Agro Smart

Tecnología aplicada al campo: desde IoT y drones hasta biotecnología avanzada, descubre cómo la innovación está revolucionando la producción y sostenibilidad agrícola. 

Los investigadores aprovechan el potencial de las pilas de combustible microbianas para generar un suministro de energía continuo, limpio y sin mantenimiento para la agricultura de precisión

Las explotaciones agrícolas del futuro tendrán que recurrir a fuentes de energía más sostenibles para aplicaciones distribuidas de bajo consumo, como el riego de precisión y la monitorización ambiental.

«Las soluciones actuales suelen basarse en baterías convencionales o fuentes de alimentación externas. Estos productos tienen una vida útil limitada, requieren mucho mantenimiento y conllevan impactos ambientales negativos. Mientras tanto, las alternativas renovables, como la solar o la eólica, siguen siendo intermitentes, inestables o costosas», explica Naroa Uria, coordinadora del proyecto SOIL2POWER(se abrirá en una nueva ventana) [DB1.1] financiado por el Consejo Europeo de Innovación(se abrirá en una nueva ventana).

Impulsada por la necesidad de las pequeñas y medianas explotaciones agrícolas de obtener energía accesible, fiable y de bajo mantenimiento, el equipo de SOIL2POWER aprovechó la actividad metabólica de los microbios del suelo para generar electricidad.

«Nuestra demostración de sistemas de bioenergía optimizados basados en el suelo que operan en entornos agrícolas reales ofrece una vía hacia soluciones energéticas escalables basadas en la naturaleza», afirma Uria, de Agròpolis – Universidad Politécnica de Cataluña(se abrirá en una nueva ventana), un sitio agrícola experimental utilizado para la validación de campo.

Aprovechar los sistemas bioelectroquímicos

El equipo de SOIL2POWER creó pilas de combustible microbianas generadoras de electricidad aprovechando la actividad metabólica natural de los microorganismos del suelo.

Los microorganismos consumen materia orgánica, liberando electrones como parte de su metabolismo. Estos electrones se transfieren a un ánodo(se abrirá en una nueva ventana), luego fluyen a través de un circuito externo llegando a un cátodo(se abrirá en una nueva ventana), donde reaccionan con oxígeno y protones, formando agua y completando el circuito eléctrico.

Una innovación clave del proyecto fue la creación de recubrimientos bacterianos electrogénicos en la superficie de los electrodos del ánodo, basados en la inmovilización de bacterias electrogénicas seleccionadas. Estos elementos facilitan y estabilizan la transferencia de electrones desde los microorganismos al ánodo.

«Controlar la formación y la estructura de estas biopelículas mejora la eficiencia y la reproducibilidad de la pila de combustible microbiana, superando la variabilidad asociada a las biopelículas formadas de forma natural», añade Uria.

Mientras tanto, el trabajo de caracterización del sustrato proporcionó información sobre los factores que afectan al rendimiento de las biobaterías. «El análisis de las comunidades microbianas y la composición fisicoquímica de diferentes sustratos ayudó a identificar los parámetros que influyen en el rendimiento y facilitó la selección de sustratos para las pilas de combustible microbianas», señala Uria.

Para superar la baja y variable producción de energía de las pilas de combustible microbianas, los componentes del sistema se optimizaron individualmente, utilizando diseños de ultrabajo consumo, antes de optimizar la arquitectura general del sistema.

«Este método reveló la contribución de cada elemento a la mejora de la potencia y la diferencia que supone la integración del sistema completo para lograr operaciones fiables», añade Uria.

La integración de los componentes dio como resultado BIOOCELL, un prototipo funcional para aplicaciones de agricultura de precisión, que fue sometido a validación tanto en laboratorio como sobre el terreno.

Los ensayos realizados en Agròpolis generaron datos sobre el comportamiento del sistema en un escenario agrícola realista, esenciales para comprender la influencia de variables externas como la temperatura y la humedad.

«Superando los desafíos inherentes al trabajo en la vanguardia de la microbiología y la ingeniería, demostramos con éxito la capacidad del sistema para generar y gestionar energía directamente del suelo, lo que permite su uso en aplicaciones de baja potencia como el control del riego», comenta Uria.

Despliegue de tecnologías digitales en zonas rurales y remotas

La batería biológica de SOIL2POWER apoya la transición hacia un uso más eficiente del agua y prácticas agrícolas más inteligentes, fundamentales para las estrategias de la Unión Europea relacionadas con la adaptación climática(se abrirá en una nueva ventana), la gestión sostenible de la tierra y sistemas alimentarios(se abrirá en una nueva ventana), así como la economía circular.

Si bien la aplicación más inmediata de BIOOCELL probablemente sea alimentar válvulas de riego para la agricultura de precisión, también resultará de interés para otros dispositivos de bajo consumo energético, como los sistemas de monitoreo ambiental.

«Poner a disposición de las pequeñas y medianas explotaciones agrícolas dispositivos fiables de generación de energía “in situ” aumenta su acceso a las innovaciones agrícolas, lo que permite una producción de alimentos más resiliente con un menor impacto ambiental», afirma Uria.

Centrado en la implementación en el mundo real, el equipo está desarrollando actualmente planes de comercialización que incluyen la entrada directa al mercado y alianzas estratégicas para ampliar la producción y la distribución.

Imagen: https://ibizabotanicobiotecnologico.com/baterias-biologicas/

Nuevos sistemas circulares implantados en Alemania, España y Suecia ayudan a convertir flujos de residuos urbanos en fertilizantes y agua regenerada para la agricultura local

Cada día, enormes cantidades de aguas residuales ricas en nutrientes acaban en las redes de alcantarillado urbano. Mientras tanto, muchas explotaciones agrícolas que dependen de fertilizantes convencionales tienen dificultades para mantener sus rendimientos y hacer frente a la escasez de agua. Lo que sobra en las ciudades falta a menudo en el campo. Cerrar esta brecha representa una estrategia práctica para lograr un agua más limpia, unos sistemas alimentarios más sólidos y una economía europea más circular.

Convertir problemas locales en oportunidades circulares

En el proyecto P2GreeN(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, se demuestra cómo las ciudades y las zonas rurales pueden reconectar los flujos de recursos mediante la transformación de las aguas residuales, la orina y las heces en insumos agrícolas seguros.

«Durante mucho tiempo, las ciudades han gestionado los nutrientes presentes en las excretas humanas como residuos, en lugar de reconocerlos como un recurso valioso para la agricultura. Nuestro objetivo era volver a conectar estos dos sistemas mediante flujos de recursos circulares y seguros», explica Isabell Szallies, coordinadora del proyecto.

En las regiones de prueba de Alemania, España y Suecia se implantaron sistemas de recuperación de nutrientes(se abrirá en una nueva ventana) adaptados a las condiciones ambientales locales. En la isla sueca de Gotland, el turismo estacional ejerce una gran presión sobre los sistemas de tratamiento de aguas residuales, lo que contribuye a los vertidos de nitrógeno y fósforo al mar Báltico. Estos nutrientes favorecen la proliferación de algas y reducen el oxígeno disponible en el agua, lo que perjudica a los ecosistemas marinos. Si se recuperan antes de entrar en los sistemas convencionales de tratamiento de aguas residuales, las autoridades locales podrían aprovechar mejor estos recursos y limitar sus efectos negativos.

En la llanura del norte de Alemania, la lixiviación de nutrientes procedentes de la agricultura y los vertidos de aguas residuales afectan a las aguas subterráneas, los ríos y las zonas costeras. En la comarca española de la Axarquía, la escasez de agua enfrenta las necesidades de la agricultura, la población residente y el turismo. Por ello, una reutilización eficiente del agua resulta cada vez más necesaria.

En P2GreeN no se abordaron estos problemas por separado, sino como parte de un mismo reto: reducir la contaminación y, al mismo tiempo, recuperar recursos valiosos.

Poner en práctica enfoques circulares

En las regiones de prueba se aplicaron dos enfoques circulares en condiciones reales. El primero consiste en recuperar los nutrientes antes de que lleguen a las redes de alcantarillado convencionales, mientras que el segundo recupera agua y nutrientes de aguas residuales tratadas para su uso agrícola.

En Suecia, se recogió orina en festivales y recintos de eventos. Después, las muestras se estabilizaron y transformaron en un abono seco para uso agrícola. En Alemania, se instalaron sanitarios secos con separación en festivales y espacios públicos para recoger por separado la orina y las heces. La orina se transformó en fertilizante líquido concentrado, mientras que las heces se compostaron para obtener enmiendas del suelo. Ambos casos demostraron que los eventos públicos pueden funcionar como puntos locales de recogida de nutrientes, en lugar de convertirse en focos de contaminación de aguas residuales.

En el sur de España, las aguas residuales se sometieron a un proceso adicional de filtración y desinfección antes de su reutilización. A continuación, una herramienta inteligente de fertirrigación ajustó el contenido de nutrientes a las necesidades de los cultivos. De este modo, el agua regenerada se pudo emplear para regar y fertilizar plantaciones de mango y aguacate.

En conjunto, estas prácticas redujeron la cantidad de nitrógeno y fósforo que llegaba a las plantas de tratamiento de aguas residuales y disminuyeron las pérdidas de nutrientes hacia ríos y aguas costeras. Los nutrientes recuperados ayudaron a reducir la dependencia de los fertilizantes sintéticos. Además, permitieron aliviar la presión sobre recursos de agua dulce cada vez más escasos sin comprometer la productividad agrícola.

Más allá de los beneficios ambientales, los casos de estudio revelaron el potencial de nuevas cadenas de valor locales que conectan los flujos de residuos urbanos con explotaciones agrícolas cercanas. Esta conexión abre oportunidades para modelos de negocio circulares y la innovación regional.

Reproducir los casos de éxito local

Muchos territorios europeos se enfrentan a presiones similares derivadas de la escasez de agua, la contaminación por nutrientes o la dependencia de los fertilizantes. Las metodologías de P2GreeN están diseñadas para facilitar su reproducción en otros contextos. El consorcio ya ha empezado a estudiar cómo podrían adaptarse sus modelos en otras regiones(se abrirá en una nueva ventana).

Los casos de estudio demostraron que los nutrientes recuperados de las ciudades se pueden reutilizar de forma segura en la agricultura de las zonas cercanas, con lo que se reduce la contaminación, se ahorra agua y se crean nuevas cadenas de valor regionales. No obstante, el concepto requiere marcos normativos(se abrirá en una nueva ventana) y aceptación social(se abrirá en una nueva ventana).

El doctor Stefan Karlowksy, del Instituto Leibniz de Cultivos Hortícolas y Ornamentales, comenta: «Nuestros casos de estudio demostraron que los sistemas circulares de nutrientes pueden funcionar en entornos locales muy diferentes, desde festivales en Suecia hasta explotaciones agrícolas afectadas por la sequía en España. Sin embargo, para que estos sistemas lleguen a consolidarse, será necesaria la cooperación entre municipios, agricultores y ciudadanos».

© Jenna Senecal-Smith, Santiation360; Enno Schröder, Goldeimer

El Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC) emplea aquafaba, el líquido de cocción de las legumbres, y aceites vegetales para obtener grasas sólidas saludables

Un equipo del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA), del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado un oleogel —un tipo de grasa sólida creada a partir de aceites líquidos — utilizando aquafaba, el líquido resultante de cocer legumbres. Mediante este procedimiento, que combina aquafaba y aceite de girasol, se obtiene un compuesto cuyas propiedades le permiten sustituir completamente a la mantequilla, la margarina o la grasa de palma en productos de bollería y confitería. El avance, publicado en la revista Food Hydrocolloids, ha permitido sustituir por completo la grasa convencional de cruasanes en pruebas de laboratorio y ha dado lugar a un modelo de utilidad con solicitud de extensión internacional para su posible aplicación en la industria.

Los aceites vegetales, como el de girasol o el de oliva, tienen bajo contenido en ácidos grasos saturados. Precisamente por esto son líquidos a temperatura ambiente y no pueden cumplir las funciones estructurales de las grasas sólidas. “Con la oleogelificación dotamos a aceites líquidos con un perfil lipídico saludable de una estructura similar a la de las grasas sólidas. Se obtiene así una grasa saludable, sólida y con bajo contenido en ácidos grasos saturados”, señala Teresa Sanz, investigadora del IATA-CSIC que ha desarrollado el estudio.

“A diferencia de la mantequilla, que tiene un aroma propio muy reconocible, el oleogel de aceite vegetal y aquafaba es prácticamente neutro en olor. No se trata de un inconveniente, sino de una ventaja, pues puede incorporarse a una gran variedad de productos sin modificar las características sensoriales. El aroma final del alimento lo aportan el resto de ingredientes”, añade la investigadora.

Una grasa sólida… pero saludable

La técnica utilizada consiste en formar primero una emulsión de aceite y agua con aquafaba. En concreto, se emplearon dos fuentes de aquafaba, de garbanzo y de judía, con resultados satisfactorios en ambos casos. Después de formar la emulsión, se elimina el agua para obtener un oleogel estable. El secreto está en la composición de la aquafaba: es rica en proteínas, polisacáridos —cadenas largas de azúcares que absorben la humedad — y compuestos fenólicos, moléculas antioxidantes que estabilizan la mezcla. El resultado es la creación de una matriz capaz de retener el aceite y aportar la textura y plasticidad típicas de las grasas sólidas.

En pruebas de laboratorio, estos oleogeles de aquafaba se han utilizado para sustituir el 100% de la grasa en cruasanes. En este tipo de bollería, la materia grasa debe soportar varios pliegues de la masa y formar láminas finas que, al fundirse en el horno, generan la estructura crujiente y alveolada característica. “Los análisis realizados sobre la textura del oleogel mostraron que su capacidad de untado es comparable a la de la mantequilla y a la de grasas de repostería comerciales”, aclara el equipo de trabajo.

El trabajo forma parte del catálogo del CSIC con más de 100 investigaciones innovadoras que aportan soluciones en ámbitos estratégicos como la alimentación, la agricultura o la monitorización ambiental. Aunque ya se han logrado resultados satisfactorios, el equipo sigue trabajando para mejorar la plasticidad de estos oleogeles y optimizar la estructura final del hojaldre.

Ingrediente natural y sostenible

“A diferencia de otros oleogelificantes que son aditivos con uso limitado en la industria alimentaria, la aquafaba es un ingrediente natural y de origen vegetal, que además permite aprovechar un subproducto generado en la elaboración industrial de legumbres cocidas”, asegura Ana Salvador, investigadora del grupo de Propiedades Físicas y Sensoriales del IATA e integrante del grupo de trabajo. Así, su uso contribuye a la economía circular, al transformar un residuo en un ingrediente funcional de alto valor añadido.

“Los oleogeles de aquafaba tienen un gran potencial como grasa saludable y su aplicación futura es muy amplia y prometedora, porque permiten obtener una grasa sólida con bajo contenido en ácidos grasos saturados, elaborada con ingredientes naturales, vegetales y sin aditivos, además de aprovechar un subproducto para fabricar nuevos alimentos”, concluye Teresa Sanz.

En un proyecto financiado con fondos europeos se fomenta la circularidad de los residuos domésticos mediante el avance de los métodos de reciclado y la exploración de nuevos materiales de partida para la transformación química

El aceite de cocina es uno de los productos más utilizados en todo el mundo, ya que los hogares y la industria de la restauración dependen de él para preparar alimentos. Solo en Europa, se calcula que una persona gasta aproximadamente unos ocho litros de aceite de cocina al año(se abrirá en una nueva ventana), que luego se convierten en residuos y, por consiguiente, en una fuente de contaminación importante.

Una solución a los problemas medioambientales que plantea el aceite de cocina desechado es su reciclado; sin embargo, la tecnología existente (salvo para la producción de biodiésel) no ha respaldado plenamente los avances en este campo hasta ahora. El equipo del proyecto WORLD(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, tenía como objetivo desarrollar un sistema fiable de valorización del aceite de cocina usado (WCO, por sus siglas en inglés) que superara las limitaciones actuales y abriera la puerta a los subproductos sostenibles.

«Cuando comenzó WORLD, vimos que la mayor parte del reciclado del WCO se basaba en la simple decantación y filtración. Esto puede eliminar solo parte de las impurezas, pero no es suficiente para una verdadera reutilización de alta calidad del aceite en nuevos productos, como los biolubricantes», explica Andrea Mele, coordinador del proyecto. «El sector disponía de reciclaje, pero aún no de un sistema bien diseñado, de residuo cero y robusto desde el punto de vista industrial», subraya.

Un proceso limpio y ecológico

Para poder reutilizar el WCO, primero hay que purificarlo. Para ello, Alberto Mannu, del equipo de WORLD, introdujo un método de dos pasos que utiliza medios sencillos y naturales. En primer lugar, el WCO se lava con agua en condiciones controladas de temperatura y pH. Después, si es necesario, se trata con bentonita, una arcilla natural, abundante y muy absorbente, de origen volcánico. Este proceso de limpieza proporciona un aceite regenerado, adecuado como materia prima para biolubricantes, así como para la fabricación de otros productos útiles.

Las aguas residuales del proceso se gestionan, recuperan y utilizan en un nuevo ciclo de reciclado. También se recogen los residuos sólidos para evaluar su reutilización o valorización.

De las ideas derivadas a las aplicaciones nuevas

Aunque el objetivo inicial de WORLD fue convertir el WCO en biolubricantes, el trabajo del proyecto pronto condujo a otras aplicaciones prometedoras. Una de ellas era utilizar el WCO como material para capturar compuestos orgánicos volátiles (COV) del aire contaminado. Estas sustancias químicas basadas en el carbono son responsables de una plétora de efectos adversos para la salud humana y el medio ambiente(se abrirá en una nueva ventana); por lo tanto, eliminarlas del aire o del agua es de vital importancia.

Otra aplicación consistió en la conversión química del WCO en glicerol y una mezcla de ácidos grasos libres, como el ácido oleico, mediante hidrólisis ácida y posterior basificación: ambos subproductos de origen vegetal se probaron como componentes de los llamados disolventes eutécticos profundos (DEP), una clase de compuestos menos tóxicos y también más baratos que los disolventes tradicionales. El uso de DEP en procesos químicos es totalmente coherente con el principio de la química verde de utilizar reactivos y disolventes de fuentes renovables en lugar de fósiles.

«Algunas de estas ideas ya están a nivel de prueba práctica de concepto, especialmente la captura de COV; otras están aún en una fase inicial, pero muestran un gran potencial de cara al futuro», afirman Mannu y Mele.

De la concienciación pública a la acción política

Una parte importante del trabajo del equipo del proyecto consistió en comprender el mercado, poner en marcha iniciativas de formación y fomentar la participación pública.

A un sentido más amplio, los resultados de WORLD pueden apoyar mejores decisiones a nivel de la Unión Europea (UE) sobre la recogida y el tratamiento de los WCO basadas en pruebas técnicas reales de su potencial de circularidad. Los resultados también pueden encontrar aplicación fuera de Europa, especialmente en zonas en las que se producen grandes cantidades de WCO.

«La visión a largo plazo es hacer que esta tecnología sea replicable: adecuada para diferentes regiones, diferentes escalas y diferentes contextos industriales», concluye Mele.

Una plataforma de fabricación puntera transforma los residuos agrícolas en soluciones agrícolas sostenibles

Los agricultores europeos se enfrentan a una presión cada vez mayor para producir más con menos recursos. El aumento de los costes y la normativa afectan a los fertilizantes sintéticos, que dependen en gran medida de los combustibles fósiles y de procesos de producción que consumen mucha energía.

Mientras tanto, Europa produce enormes cantidades de residuos agrícolas y orgánicos infrautilizados que representan un recurso sin explotar para la bioeconomía circular.

Construir una agricultura más sostenible a partir de los residuos

Para resolver este problema, el proyecto N-Spire(se abrirá en una nueva ventana), financiado por el Consejo Europeo de Innovación(se abrirá en una nueva ventana), desarrolló una plataforma de fabricación innovadora y escalable. Utiliza calor y microorganismos beneficiosos para convertir los residuos agrícolas en productos naturales que mejoran el crecimiento y la salud de las plantas. La solución tecnológica ofrece a los agricultores alternativas más sostenibles a los insumos químicos convencionales.

«El proyecto abordaba un reto clave al que se enfrenta la agricultura europea: cómo reducir la dependencia de los fertilizantes sintéticos manteniendo al mismo tiempo la productividad y resiliencia de los cultivos», explica Branwen Miles, gestora de proyectos de Zymofix, la empresa de investigación biotecnológica con sede en Bélgica que coordinó el proyecto.

El equipo de N-Spire demostró cómo los flujos secundarios agrícolas —los restos útiles de la agricultura y la producción de alimentos— pueden convertirse en valiosos productos de origen biológico que apoyen un sistema agrícola más circular y regenerativo.

La ciencia detrás de una producción de cultivos más limpia e inteligente

Los investigadores demostraron con éxito el proceso integrado de fabricación a escala piloto, que combina el pretratamiento térmico y la fermentación en estado sólido en una plataforma de producción acoplada. Fue un paso fundamental para demostrar que los residuos agrícolas pueden convertirse de forma fiable en productos microbianos de alta calidad en condiciones reales.

Uno de los mayores retos de los investigadores era mantener todo el proceso de producción limpio y libre de contaminación. Al desarrollar un sistema totalmente conectado con métodos de limpieza avanzados, condiciones de transferencia cuidadosamente controladas y estrategias de fermentación optimizadas, consiguieron elaborar productos microbianos de alta calidad aptos para uso industrial.

Ello supuso un gran paso hacia la producción a gran escala, acercando la tecnología al uso comercial práctico y reduciendo al mismo tiempo los retos asociados a la futura fabricación. «El hito demostró que la tecnología no sólo es científicamente viable, sino también escalable e industrialmente relevante», afirma Miles.

Los investigadores también optimizaron con éxito el proceso de crecimiento microbiano, produciendo a escala piloto productos microbianos de gran pureza y estabilidad a títulos comercialmente relevantes. Además, presentaron diferentes estrategias de formulación para su uso en agricultura, incluidos gránulos, formulaciones líquidas y conceptos de recubrimiento de semillas. Ello demostró que la plataforma puede adaptarse a una amplia gama de cultivos y prácticas agrícolas.

Las pruebas en invernadero y sobre el terreno arrojaron resultados alentadores, como una mejor germinación de las semillas y un mayor rendimiento potencial de los cultivos, incluso con un menor uso de fertilizantes.

De una empresa emergente a una empresa en expansión

El equipo de N-Spire permitió a Zymofix poner en marcha su iniciativa de ampliación y madurar desde una empresa emergente en fase inicial hasta una compañía de rápido crecimiento con infraestructura piloto, una cartera de propiedad intelectual, asociaciones estratégicas y una hoja de ruta comercial clara. Durante el proyecto, la empresa pasó de tener cuatro empleados a veintidós y consiguió una ronda de inversión inicial de dos millones de euros para apoyar la ampliación y el desarrollo comercial.

«El valor añadido de N-Spire reside en su método innovador del cultivo de microorganismos, que transforma los residuos agrícolas en productos microbianos de alto valor a través de una plataforma de fabricación», concluye Miles. «Al combinar el tratamiento térmico previo continuo y la fermentación en estado sólido, el proyecto demostró una alternativa más circular, de menor coste y potencialmente con menos emisiones de carbono que los sistemas convencionales de producción de fertilizantes y microbios».

Imagen: © Zymofix

Un proceso de producción nuevo demuestra que es posible producir a gran escala alternativas biológicas a la proteína animal

La producción de ganado y piensos, que ocupa casi el 80 % de la superficie agrícola mundial, es una de las principales causas de emisión de gases de efecto invernadero, deforestación y pérdida de biodiversidad.

A medida que crezca la población mundial, también lo hará la demanda de proteínas animales.

«Eso es un problema si se tiene en cuenta que los niveles de producción y consumo actuales no pueden mantenerse sin graves consecuencias para el planet»', explica Craig Johnston, cofundador de ENOUGH.

Para dar respuesta a este reto se han creado proteínas nuevas, como ABUNDA(se abrirá en una nueva ventana), una proteína sostenible y rica en nutrientes derivada de un hongo que está desarrollando ENOUGH.

Sin embargo, antes de que estas proteínas alternativas lleguen a la mesa de nuestra cocina, deben producirse a gran escala, y para ello es necesario crear una cadena de valor de base biológica totalmente nueva.

Aquí entra en escena el proyecto PLENITUDE(se abrirá en una nueva ventana), financiado por la Empresa Común para una Europa Circular de Base Biológica(se abrirá en una nueva ventana), una asociación público-privada.

Nuevas instalaciones para aumentar la disponibilidad de proteínas alimentarias sostenibles

En el proyecto, financiado con fondos europeos, se reunió a socios de toda la cadena de suministro, desde pymes hasta grandes empresas industriales, y se construyó una instalación pionera para producir a escala la proteína ABUNDA de forma sostenible. Las instalaciones están situadas en el sur de los Países Bajos, junto con Cargill, entidad socia del proyecto.

La innovadora instalación integra una planta de fermentación de micoproteínas con una biorrefinería convencional de primera generación, y utiliza un proceso de producción circular con un mínimo de residuos.

«Una cosa es desarrollar ideas en un laboratorio y otra ampliarlas en un entorno industrial real», afirma Johnston, que coordinó el proyecto. «Ver que algo pasa del concepto a una realidad operativa a gran escala es un gran paso adelante para el sector».

Con una capacidad de producción potencial de 10 000 toneladas anuales, esta instalación emblemática aumentará la disponibilidad de proteínas alimentarias sostenibles y de alta calidad.

La tecnología puede aplicarse en cualquier lugar donde haya demanda de proteínas y productos biológicos más sostenibles.

Una alternativa viable y biológica a las proteínas animales

En un momento en que el mundo se enfrenta a grandes retos en torno a la seguridad alimentaria, el cambio climático y la disponibilidad de recursos, proyectos como PLENITUDE resultan especialmente oportunos.

«No solo hemos demostrado que existen alternativas biológicas viables a la proteína animal, sino que estas alternativas pueden producirse de forma sostenible, a gran escala y utilizando los sistemas industriales existentes», concluye Johnston.

El equipo del proyecto trabaja ahora para seguir optimizando sus instalaciones y conseguir la financiación necesaria para ampliar su implantación comercial.

El Centro de Diseño de Equipos Industriales (CDEI) de la UPC participa en un proyecto transfronterizo que busca impulsar el uso de tecnologías digitales avanzadas en la viticultura en las regiones de ambos lados de los Pirineos. La idea es mejorar la formación especializada, el asesoramiento técnico y la toma de decisiones en el ámbito del viñedo

El proyecto VINNEA se centra en la integración de tecnologías digitales en el sector del viñedo, y concretamente, en ámbitos como la poda, el estudio de las raíces de la planta y la gestión del viñedo en las regiones de ambos lados de los Pirineos. En este contexto, el CDEI de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC) desarrolla herramientas digitales avanzadas para la digitalización del viñedo y la automatización de tareas clave, especialmente la poda de invierno. El proyecto se desarrolla en el marco de Agrotech-UPC.

El investigador del CDEI David Caballero, que participa en el proyecto junto a la investigadora Alba Pérez, afirma que trabajan con un objetivo claro: “desarrollar soluciones tecnológicas que permitan digitalizar la viña y avanzar hacia la automatización inteligente de sus procesos, siempre alineadas con criterios agronómicos y necesidades reales del sector”.

Por un lado, desarrollan metodologías y sistemas para la digitalización autónoma del viñedo que, eventualmente, puedan ser integradas en robots móviles equipados con sensores. El objetivo es generar representaciones digitales estructuradas del viñedo que permitan capturar su geometría, estado y características agronómicas de forma eficiente y escalable.

Sobre esta base, el CDEI desarrolla modelos de inteligencia artificial orientados a la toma de decisiones en poda, capaces de proponer recomendaciones siguiendo criterios de poda respetuosa. “Estos modelos no solo tienen una aplicación directa en la automatización de la poda, sino que también sirven como herramientas de apoyo para la formación, validación agronómica y transferencia de conocimiento al sector”, explica Caballero.

De forma complementaria, el CDEI aborda la automatización del proceso de poda, explorando las especificaciones y requisitos que deben cumplir los sistemas robóticos para ejecutar estas tareas de manera autónoma en condiciones reales de campo.

Asimismo, contribuye al desarrollo de soluciones para la monitorización y fenotipado del sistema radicular, mediante el uso de tecnologías no invasivas como el georradar (GPR). Esto permite caracterizar la distribución de raíces y avanzar hacia modelos híbridos que mejoren la comprensión del viñedo desde una perspectiva integral.

Experiencia hiperrealista

En el marco de la iniciativa, coordinada por la Universidad Pública de Navarra (UPNA), se desarrollarán y aplicarán tecnologías como el modelado 3D y la realidad virtual y aumentada que buscan recrear entornos inmersivos hiperrealistas del viñedo, integrando gemelos digitales de la viña y permitiendo una interacción precisa con las herramientas de poda, junto con sistemas avanzados de evaluación del aprendizaje. La finalidad es mejorar la enseñanza, la formación profesional, la toma de decisiones y la automatización de determinadas prácticas vitícolas.

El trabajo comenzará con un diagnóstico de las necesidades del sector y de las herramientas ya existentes. A partir de este análisis, se diseñarán nuevas soluciones tecnológicas que después se pondrán a prueba mediante acciones piloto con participación de estudiantado universitario, docentes, viticultores y centros de formación. Estas experiencias permitirán comprobar su utilidad en situaciones reales, evaluar su impacto y perfeccionar las herramientas antes de su difusión.

Entornos inmersivos hiperrealistas

En el mismo marco del proyecto, también se prevé la creación de una red transfronteriza de cooperación para favorecer la transferencia de conocimiento y la difusión de resultados a través de demostraciones, eventos, publicaciones y materiales audiovisuales. La validación y adaptación de las herramientas en distintos contextos, con apoyo de entidades vinculadas al ámbito del vino y de la formación, busca reforzar su aplicabilidad y facilitar su transferencia más allá del consorcio.

“El proyecto responde a diversos retos actuales del sector vitivinícola, como el cambio climático, la escasez de mano de obra cualificada, la necesidad de preservar y transmitir el conocimiento técnico y la transición hacia prácticas más sostenibles. Mediante la integración de tecnologías digitales en la formación y en la gestión del viñedo, VINNEA aspira a contribuir a una viticultura más eficiente, resiliente y preparada para afrontar los desafíos del futuro en el territorio transfronterizo”, concluye Gonzaga Santesteban, de la UPNA, y que lidera el proyecto junto con Amalia Ortiz, del mismo grupo de investigación de Sistemas Distribuidos de esta universidad. 

Socios y financiación

En el proyecto participan, además de la UPC y la UPNA, la École d’Ingénieurs de Purpan en Toulouse, el Instituto Nacional de Investigación sobre Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de Francia (INRAE, por sus siglas en francés), la empresa navarra Viticultura Viva y la empresa francesa del sector digital WiDiD. Así mismo, participan diversas entidades.

La iniciativa cuenta con un presupuesto de 1,8 millones de euros, de los que 1,1 millones provienen del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), hecho que supone una cofinanciación del 65 % en el marco del programa Interreg VI-A España-Francia-Andorra (POCTEFA 2021-2027).

Pie de foto: Demostración de la técnica de escaneado 3D para la creación de los gemelos digitales del viñedo, que se integrarán en los módulos de realidad virtual para la enseñanza de poda.

El trabajo, elaborado por el Instituto de Economía, Geografía y Demografía (IEGD-CSIC), plantea cómo las ayudas de la futura Política Agraria Común (2028-2032) podrían mejorar la equidad y el desarrollo rural de España

La Política Agraria Común (PAC) sigue siendo la principal política común de la Unión Europea (UE) en cuanto a presupuesto, y es uno de los principales factores de cambio del sistema agroalimentario español. Con un presupuesto de cerca de 10.000 millones de euros por año, es una herramienta central para estabilizar los ingresos de alrededor de 630.000 explotaciones agrarias españolas. Por tanto, tiene una importancia central en aspectos clave de nuestras sociedades, como la economía, el clima, la biodiversidad, la salud o la cultura, entre otros. El informe elaborado desde el Instituto de Economía, Geografía y Demografía (IEGD-CSIC) destaca que reorientar este sistema de ayudas hacia explotaciones con mejor desempeño social y ambiental, incluso incorporar a aquellas de tamaño mediano o pequeño, puede reforzar la equidad en el sector agrario y el desarrollo rural.

Desde la presentación en 2025 de la ‘Visión de la Agricultura y la Alimentación en Europa’, centrada en el concepto de resiliencia, y de las primeras propuestas para la PAC (2028-2032), se ha producido un intenso debate acerca de los objetivos y el enfoque de la próxima política comunitaria. Este debate derivará en los próximos meses en propuestas detalladas para su aplicación en la UE y en España. Estas se han de regir por criterios de resiliencia de los sistemas alimentarios y de eficiencia en el uso del presupuesto europeo en la generación de bienes públicos, tales como una agricultura económicamente viable y justa y una alimentación saludable y sostenible. Con estos objetivos en mente, el presente informe analiza el reparto de ayudas de la PAC entre distintos tipos de explotaciones agrarias y aporta evidencia científica, basada en los datos de la Red Contable Agraria Nacional, para el debate público acerca de quién necesita y quién merece estas ayudas.

En este estudio, la resiliencia del sector agrario se define como la capacidad de las explotaciones para mantener su actividad y adaptarse a cambios económicos, sociales y ambientales, garantizando su viabilidad económica, su contribución al desarrollo rural y la sostenibilidad de los recursos naturales. Según esta definición, el informe revela una paradoja en la distribución de las ayudas: las explotaciones de mayor tamaño —con una producción anual de unos 500.000 euros— concentran más ayudas en promedio por explotación que el resto, llegando a percibir cerca del 6% de las ayudas de la PAC, a pesar de representar el 2,2% del total de explotaciones. Sin embargo, cerca del 90% de estas explotaciones muestran una aportación socioambiental reducida y una elevada resiliencia económica, con independencia de las ayudas recibidas.

El estudio busca identificar aquellas explotaciones que cumplen con los criterios prioritarios de la propia PAC para avanzar hacia un sistema alimentario europeo más resiliente. Hemos considerado que las que aportan una mayor resiliencia social son aquellas lideradas por mujeres y jóvenes, que generan empleo rural o que se ubican en zonas despobladas. A su vez, el estudio considera que las explotaciones que aportan resiliencia ambiental son aquellas de cultivos más diversificados, con un mayor cuidado por el bienestar animal, que apuestan por la ganadería extensiva, por un menor uso de pesticidas de síntesis, o que realizan producción ecológica.

Las explotaciones con mayor resiliencia social y ambiental, clasificadas en el informe con los tipos 4 y 5, se sitúan a menudo en rangos intermedios de dimensión económica, con una producción estándar anual de alrededor de 100.000 euros. Su resiliencia económica depende estrechamente de las ayudas de la PAC, atendiendo a criterios como la viabilidad a corto y largo plazo, la productividad y el endeudamiento. Sin embargo, en promedio por explotación, reciben un menor apoyo que otros tipos de menor resiliencia social y ambiental.

Las explotaciones con menor resiliencia social y ambiental y con una producción inferior a 500.000 euros anuales han sido agrupadas en los tipos 2 y 3. Se trata de casi 360.000 explotaciones que, en promedio, son de menor tamaño —en torno a 60.000 euros de producción estándar al año—. Sin embargo, las explotaciones de los grupos 2 y 3 concentran la mayor proporción de las ayudas, a pesar de mostrar valores de resiliencia económica similares a las de los tipos 4 y 5. Un rediseño de estas ayudas puede incidir en la mejora del desempeño económico, social y ambiental de estos tipos de explotaciones, de gran relevancia para el equilibrio territorial.

El análisis sugiere que las ayudas de la PAC tienen un elevado potencial para impulsar transiciones hacia una mayor resiliencia social y ambiental del sector agrario español. Se observan oportunidades para redirigir fondos que prioricen explotaciones de mayor desempeño socioambiental y de mayor dependencia de las ayudas, enfocando éstas hacia una mejora de su estabilidad económica, tanto en el corto como en el largo plazo.

El informe también analiza el desempeño de los distintos instrumentos de la PAC. Las ayudas del Pilar I, centradas en ayudas directas independientes de la producción y en medidas de regulación de precios, tienden a favorecer a explotaciones de mayor dimensión económica, que aportan menos a la sostenibilidad agraria. Por otro lado, las ayudas del Pilar II, destinadas al desarrollo rural y a guiar la evolución del sector a través del fomento de la producción ecológica, el apoyo a las inversiones productivas o la incorporación de nuevos agricultores, benefician en mayor medida a explotaciones con un perfil más resiliente desde el punto de vista ambiental y social.

Claves para la futura PAC

El estudio no es exhaustivo, sino exploratorio, y complementa otros enfoques como los de competitividad o rentabilidad. A partir de los resultados, plantea preguntas clave para la futura PAC (2028-2032):

¿Cómo reforzar explotaciones que aportan mayores bienes socioambientales a la sociedad? El estudio sugiere reorientar el sistema actual, basado en la superficie, para reconocer económicamente la contribución a la sociedad por parte de modelos agrarios de mejor desempeño socioambiental, pero viables económicamente.

¿Qué medidas pueden impulsar la transición hacia modelos productivos más resilientes? El aumento de la inversión en modernización sostenible y en producción ecológica permitiría reducir la dependencia económica respecto a las ayudas de la PAC de las explotaciones que generan mayor resiliencia.

¿Cómo apoyar a explotaciones lideradas por mujeres y jóvenes agricultores, y favorecer el equilibrio territorial? Las ayudas podrían considerar en mayor medida modelos de explotación más resilientes, pero económicamente más frágiles, que apuestan por la diversificación de actividades y por la calidad y la sostenibilidad en sus productos. En base a los patrones observados, un mayor apoyo a la producción familiar ecológica y a la ganadería extensiva puede ser la manera más eficaz de contribuir al relevo generacional y a la igualdad de género en el campo.

En resumen, el informe subraya la importancia de las explotaciones de tamaño medio y pequeño en la resiliencia del sector y el gran potencial de políticas específicas que refuercen su estabilidad frente a los retos económicos y ambientales del futuro.

Pie de foto: El informe aporta evidencia científica para diseñar la futura PAC. / Pixabay 

Idoia Urrutia LarracheaSoledad Cuevas García-Dorado y Daniel López-García son personal investigador en el Instituto de Economía, Geografía y Demografía (IEGD-CSIC)

La bacteria Variovorax palleresanus permite sustituir los productos químicos aplicados a la agricultura y potenciar el crecimiento de las plantas

Una investigación de la Universitat Rovira i Virgili (URV) ha descubierto una nueva bacteria con potencial para reducir el uso de fertilizantes químicos en agricultura, como los sulfatos, aprovechando el azufre presente en el suelo. Variovorax palleresanus, nombre con el que se ha bautizado la nueva especie, tiene la capacidad de oxidar el azufre y hacerlo aprovechable por las plantas. Este hallazgo puede mejorar hasta en un 30% el rendimiento de los cultivos.

En la agricultura se utilizan diferentes productos, entre ellos los fertilizantes y los bioestimulantes. Los primeros se emplean para la nutrición del cultivo y normalmente suelen ser productos químicos, como el sulfato potásico o los nitratos. En cuanto a los bioestimulantes, no son un nutriente directo, sino que potencian el crecimiento de las plantas.

Para llevar a cabo la investigación, que ha contado con la colaboración de la empresa AFEPASA, se recogieron muestras de suelos de diversas localizaciones y con diferentes características de pH (potencial de hidrógeno) y concentraciones de azufre, y se llevaron al laboratorio para aislar la bacteria y cultivarla en distintos medios. En función del cambio de color del medio de cultivo, se puede observar si los microorganismos aislados de esos suelos tienen capacidad de oxidar azufre. Una vez seleccionados los oxidantes, se realizaron pruebas en laboratorio para determinar cuáles tenían mayor capacidad y pasar a la siguiente fase: realizar ensayos en invernaderos para comprobar su efecto en plantas, ya que los resultados en laboratorio pueden ser distintos cuando se introducen en los cultivos.

Inicialmente, la investigación se centró en bacterias capaces de oxidar azufre o solubilizar fósforo. Durante el proceso se identificó esta nueva especie, que oxida el azufre. Además de esta característica, “también presenta actividades bioestimulantes asociadas, como la producción de auxinas —sustancias que regulan el crecimiento vegetal— o la síntesis de moléculas orgánicas con una alta afinidad por el hierro (sideróforos), que activan el metabolismo del cultivo o que pueden actuar como antioxidantes”, señala Cristina Comas, investigadora del Grupo de Investigación en Nutrigenómica del Departamento de Bioquímica y Biotecnología que realiza la tesis doctoral industrial entre la URV y la empresa AFEPASA.

Según los estudios de campo, con la aplicación de esta bacteria se consigue que el cultivo sea capaz de incrementar hasta un 30% la producción, gracias a la mejora del metabolismo vegetal y a la transformación del azufre del suelo en sulfatos asimilables, una cifra muy elevada para un bioestimulante.

Por el momento, el Variovorax palleresanus se ha probado principalmente en cultivos hortícolas. Los doce ensayos han tenido lugar en diferentes zonas del Estado español y en diversas condiciones de suelo, con un funcionamiento similar en todos los casos. “A partir de estos datos, los resultados indican que la eficacia no parece depender del tipo de suelo”, explica Comas.

Hasta ahora, no se había descubierto ningún Variovorax capaz de oxidar azufre. Por este motivo, el Variovorax palleresanus, primera especie conocida del género con esta capacidad, está en fase de patente, tanto en España como en Europa.

Referencia bibliográfica: Comas, C., Peix, A., García-Seco, D., Arola-Arnal, A., Campillo-Brocal, J. (2026). Variovorax palleresanus sp. nov., a novel plant growth-promoting rhizobacterium isolated from sulphur-rich soil in Spain Open Access. Microbiology Society, 76, 2 https://doi.org/10.1099/ijsem.0.007057

Pie de foto: Anna Arola y Cristina Comas, investigadoras del Departamento de Bioquímica y Biotecnología; y Daniel García-Seco, director de I+D y laboratorio de AFEPASA.

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