y estándares de sostenibilidad.

En Europa, además de la implementación del Pacto Verde Europeo, anteriormente mencionado, se están promoviendo las políticas de «Del campo a la mesa» (Farm to Fork), que buscan transformar los sistemas alimentarios para que sean más sostenibles y saludables, imponiendo exigencias adicionales a los productores.

Mercados más sostenibles y empresas más competitivas

Para mantenerse competitivas y, a la vez, cumplir con las regulaciones, las empresas agroalimentarias deben adoptar buenas prácticas que reduzcan su impacto medioambiental. La implementación de tecnologías avanzadas para la monitorización y reducción de emisiones es esencial para alcanzar estos objetivos. Por ejemplo, la agricultura de precisión, que utiliza tecnologías como los sensores IoT y la inteligencia artificial, permite una gestión más eficiente de los recursos y una reducción en el uso de fertilizantes y pesticidas.

El desarrollo de mercados que valoren los productos sostenibles es igualmente crucial. Hay estudios que demuestran que los consumidores están dispuestos a pagar más por productos que sean producidos de manera responsable y que tengan un menor impacto ambiental. La creación de etiquetas y certificaciones de sostenibilidad puede ayudar a las empresas a diferenciar sus productos y a capturar una mayor cuota de mercado. Además, las alianzas estratégicas y las redes de colaboración pueden facilitar la adopción de mejores prácticas y la innovación en la industria agroalimentaria.

Desafíos que se convierten en oportunidades

A pesar de todos estos desafíos, la transición hacia una agroalimentación sostenible ofrece numerosas oportunidades de crecimiento y mejora para las empresas del sector. La adopción de prácticas y tecnologías sostenibles no solo puede reducir el impacto medioambiental, sino también mejorar la eficiencia y la rentabilidad de las operaciones. Por ejemplo, la optimización de procesos productivos y logísticos mediante herramientas de simulación y Big Data Analytics puede reducir los costes y aumentar la competitividad.

Además, la sostenibilidad puede ser un motor de innovación. Las empresas que lideran la adopción de tecnologías sostenibles pueden establecer nuevos estándares y abrir nuevos mercados. La inversión en investigación y desarrollo para crear soluciones innovadoras puede posicionar a las empresas como líderes en el mercado global de la agroalimentación sostenible. En este sentido, la agroalimentación sostenible no solo es una necesidad medioambiental, sino también una estrategia empresarial viable y rentable.

Soluciones tecnológicas para una agroindustria sostenible

Optimización de procesos productivos y logísticos

La optimización de procesos en la industria agroalimentaria es esencial para mejorar la eficiencia y reducir el impacto ambiental. Implementar herramientas de simulación y análisis de datos permite optimizar la producción, la gestión de la cadena de suministro y la logística.

Estas tecnologías ayudan a identificar ineficiencias y a diseñar soluciones que minimicen el uso de recursos y las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, la optimización de procesos logísticos puede reducir el desperdicio de alimentos y mejorar la trazabilidad, garantizando que los productos lleguen en mejores condiciones al consumidor final.

Tecnologías clave: Big Data, Machine Learning, Simulación de Procesos, Inteligencia Artificial (IA).

Sistemas de monitorización y automatización en entornos inteligentes

La monitorización y automatización en la agroindustria permiten un control preciso de los procesos productivos y de calidad. El Internet de las Cosas (IoT) y los sensores avanzados facilitan la recolección de datos en tiempo real, lo que permite una toma de decisiones informada y más inteligente.

La automatización, por su parte, mejora la eficiencia operativa y reduce el desperdicio de recursos. Al integrar sistemas de IA, se pueden predecir fallos y optimizar el mantenimiento de equipos, lo que prolonga su vida útil y asegura una operación continua y eficiente.

Tecnologías clave: IoT, Sensores Avanzados, IA, Sistemas de Automatización.

Procesos de valorización y diseño de materiales sostenibles

El desarrollo de nuevos procesos de reciclado y valorización de residuos es crucial para una agroalimentación sostenible. La implementación de tecnologías que permitan la compostabilidad y biodegradabilidad de los materiales utilizados en la industria ayuda a reducir el impacto ambiental y a fomentar una economía circular.

El diseño de materiales sostenibles también es fundamental para minimizar la huella ecológica. Además, la valorización de subproductos y residuos agrícolas no solo reduce el desperdicio, sino que también puede generar nuevas fuentes de ingresos para los productores.

Tecnologías clave: Biotecnología, Materiales Sostenibles, Economía Circular, Compostabilidad.

Digitalización de procesos de campo

La digitalización de procesos agrícolas mejora la eficiencia y sostenibilidad de las operaciones. La aplicación de tecnologías de la Industria 4.0, como el uso de drones, sensores y sistemas de gestión de datos, permite una monitorización precisa y continua de los cultivos y del suelo.

Esto facilita la implementación de prácticas agrícolas más sostenibles y la optimización del uso de recursos como el agua y los fertilizantes. Además, la digitalización permite una mejor gestión de plagas y enfermedades, reduciendo la dependencia de pesticidas químicos y mejorando la salud del ecosistema agrícola.

Tecnologías clave: Drones, Sensores de Campo, Sistemas de Gestión de Datos, IA.

Diseño de máquinas agrícolas y máquinas especiales

El diseño y desarrollo de maquinaria agrícola avanzada es esencial para mejorar la eficiencia y sostenibilidad de las operaciones agrícolas. Las máquinas equipadas con tecnologías inteligentes, como los robots agrícolas y los sistemas de navegación autónoma, permiten una gestión más eficiente de los recursos y una reducción del impacto ambiental.

Estas innovaciones ayudan a optimizar las tareas agrícolas y a reducir el uso de productos químicos. Además, la automatización de tareas repetitivas y peligrosas no solo aumenta la seguridad de los trabajadores, sino que también permite una mayor precisión y eficiencia en las operaciones diarias.

Tecnologías clave: Robótica, Navegación Autónoma, IA, Diseño de Máquinas.

Smart Packaging

El desarrollo de soluciones de embalaje inteligentes es clave para una agroalimentación sostenible. Utilizar materiales sostenibles y diseñar envases que mejoren las propiedades de conservación de los alimentos reduce el desperdicio y la huella ecológica.

Además, el uso de tecnologías como la impresión 3D y los sensores de embalaje puede mejorar la eficiencia y la sostenibilidad de los procesos de empaquetado. Los envases inteligentes pueden incluir indicadores de frescura y sensores de condiciones ambientales, lo que proporciona información en tiempo real sobre el estado del producto y ayuda a minimizar las pérdidas y el desperdicio de alimentos.

Tecnologías clave: Materiales Sostenibles, Impresión 3D, Sensores de Embalaje, IoT.

Trazabilidad y customer intelligence

La trazabilidad en la cadena de suministro agroalimentaria es esencial para garantizar la calidad y sostenibilidad de los productos. Implementar sistemas de trazabilidad avanzados permite un seguimiento detallado de los productos desde su origen hasta el consumidor final.

Además, el análisis de datos y la monitorización de redes sociales proporcionan información valiosa para el desarrollo de nuevos productos y la mejora de la satisfacción del cliente. La capacidad de rastrear y verificar cada paso del proceso de producción no solo mejora la transparencia, sino que también fortalece la confianza del consumidor en los productos sostenibles y de alta calidad.

Tecnologías clave: Blockchain, Análisis de Datos, Monitorización de Redes Sociales, Sistemas de Trazabilidad.

Casos de éxito

El ITA cuenta con una amplia experiencia en el desarrollo de soluciones tecnológicas para el ámbito de la agroindustria. Estas soluciones ayudan a las empresas del sector a ser más eficientes, sostenibles y competitivas de la mano de las tecnologías digitales más avanzadas: Inteligencia Artificial, IoT, Big Data, Robótica Autónoma, Blockchain, Gemelos Digitales, etc.

A continuación, vamos a mostrar de manera muy breve algunos casos de éxito relacionados con dichas soluciones tecnológicas:

ZeroW: Innovaciones sistémicas para lograr cero desperdicios de alimentos

ZeroW se enfoca en reducir la pérdida y desperdicio de alimentos (PDA) para avanzar hacia sistemas alimentarios sostenibles. Utiliza el enfoque Living Lab, una metodología de cocreación que involucra a todos los actores de la cadena alimentaria. ZeroW ha creado 9 Living Labs, implementando innovaciones sistémicas que promueven cambios fundamentales en dimensiones sociales y técnicas, así como en sus interrelaciones. Estas iniciativas buscan acelerar la transición hacia un sistema alimentario justo y sostenible, reduciendo el uso de recursos y emisiones de GEI.

PISTARA: Caracterización del territorio para el cultivo del pistacho

El proyecto Pistara utiliza sensores en parcelas de Aragón para determinar la idoneidad del cultivo de pistacho en diferentes áreas y variedades. Los datos, almacenados en una plataforma en la nube, se analizan con Big Data e IA. Esto culmina en un mapa interactivo que muestra las mejores parcelas para el cultivo, ayudando a aumentar la producción y sostenibilidad de las explotaciones. Esta herramienta beneficia tanto a productores actuales como a nuevos agricultores interesados en el pistacho

Bodegas 5.0: Mejora de los procesos de la bodega

Bodega 5.0 es un proyecto I+D financiado por CDTI que desarrolla tecnología IT para implementar un proceso S&OP avanzado en bodegas y cooperativas vitivinícolas. Utilizando la herramienta KAJAL del Instituto Tecnológico de Aragón, se optimizan previsiones de demanda, gestión de inventarios, planificación de pedidos y líneas de producción. El objetivo es equilibrar la demanda y producción, mejorando la comunicación y eficiencia entre departamentos, alineando planes comerciales, operativos y financieros con la estrategia del negocio, y cumpliendo objetivos globales y específicos de la empresa.

AMONIA 4.0: Control de emisiones de amoniaco

El proyecto AMONIA 4.0 busca reducir las emisiones de amoníaco en granjas porcinas mediante tecnologías de digitalización para mejorar la toma de decisiones. El proyecto ha trabajado en la creación de un Gemelo Digital para la gestión integral de emisiones. En la Fase 1, «Sensorización Virtual», participaron ITAINNOVA, Nabladot, Exafan y Vall Companys, liderados por el Clúster Español de Productores de Ganado Porcino (i+Porc).

TATOMA – CONNECT 4.0: IoT para maquinaria agrícola

Los sistemas desarrollados se integran y validan en un entorno operacional y bajo condiciones de trabajo reales en tres empresas, si bien tendrá un alcance parcial ya que solo se considerará un tipo de máquina y un grupo de parámetros de operación limitados con la intención de validar el rendimiento y fiabilidad del sistema y, llegado el caso, poder escalar el desarrollo a más tipos de máquinas.

Conclusiones

La transición hacia una agroalimentación sostenible es imperativa para enfrentar los desafíos medioambientales actuales. La implementación de soluciones tecnológicas avanzadas, no sólo mejora la eficiencia operativa, sino que también reduce el impacto ambiental.

Desde la optimización de procesos productivos y logísticos hasta el desarrollo de envases sostenibles y la digitalización de la cadena de suministro, las tecnologías como la IA, IoT, Big Data y Blockchain son clave para alcanzar estos objetivos. Al apoyarse en estas innovaciones, las empresas agroalimentarias pueden avanzar hacia un futuro más sostenible y competitivo, alineado con las demandas globales de sostenibilidad y responsabilidad ambiental.

Contacta con nosotros

Déjanos tus datos de contacto si quieres que te ayudemos: