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Redes de sensores inalámbricas que recogen todos los datos del viñedo: de la vid, del terreno y de su entorno

Sensores para conocer en tiempo real el momento idóneo de la vendimia

Redacción Interempresas14/05/2012

14 de mayo de 2012

Roberto Fernández, ingeniero de la Universidad de La Rioja, ha desarrollado una herramienta informática que permite predecir el momento idóneo de la vendimia. El sistema, que utiliza una red de sensores, ofrece información fiable al viticultor o a la bodega sobre el proceso de maduración de la uva considerando variables meteorológicas, del cultivo y del medio.
Cuando en septiembre se acerca la hora de la vendimia, la experiencia de los viticultores y de los enólogos son determinantes para obtener una uva en el punto de maduración óptimo. Sin embargo, los factores que intervienen en la decisión de vendimiar son muchos y alguno tan incierto como la meteorología. Por ello, el ingeniero Roberto Fernández, de la Universidad de La Rioja, ha desarrollado un sistema para manejar todo ese volumen de información utilizando redes de sensores inalámbricas que recogen datos del viñedo –de la vid, del terreno y de su entorno– e incorporan referencias de estaciones meteorológicas.
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Sensor de radiación solar conectado al nodo inalámbrico instalado.
Para la realización del estudio, que se inició en 2009 y concluyó en la vendimia de 2011, se instalaron cuatro sensores inalámbricos en dos tipos de suelo de una finca de secano de 62 hectáreas de viñedo de uva tempranillo de una bodega, perteneciente a Bodegas del Contino, de la firma riojana CVNE. Asimismo, se analizaron variables provenientes de cuatro fuentes distintas: una estación meteorológica, los sensores conectados a los nodos de red inalámbrica, los análisis de suelo en los puntos donde se instalaron estos sensores y la evolución de ciertos parámetros obtenidos de los mostos y en los vinos producidos.
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Parcela donde se ha desarrollado el sistema.
Entrevista a Roberto Fernández, doctor de la Universidad de la Rioja encargado de la investigación

- Una vez desarrollado el sensor, usted lo que hizo es idear un sistema de gestión de información para predecir ciertos valores que ayuden al productor a saber el momento óptimo de la vendimia. ¿Cómo funciona exactamente?

Se ha realizado un sistema de información y comunicación basado en una metodología desarrollada en torno a procesos de minería de datos que permiten predecir ciertas variables de la uva y de los mostos a partir de ciertos valores captados en el entorno del viñedo. Como primer paso se instala una red de sensores inalámbrica que permite captar información en diferentes localizaciones de la parcela como pueden ser la humedad y temperatura del suelo a diferentes profundidades, la humedad y temperatura de la vegetación de la planta, la radiación solar recibida, etc. Estos datos son enviados inalámbricamente y en tiempo real a una estación base donde conjuntamente con otros tipos de datos obtenidos del entorno, como pueden ser las características del suelo donde está desarrollándose la planta, se almacenan en una base de datos formando parte del inicio del proceso de minería de datos en el que se adecuan los datos de manera más útil para ser utilizados en el proceso. Posteriormente se utilizan diferentes algoritmos de aprendizaje que permiten predecir el valor de ciertas variables a partir del histórico de datos recogido en la estación base. Los resultados obtenidos por estos algoritmos de aprendizaje se utilizan para conocer cuál será el valor de ciertas características como el grado alcohólico, la acidez, etc., y con esas predicciones conocer cuál será el momento óptimo de vendimia que mejor se adecua a las futuras características del vino según los deseos de la bodega.

Este tipo de trabajos, tanto en entornos agrícolas y medioambientales como en entornos industriales, son en los que el grupo de investigación Edmans (www.mineriadatos.com), dentro de la Universidad de La Rioja, ha desarrollado su trabajo durante varios años obteniendo resultados significativos en distintas áreas.

- ¿Cuáles son los parámetros más significativos que influyen en el momento en el que se debe recolectar la uva?

Los controles de maduración de la uva en regiones vitivinícolas son una práctica generalizada, ya que dependiendo de la zona de análisis, muestran si en esa área la evolución está siendo positiva o negativa. Estos análisis dan una idea del estado vegetativo y sanitario del viñedo, y además muestran la evolución de los parámetros fenólicos y tecnológicos de los diferentes puntos de estudio de la región. Durante este seguimiento se consideran dos aspectos acerca de la madurez de la uva, la madurez tecnológica que está vinculada a variables como el grado alcohólico, la acidez tartárica y málica, el pH…, y la madurez fenólica más relacionada con atributos referentes al color de la uva como los antocianos, polifenoles, etc. Estos dos procesos de maduración no alcanzan su estado óptimo al mismo tiempo y por ello debe realizarse un control para ambos procesos de maduración, a partir de los cuales la bodega decidirá cuáles son los niveles adecuados de cada parámetro de acuerdo a sus necesidades.

- ¿Es tan importante para el bodeguero precisar el día y hora en que debe o puede vendimiar?

Las características del vino que produzca la bodega están claramente ligadas a los niveles de ciertos parámetros de la uva recogida en la vendimia. Puesto que las bodegas, sobre todo en el área de la D.O.C. Rioja, no poseen todas las parcelas que cultivan en la misma localización, no toda la uva recogida tiene unos valores semejantes en las variables significativas de la baya. Poder conocer estos valores para posteriormente poder planificar la vendimia de acuerdo a la maduración de las diferentes localizaciones es de gran utilidad para las bodegas, que de esa forma pueden utilizar los recursos necesarios para realizar la vendimia de la manera más adecuada para que toda la uva recogida tenga unas características más homogéneas y con unos valores más cercanos a los requerimientos de la bodega.

- ¿Ha habido alguna bodega que haya aplicado o vaya a aplicar en su vendimia este sistema, exceptuando el experimento llevado a cabo por Bodegas del Contino en la vendimia del pasado año?

Este trabajo se ha realizado en la Bodega Viñedos del Contino durante tres años, de manera que se ha ido recogiendo la información que forma parte del histórico de datos con el que se han desarrollado los modelos. A partir de aquí, esta temporada dicha bodega ya puede utilizar el sistema de información en su totalidad. Cualquier otra bodega podría proceder a instalar el sistema pero necesitaría un tiempo de recogida de información histórica para adecuar el sistema a las características que dicha bodega tenga en sus viñedos.

- El agricultor se ha mantenido durante siglos fiel a las tradiciones y alejado de la ciencia. ¿Cómo cree que puede ayudar la ciencia a la agricultura?

Toda la información extra que el viticultor reciba puede ser de ayuda para la toma de decisiones que debe realizar durante una campaña. Por supuesto, la información recibida por el sistema no debe ser la única que el viticultor deba contemplar, sino que este nuevo conocimiento obtenido le debe ayudar en su trabajo, conjuntamente con la manera tradicional de trabajo, para poder mejorar procesos que durante muchos años se han ido realizando.

- ¿Qué otras herramientas o elementos ha desarrollado en su tesis que pueden ayudar a un viticultor?

La metodología desarrollada no sólo predice valores significativos de las uvas y del vino, también ayuda a conocer mejor los cultivos de la bodega. Conocer cómo los diferentes suelos donde están plantadas las cepas pueden influir en la calidad de la uva, y por consiguiente del vino. También se puede conocer el estrés hídrico que sufre la planta durante épocas de sequía y cómo esto puede afectar al fruto. Se puede controlar el riego a partir de las mediciones recogidas por la red de señores, y de esa manera ahorrar agua y mejorar las condiciones del entorno de la planta regando sólo lo necesario.

Y por supuesto, se pueden comparar diferentes tipos de métodos de cultivo para poder determinar qué método es el más adecuado para los objetivos de la bodega.

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Jesús Madrazo, director técnico de la Bodega Viñedos del Contino; Roberto Fernández, doctor encargado de la investigación; Javier Martínez de Pisón, director del Grupo de Investigación Edmans; Eduardo Fernández, vicerrector de Investigación de la Universidad de La Rioja. Foto tomada en una de las localizaciones analizadas en el estudio.

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