El sistema informático diseñado por el equipo liderado por Xavier Álvarez del Castillo, profesor de la Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT), e investigador del Centro Avanzado de Tecnologías Mecánicas (CATmech), de la Universitat Politècnica de Catalunya - BarcelonaTech (UPC), se enmarca en el proyecto Agrixels, liderado por el Intelligent Data Science and Artificial Intelligence Research Center (IDEAI) de la UPC con la colaboración de Agrotech-UPC, y financiado por el Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública.

Se trata de una nueva herramienta al servicio de agricultores y propietarios de fincas rurales y bosques, que de forma cómoda, sencilla y eficaz permite calcular en tres minutos el balance de CO₂ de sus propiedades, es decir, la diferencia entre lo que emiten y absorben los terrenos.

El sistema, que puede utilizarse tanto en teléfonos móviles como en ordenadores, funciona a partir de tecnologías de machine learning e inteligencia artificial. Además de calcular el balance de emisiones de CO₂ , el sistema permite proyectar la evolución de las emisiones a corto y largo plazo, tantos años como se desee. Por eso, solo es necesario seleccionar digitalmente la finca con un geolocalizador gratuito e introducir datos básicos de las características biológicas del suelo, como el porcentaje de arcilla, la cantidad de estiércol, los tipos de cultivos cultivados, etc.

El programa informático toma datos satelitales, no solo del espectro visible sino también otras bandas espectrales, como por ejemplo espectrometría infrarroja cercana, de onda corta y ultravioleta, que permiten modelar variables ecológicas como son los índices de vegetación, biomasa o la actividad fotosintética que se relaciona con los flujos de carbono.

Además, el programa incluye bases de datos climáticas sobre temperaturas, humedad relativa o humedad del terreno. También contiene bases de datos históricas procedentes de 900 torres de flujos de carbono que hay en el mundo, instalaciones instrumentadas que miden sobre terreno intercambios verticales de  CO₂ , vapor de agua y energía entre la superficie y la atmosfera mediante la técnica llamada eddy coviarance, que analiza la correlación entre las fluctuaciones rápidas de viento vertical y las concentraciones de gas.

Según explica Xavier Álvarez, “con los datos satelitales y las bases de datos generamos un código de machine learning que permite realizar cálculos de precisión de flujo de CO₂ de cualquier finca agrícola y forestal del planeta. Igualmente, los satélites miden la radiación solar que emiten las bandas espectrales de los minerales que hay en el suelo como si fueran su firma. Así podemos saber el contenido de arcilla o arena, la textura del suelo, la materia orgánica superficial, la humedad superficial y otras variables.”

El programa no solo calcula de forma exacta las emisiones y absorciones de CO₂ de la finca, sino que las muestra en historiogramas o gráficas los doce meses del año. Por otra parte, la aplicación muestra también la cantidad de materia orgánica inerte, la que es degradable, la resistente, la provocada por la actividad microbiana o por humificación. Esta información resulta también muy útil a los edafólogos, científicos que estudian el suelo desde el punto de vista físico, químico y biológico.

Igualmente, el sistema ofrece datos de precipitación y temperatura, con lo que se pueden establecer relaciones entre el rendimiento de la finca y la meteorología. Xavier Álvarez constata que “con este programa, único en el mundo, los agricultores y propietarios de fincas rurales tienen la posibilidad de aumentar sus ingresos porque cuentan con una herramienta objetiva gracias a la cual pueden certificar la capacidad de absorción de  CO₂ y entrar así en el mercado internacional de emisiones. Esto les reportará mayores ingresos que, sumados a la producción de sus explotaciones agrícolas, transformarán la finca en un buen negocio. Por tanto, será una motivación más para evitar la despoblación de los entornos rurales, sobre todo por parte de los jóvenes.”

Tal y como explica Xavier Álvarez, el agricultor podría beneficiarse del mercado de créditos de carbono, ya que “puede certificar la información de las toneladas por año que absorbe su finca a través de un órgano verificador independiente, que emitirá un valor de créditos de carbono de la finca por un año. Los créditos se inscriben en un registro internacional y entran en el mercado de bonos de carbono, en el que otras empresas o entidades pueden adquirir estos bonos con precios que podrían oscilar entre los 40 y los 100 euros por tonelada de CO₂ anual.”

El gabinete científico del Gobierno español ha mostrado su interés en el sistema a raíz de una reunión con el profesor Xavier Álvarez, en la que se presentó el proyecto. La implementación de esta tecnología puede generar un cambio importante tanto en las economías de los agricultores como en las estrategias de lucha contra el cambio climático, actualmente muy centradas en disminuir las emisiones, pero no tanto en absorberlas.

El proyecto Agrixels
Agrixels es una iniciativa de digitalización y datos para el sector agroalimentario impulsada desde la UPC que busca desarrollar un estándar de información agraria interoperable orientado a servicios basados en Inteligencia Artificial. El objetivo principal de AGRIXELS es crear un ecosistema de datos agroalimentarios estructurado y compatible que permite integrar formación heterogénea (clima, suelos, cultivos, sanidad, huella de carbono, etc.) para mejorar la toma de decisiones, optimizar recursos y fomentar la sostenibilidad medioambiental y climática de las explotaciones agrícolas. Agrixels es un proyecto coordinado por el IDEAI-UPC con la colaboración de Agrotech-UPC y financiado por el Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública, el programa Next Generation de la Unión Europea, el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia del Gobierno de España. Se enmarca en el proyecto UPCxels, el Espacio de Datos multisectorial impulsado por IDEAI-UPC para facilitar que entidades públicas y privadas puedan compartir datos de manera segura, neutral e interoperable, de manera que se puedan cruzar, analizar y convertir en servicios útiles (IA, monitorización, informes…), de cara a mejorar la innovación y la digitalización.