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Importancia de la predicción del rendimiento en caña de azúcar en un contexto de transformación digital

La producción de caña de azúcar, así como la agricultura, es una actividad riesgosa debido a la cantidad de factores impredecibles que la afectan, tanto factores naturales como por ejemplo el clima, como factores regidos por el mercado como son los precios a los cuales se compra la tonelada de caña. Es por esto que los productores de caña de azúcar se enfrentan día a día al problema de tener que tomar decisiones acerca del proceso agrícola en cada uno de sus lotes de siembra, como necesidad de riego, necesidad de controles de malezas, plagas y patógenos, pero la mayoría de las veces sin tener una idea precisa del rendimiento que tendrán en cada lote; esta situación hace que la decisión tomada no siempre sea la más acertada. Las mejores decisiones sobre el proceso agrícola se tomarán cuando se tenga una buena y razonable predicción del rendimiento, junto a una información diaria de los factores impredecibles  como clima y precio de tonelada de caña o tonelada de azúcar, para poder conocer cómo afecta cada decisión al rendimiento y por tanto a la rentabilidad de cada lote de siembra. 

Actualmente, existen dos grupos de estrategias para predecir el rendimiento: estrategias sin observaciones sobre el cultivo y estrategias con observaciones sobre el cultivo. El primer grupo de estrategias se basa en el análisis de datos históricos de rendimiento y clima para estimar rendimientos futuros del cultivo, en procesos que probablemente aun ni siquiera se han iniciado, no hay observaciones sobre el proceso agrícola que se está dando, lo que hay es correlaciones entre patrones de condiciones climáticas ocurridas en el pasado y rendimientos del cultivo también ocurridos en el pasado. Este grupo de estrategias se ha llevado a cabo mediante minería de datos (data mining) y series de tiempo, y normalmente se utiliza para estimar rendimientos en grandes áreas geográficas, no como una fuente de información para el productor, sino como una fuente de información para organismos que orienten políticas de Estado. 

El segundo grupo de estrategias está basado en observaciones sobre el cultivo, por lo tanto su objetivo es estimar rendimientos de un un proceso agrícola ya iniciado. Esta estrategia ha sido llevada en dos vías: utilizando imágenes satelitales y por tanto cubriendo vastas zonas geográficas, o haciendo muestreos de tejido vegetal para obtener ciertos datos que se correlacionen con el rendimiento. En la mayoría de los casos en que se usan imágenes satelitales, los rendimientos estimados son en escalas globales, nacionales y regionales, para monitorear producción de caña de azúcar a gran escala; para esto se construyen índices complejos que se correlacionan con el rendimiento. 

Una variante de esta estrategia es el uso de drones, a los cuales se les pueden adaptar los mismos filtros de cámara que usan los satélites, para poder generar la misma información a nivel local. Esta aproximación requiere de un gran esfuerzo investigativo para poder correlacionar los distintos niveles de reflexión del espectro lumínico de las distintas variedades (que es lo que capta el dron, o el satélite) con distintas condiciones del cultivo (sin estrés, con estrés hídrico, con ataque de candelilla, con ataque de taladrador del tallo, etc.), de tenerse estas correlaciones se pueden obtener valiosas predicciones del rendimiento en cualquier momento del cultivo, pero implican como ya se mencionó, una fuerte inversión en investigación para tener resultados confiables 

Al hacerse muestreos de tejido vegetal, se pesa cantidad de tallo o biomasa que se produce en una cantidad determinada de metros lineales, y para estimar rendimiento por hectárea se extrapola a la cantidad de metros lineales que existan en esa hectárea muestreada. Esta estrategia cubre áreas relativamente pequeñas, lleva un trabajo más intenso puesto que se deberían hacer múltiples muestreos para monitorear el rendimiento de múltiples lotes de siembra, pero tiene la gran ventaja que dicha estrategia está totalmente bajo control del productor y por tanto es la única que puede ser usada directamente por el productor para tomar decisiones sobre su proceso productivo. Este grupo de estrategias es la más precisa porque está basada en la relación más simple: el desarrollo de una parte de la planta está estrechamente relacionado con la biomasa total a producir. Tomar muestras mensuales a partir del sexto mes de la siembra dará estimados de cantidades a cosechar muy precisas, los cuales unidos a los muestreos de azúcares en tallo permitirá una muy buena predicción de la cantidad de azúcar que se producirá en un lote determinado.  

Si se considera la transformación digital como el uso conjunto de una serie de herramientas informáticas que mejoran la generación, captación, almacenamiento y análisis de la información para contribuir en la toma de decisiones, la predicción del rendimiento en la caña de azúcar tiene un rol central en este concepto. La toma de decisiones evidentemente debe ser local, debe estar ajustada a la realidad de una unidad productiva, debe tener al alcance toda la información necesaria para tomar las mejores decisiones. 

Si en una unidad productiva dedicada a la a caña de azúcar se tiene información climática precisa (fundamentalmente precipitación, no a nivel global sino la que efectivamente ocurre en la unidad productiva), e información dinámica del suelo como lo es retención de humedad y contenido de nutrientes, así como resultados diarios o semanales de muestreos de insectos plaga, patógenos y malezas, y dinámica de precios de tonelada de caña de azúcar a través del año, agregando ahora predicciones de rendimiento desde el sexto mes del establecimiento de la plantación, se pueden tomar las mejores decisiones sobre la  conveniencia o no de aplicar determinado volumen de agua de riego, o de aplicación de controles sobre malezas, plagas y patógenos, o de adelantar o retrasar el corte, o de eliminar lotes de producción, o de rescatar a como dé lugar lotes de producción. 

Son operaciones dinámicas, cuya decisión de ejecutarla o no es multifactorial, lo cual resultaría un poco más sencillo para un productor de solo un lote de terreno de unas pocas hectáreas, pero conociendo que lo más frecuente es que las producciones de caña de azúcar están constituidas por decenas y por centenas de lotes de terreno, cada uno con una realidad agroclimática distinta, cubriendo amplias superficies de terreno, se hace necesario que las predicciones de rendimiento sean los más precisas posibles y que estas sean un elemento informativo más en la compleja red de información que supone la producción de caña de azúcar, para que, efectivamente, las decisiones a tomar durante todo el proceso productivo para cada uno de los lotes de producción, sean las más acertadas. 

 

Por: Hernán Laurentin 

Arquitecto Agroindustrial 

zafra de caña de azúcar

Integración digital en ingenios azucareros

zafra de caña de azúcar

zafra de caña de azúcarnicultor

Por Betzari Peláez C.

La industria de ingenios azucareros está considerada como una de las más auto sustentable; en una entrevista realizada al ingeniero químico Juan Navas, explicó que este sector productivo sólo necesita caña, para abastecer sus necesidades.

Navas, se desempeña como arquitecto de soluciones de ingenios en SofOS, y según su experiencia y conocimientos resalta que el área de la industria azucarera es tan compleja que logra abastecer sus necesidades “sólo necesita de caña para generar energía y a través de ella la diversidad de productos que se obtienen a partir de la caña”.

Entre estos productos, menciona se encuentran el azúcar en sus diferentes presentaciones (cruda o morena) mieles o melazas algunas para edulcorantes y otras para alcoholes, cachaza (abono para cultivos) y finalmente el bagazo para la generación de energía eléctrica, la cual también es capaz de abastecer a la red interconectada más cercana al ingenio.

Estos procesos de producción, dentro de un ingenio indica Navas pasan por diferentes áreas, cada una de ellas aunque trabaja de manera independiente puede estar integrada digitalmente a través de un ERP que permite llevar el control de la producción.

Como en cada industria, los ingenios también tienen sus riesgos de pérdidas, en este sentido el especialista en ingenios califica a las llamadas pérdidas indeterminadas como “el dolor de cabeza de esta industria”, ya que son aquellas que no se pueden cuantificar dentro de la producción.

Papel de la transformación digital en el sector

Ing. Juan Navas/ Arq. de Solución SofO

Ing. Juan Navas/ Arq. de Solución SofOS

Con la transformación digital, se está dando la facilitación y mayor precisión de los procesos dentro de la industria, sobre todo en los procesos de toma de decisiones que permitan al ingenio mantenerse dentro de los parámetros operativos establecidos para lograr los objetivos.

Navas, también señaló que “para lograr esta transformación digital en este tipo de industrias es necesario particularizar la tecnología de un ERP como SAP para adaptarla a este sector; eso se logra con personal calificado que conozca la industria y sus controles de costo”.

La integración digital, permite además mitigar los riegos de pérdidas arriba mencionados, “a través de un control exhaustivo de las variables operativas e información precisa y confiable, de tal manera de tomar acciones preventivas y correctivas en el proceso de producción a tiempo”, señaló.

Las herramientas digitales, dentro de esta industria permiten llevar a cabo lo que se conoce como la liquidación del cañicultor; término que se refiere al cálculo y ejecución del pago a las personas que trabajan en los cultivos desde su siembra hasta la zafra, cortándola y llevándola hasta los ingenios.

Estas aplicaciones, permiten realizar los cálculos de calidad y rendimiento de la caña para conocer con exactitud el costo o valor a cancelar a los cañicultores.

Para finalizar, el experto en ingenios comentó que el sector azucarero a pesar de verse un poco amenazado por las nuevas tendencias de edulcorantes  continúa liderando el mercado como materia prima en la elaboración de alimentos y bebidas.

Para conocer más acerca de cómo operar los ingenios a través de la transformación digital visita:

 

 

Cambio climático en la producción de caña de azúcar

Por Lcda. Jhosymar Sifontes

La caña de azúcar se cultiva en zonas tropicales y subtropicales aproximadamente entre los 35° N y los 35° S, y desde el nivel del mar hasta altitudes de unos 1.000 metros. La temperatura mínima para el crecimiento activo es de unos 20° C.

En ausencia de regadío, se necesitan unas precipitaciones de unos 1.200 mm para el desarrollo de la caña de azúcar. Mientras que para el desarrollo de la cosecha se necesita calor y lluvia, para la recolección es necesario disfrutar de unas condiciones más frescas y secas.

Las reservas de terreno cultivable más grandes del mundo se concentran en América Latina y el Caribe, con 576 millones de hectáreas, cifra que equivale, aproximadamente, al 30% de su territorio.

El 47% de la superficie regional está cubierta de bosques. El 92% del bosque regional se encuentra en Sudamérica, principalmente en Brasil y Perú. Estos dos países junto con Colombia, Ecuador, México y Venezuela albergan entre un 60 y un 70% de todas las formas de vida del planeta.

Algunos expertos prevén, en los próximos años, un aumento en la cantidad de huracanes, tormentas, sequías, olas de calor y tornados que afectan a la región. Estos cambios climáticos son consecuencias de una serie de causas naturales y causas producto de la actividad del ser humano.

Todos coinciden en general en los siguientes puntos:

  • Unos suaves niveles de calentamiento en latitudes más altas (EEUU, Europa, Australia, Siberia y algunas partes de China) podrían mejorar las condiciones para el desarrollo de cultivos al prolongar la temporada de crecimiento y/o abrir nuevas zonas para la agricultura. Un calentamiento mayor podría tener efectos negativos en regiones tales como el sur de Europa y el oeste de Estados Unidos.
  • Un aumento de la concentración de CO2 en la atmósfera podría potenciar los beneficios iniciales del calentamiento debido al efecto de “fertilización del carbono” que contrarrestan los daños provocados por el calor y la falta de agua. Mayores concentraciones de CO2 aumentan el índice de fotosíntesis y eficiencia hídrica (la eficiencia con la cual las plantas utilizan agua para producir una unidad de biomasa). Sin embargo, los efectos directos son mayores para plantas C3 como el trigo que para plantas C4 como el maíz, el sorgo, el mijo y la caña de azúcar.

Estudios que asumen que una cantidad sustancial de tierra a latitudes más altas se volverá apta para la producción, encuentran más efectos positivos del cambio climático sobre los rendimientos.

Hacen falta estudios de los efectos que tendrán los cambios en la temperatura y en la distribución de las radiaciones que conforman el espectro de luz solar, sobre la dinámica de los organismos asociados a los cultivos, es decir sobre los insectos plaga, patógenos y organismos controladores. De esta manera sí se podría tener una idea más integral del efecto que el cambio climático podría tener sobre el rendimiento de los cultivos.

shed-at-sunset-1155895Es necesario hacer más eficiente la fertilización nitrogenada. Al darse la fertilización, gran parte del nitrógeno no consumido por las plantas, es transformado en NO2 por algunas especies de bacterias. Este gas se libera a la atmósfera y es uno de los responsables del efecto invernadero.

Mediante modelos de simulación de clima y de rendimiento en caña de azúcar, se han logrado tener estimados del impacto del cambio climático sobre el rendimiento de este cultivo. En el año 2013 Marín y colaboradores hicieron un estudio en Brasil donde aseguran puede existir un incremento de 15-59% en el rendimiento del tallo. Además de un aumento de eficiencia de uso de agua en 24%.

Por otra parte, en Sudáfrica Jones y Singel en el año 2014 prevén un incremento de 7% en el tallo. En Australia en un estudio de Everingham y colaboradores estiman un incremento en rendimiento en el tallo y disminución en demanda de agua.

Fuentes:
http://www.conadesuca.gob.mx/
http://www.asocana.org/