Evolución y perspectivas de futuro de la ganadería de precisión en España

La urbanización de la sociedad, la llegada de los piensos compuestos y los combustibles fósiles, junto a otros muchos factores de carácter socioeconómico, determinaron la evolución hacia sistemas de producción más especializados y tecnificados. Entre otros cambios, este proceso supuso la desaparición de muchas explotaciones pequeñas y familiares, por lo que la mayor demanda de alimentos de origen animal se cubrió con un menor número de granjas de mayor tamaño. Esta tendencia continúa hoy.

La necesidad de manejar muchos animales con poca mano de obra es uno de los puntos de partida del concepto de ganadería de precisión. En las condiciones actuales no es posible dedicar mucho tiempo a la observación de animales individuales para evaluar su estado. Por ello, la tecnología puede ser un aliado de los ganaderos al realizar esta tarea de forma automática, surgiendo de este modo la disciplina de la ganadería de precisión (precision livestock farming, PLF por sus siglas en inglés).

Esta disciplina nació en Europa y en sus etapas iniciales se desarrolló en este continente. Aunque comenzó en los años 90, fue alrededor del 2001, cuando se propuso el término PLF por primera vez. La primera conferencia europea sobre la materia se celebró en Berlín en 2003. En 2003 se publicó también el primer documento científico que aparece referenciado en Scopus, que ilustraba algunas de las necesidades y aplicaciones PLF en una revisión sobre “gestión ambiental de alojamientos ganaderos” (Wathes, 2003).

En esta revisión se discutió cómo la integración de sensores ambientales y herramientas tecnológicas avanzadas puede ser beneficiosa para optimizar el control ambiental en granjas. Sin embargo, fue en 2008, donde se consensuó por primera vez la definición de PLF como “la gestión de la producción ganadera mediante los principios y la tecnología de la ingeniería de procesos” en un artículo colaborativo entre personal investigador de Reino Unido (Royal Veterinary College, Londres), Dinamarca (Royal Veterinary and Agricultural University, Copenhague) y Bélgica (Katholieke Universiteit Leuven, Lovaina) (Wathes et al., 2008).

Cabe destacar que, si bien es cierto que en un primer momento la ganadería de precisión tenía un enfoque de eficiencia económica muy evidente, cada vez son más los desarrollos orientados al control del bienestar animal o al impacto medioambiental de las producciones, en tanto que estas preocupaciones están más presentes en las sociedades desarrolladas.

Para integrar y promover esta disciplina en España, es necesario identificar los avances científicos que se han realizado. La producción científica es crucial para el avance del conocimiento en este ámbito y contribuye al desarrollo de la ciencia y la tecnología. Para conocer la forma en que se ha abordado la investigación en PLF en España y cómo ésta se ha difundido, se realizó un estudio bibliométrico. Para ello, se utilizó la base de datos científica Scopus que incluye distintos documentos (artículos originales, revisiones, libros, capítulos de libros y comunicaciones a congresos). Para el estudio, se seleccionaron aquellos documentos que contenían la palabra clave “precision livestock farming” y en los que en la afiliación de los autores figurara “Spain”. Asimismo, se emplearon otros criterios de búsqueda para contextualizar la actividad científica en este país respecto al resto de Europa y globalmente.

En España, el interés y la actividad científica en esta área empezaron más tarde que en el resto de Europa. La primera publicación se realizó en el 2011, en la revista Computers and Electronics in Agriculture, sobre el prototipado virtual de comederos electrónicos para porcino de cebo (Pomar et al., 2011). La figura 1 muestra el avance y producción científica sobre PLF a lo largo del tiempo, tanto en España como en Europa. Dicha figura muestra como el progreso de la actividad científica en España es discontinuo durante los primeros años (desde 2011 hasta 2020). Si bien la contribución científica realizada por grupos españoles en este campo hasta 2020 fue limitada, el 70% de los documentos publicados datan de los últimos tres años (2021-2023), lo que evidencia un interés creciente en esta área.

En total en España (hasta 2023) se publicaron 43 documentos (57,5% artículos, 15% comunicaciones a congresos, 12,5% revisiones, 7,5% capítulos de libro y 7,5% editoriales) que cumplían con los criterios de la búsqueda anteriormente mencionada en Scopus. Las publicaciones están mayoritariamente asociadas a las siguientes categorías en orden de relevancia: Agricultural and Biological Sciences, Engineering, Veterinary y Computer Science. Destaca la marcada internacionalización de las publicaciones, integrando autores de 21 países (14 europeos y 7 no-europeos) y de 80 instituciones (37 españolas), incluyendo universidades, centros de investigación, centros tecnológicos e industria.

Entre los trabajos publicados, un 47% está dirigido a rumiantes (vacuno, ovino y caprino) y un 37% a aspectos generales multiespecie. Los trabajos dirigidos a porcino son un 9%, aves 5% y especies acuícolas 2%. Esta actividad sitúa actualmente a España en el puesto número 7 en productividad científica en Europa. Hasta 2023, en Europa se habían publicado 565 documentos relacionados con esta disciplina, liderada por Italia, Bélgica, Reino Unido, Alemania y Países Bajos (que ocupan los primeros puestos) (figura 2). A nivel mundial destacan además Estados Unidos de América, China y Brasil.

A la investigación en ganadería de precisión le sigue la implementación de esta tecnología a nivel de mercado. De hecho, un número notable de publicaciones científicas son la antesala de futuras tecnologías que aparecerán en el mercado y que estarán disponibles para los productores. De entre las distintas especies ganaderas, el sector del vacuno lechero es sin duda el que dispone de un mayor abanico de sensores y proveedores. En una revisión reciente de estas tecnologías en vacuno lechero (Stygar et al., 2021) se detectaron un total de 129 sensores disponibles a nivel comercial. Estas tecnologías han sido desarrolladas y comercializadas por empresas que se encuentran mayormente en el Reino Unido, Holanda y los Estados Unidos, siendo España un proveedor de menor importancia, aunque se puede decir que se encuentra en el mapa de los desarrolladores de ganadería de precisión.

Entre las distintas tecnologías disponibles en el mercado destacan los acelerómetros y las básculas, que suponen el principal número de sensores comerciales (57%), seguidos por los bolos ruminales, que suelen integrar más de una tecnología en su interior como un termómetro, un acelerómetro e incluso un pHímetro. En cuarto lugar, por cantidad de tecnologías disponibles, aparecen los sensores de visión por computador. Estos últimos son quizás los que más potencial de crecimiento ofrecen por el hecho de no ser invasivos y tener la capacidad de monitorizar varios animales con un solo sensor. Las variables que pueden controlar estos sensores incluyen la actividad, el comportamiento alimentario y la rumia, la temperatura corporal y el pH ruminal. La combinación de estos indicadores, junto con la identificación individual, permite informar acerca de varios aspectos de la salud, bienestar y productividad de las vacas. Conviene resaltar que, en el caso del ganado vacuno, la mayor parte de los sensores se han desarrollado para monitorizar a vacas adultas, mientras que la recría y los terneros lactantes han recibido mucha menor atención disponiendo solo de un puñado de sensores capaces de monitorizarlos.

En el porcino, la disponibilidad de tecnologías es menor, habiéndose detectado hasta 83 sensores disponibles en el mercado (Gómez et al., 2021). La mayoría de las empresas proveedores de sensores están en Estados Unidos, Holanda y Alemania. En España, si bien existen algunas empresas dedicadas a este sector, la cifra de negocio es todavía pequeña. Sin embargo, es un sector en crecimiento y en los últimos años ha visto como han aparecido una cantidad notable de nuevas empresas dedicadas al desarrollo de nuevos sensores.

Entre los sensores que están disponibles en el mercado para la ganadería porcina, hay diez tipos de tecnologías distintas, destacando las basculas y las cámaras térmicas como las más prevalentes, seguidos por micrófonos, acelerómetros, termómetros, sensores fotoeléctricos, GPS e identificadores individuales por radio frecuencia. Gran parte de estos sensores se utilizan para controlar la fase de cebo (aproximadamente un 40% de los sensores), seguido por las cerdas y los lechones en menor medida.

El vacuno y el porcino son las dos especies con mayor disponibilidad de herramientas digitales, aun así, la avicultura ofrece un importante potencial de crecimiento, disponiendo ya de 68 tecnologías distintas que se han detectado hasta la fecha, sobre todo para la monitorización de los pollos de engorde (aWISH Consortium, 2023). La mayor parte de estas se centran el control del ambiente, incluyendo sensores de gases (CO₂, NH₃) así como temperatura y humedad, básculas y cámaras termográficas. De nuevo, España se postula como un país emergente en lo que se refiere a empresas que se dedican al desarrollo de sensores para avicultura. A mucha distancia (en cuanto a número de sensores disponibles) quedan los pequeños rumiantes, un sector en el que la ganadería de precisión se encuentra aún fundamentalmente en base de investigación y desarrollo.

Las investigaciones y soluciones tecnológicas en ganadería de precisión han ido evolucionando con el tiempo, desde los primeros desarrollos centrados en los aspectos productivos de sectores intensivos en tecnología, como el vacuno de leche o el porcino, a los más actuales que afectan incluso a los sistemas extensivos. En lo referente a la investigación en PLF en España, la situación presenta algunas particularidades. Por un lado, es bastante reciente, como se ha comentado anteriormente. Por el otro, los sistemas productivos de países mediterráneos tienen algunas características propias que pueden afectar al enfoque seguido para el desarrollo de tecnología ganadera.

Para conocer la situación actual y las perspectivas de futuro de la investigación sobre PLF en España, se realizó una encuesta online sobre los proyectos de investigación “vivos” de los científicos españoles que han mostrado interés en formar parte de una “Red Española de Investigación en Ganadería de Precisión”. De este modo, se identificaron un total de 33 proyectos de investigación, en los que participan un total de 12 instituciones españolas: cuatro universidades (Barcelona, Córdoba, Valencia y Zaragoza), siete centros de investigación (Cicytex, CSIC, IRTA, IVIA, Neiker, Serida y Tervalis) y una asociación de productores (Caprigran). Una parte importante de los proyectos (13) han sido financiados por el Ministerio de Ciencia e Innovación, fundamentalmente a través de las convocatorias de proyectos de Generación de Conocimiento y de Transformación Ecológica y Digital, estos últimos financiados con fondos Next Generation. También hay una cantidad significativa de proyectos con financiación europea, a través de los marcos de investigación H2020 y Horizonte Europa. El resto de los proyectos han sido financiados por gobiernos regionales y, en algún caso, directamente por las empresas.

En cuanto a las temáticas, se observa una sobrerrepresentación de los proyectos relacionados con la ganadería extensiva y el pastoreo, en relación con la importancia económica de estos sectores en sector ganadero español. Sin duda, este hecho tiene que ver con la existencia de varias empresas españolas que comercializan sistemas de seguimiento del ganado con GNSS a nivel nacional e internacional. El sector porcino, con el mayor peso económico en España, está representado en los proyectos de ganadería de precisión identificados, aunque en menor proporción. Algo similar ocurre con el vacuno de leche. Llama también la atención la existencia de varios proyectos enfocados en conejos (UPV) y en pequeños rumiantes (CSIC y Unizar), especies poco presentes en los desarrollos de ganadería de precisión de otros países.

Cabe destacar también que una parte importante de los proyectos de investigación en PLF en España tienen un marcado carácter medioambiental (emisiones del ganado, impacto del pastoreo sobre el suelo, etc.) mientras que los desarrollos orientados a la monitorización de la salud o la productividad están infrarrepresentados, posiblemente porque estas temáticas ya se han abordado en profundidad en otros países europeos. También destaca el uso de la tecnología PLF como la monitorización del bienestar animal, línea en la que destaca la UAB.

Respecto a la brecha digital, la adopción de tecnología a menudo se ve obstaculizada por problemas derivados de la falta de conectividad en entornos rurales, donde la ausencia de una conexión a Internet eficiente y confiable plantea obstáculos significativos. Si no se logra mejorar el rendimiento de la red y la velocidad del ancho de banda, la implementación exitosa de la ganadería de precisión seguirá siendo un desafío a nivel de campo, ya que muchos sensores y pasarelas dependen de servicios en la nube para la gestión y almacenamiento de los datos.

Otro desafío es la escasez de personal cualificado. Indudablemente, los ganaderos con habilidades digitales tendrán acceso a más oportunidades. No obstante, es importante destacar la falta de capacitación y formación tecnológica que se observa entre los profesionales del sector. Es necesario implementar programas formativos, tanto reglados como no reglados, en temas relacionados con la digitalización, la implementación y el uso de tecnologías digitales. En este ámbito, en los últimos años se han promovido algunas iniciativas desde distintos ámbitos, por ejemplo, el Centro de Competencias Digitales del Ministerio de Agricultura, que incluye algunos cursos relativos a la ganadería de precisión, o el Máster en Ganadería de Precisión que ofrece actualmente la UPV.

En este proceso, será fundamental aprovechar las habilidades digitales de los jóvenes ganaderos involucrándolos en la formación de otros ganaderos. La participación de early adopters o influencers en la tecnificación ganadera, puede ser una estrategia clave para reducir la brecha digital y promover la adopción de tecnología.

Por supuesto nos enfrentamos también al desafío del estrés vinculado a las nuevas tecnologías, por el exceso de datos y alertas. El objetivo es no encontrarse frente a pantallas saturadas de información y alertas, que sobrecargan de información difícil de digerir a los usuarios finales. Necesitamos continuar simplificando la presentación de datos, identificar indicadores y ratios adecuados para optimizar la toma de decisiones sin dificultad.

Por otro lado, la adopción de tecnología implica una inversión inicial significativa sin beneficios económicos evidentes. Estamos delante de un coste de implementación elevado, donde no siempre se observan cambios significativos de la rentabilidad o producción entre las explotaciones (early adopters) que han invertido en digitalización y aquellas que no lo han hecho. Por ejemplo, en el estudio de Steeneveld et al., (2015), el objetivo era analizar el impacto de la inversión en sensores sobre la productividad de granjas lecheras, y para ello se analizaron los datos contables de 217 explotaciones lecheras holandesas durante seis años (2008-2013). En este estudio no observaron cambios en la productividad ni tampoco las mejoras técnicas esperadas según los desarrolladores de la tecnología, lo que sugiere que estas mejoras no terminaron de funcionar o materializarse en la realidad de la granja. En resumen, se necesita proporcionar más información al ganadero, fomentar la capacitación y el asesoramiento, con el fin de mejorar la utilización de los datos proporcionados por los sensores en la toma decisiones para conseguir una mejora de los rendimientos de las granjas.

Una crítica constante hacia las empresas tecnológicas radica en la presencia de tecnología no madura en el mercado, es decir, que no ha sido probada a nivel de campo o no cuenta con pruebas suficientes. Los ganaderos pueden llegar a sentir que están siendo utilizados para validar productos que se encuentran en una fase inicial de desarrollo, por lo que existe el temor de encontrarse con pérdidas productivas ante cualquier error. Por otro lado, en el mercado existe aún una oferta tecnológica limitada en algunos sectores, con pocas opciones donde elegir. Es esencial ampliar y diversificar el abanico de posibilidades.

Naturalmente, en condiciones de campo, la tecnología debe ser robusta y resistente a golpes, suciedad y condiciones ambientales cambiantes y extremas. Además, es fundamental que los sensores que miden indicadores de los animales sean ergonómicos, cómodos y se adapten al animal, con tamaños adecuados.

Aunque también sea evidente, hay que remarcar que la precisión y la exactitud son dos condiciones que deben ser verificadas al validar una tecnología. Es necesario obtener información precisa y datos consistentes, que las mediciones sean valores cercanos entre sí, y que la información sea exacta, es decir, que los datos proporcionados se aproximen al real. Además, la información que nos proporciona la tecnología debe tener el menor número posible de falsos positivos y negativos.

También nos enfrentamos a la falta de estandarización en la recopilación de datos, lo que limita la capacidad de intercambiar información y dificulta la comprensión de la variabilidad en la respuesta individual de los animales. Finalmente, es crucial que la tecnología de diferentes proveedores permita la integración de datos de múltiples sensores para obtener información precisa y consistente que nos ayude en la toma de decisiones.

En conclusión, si queremos promover la digitalización ganadera, debemos encontrar retornos de inversión más alta con tecnologías más accesibles y validadas. Necesitamos de investigaciones independientes que analicen la eficacia y el posible rendimiento económico de invertir en tecnología.