Introducción de sensores digitales en la gestión del agua en el viñedo

Se trata de un trabajo realizado durante varios años, planteado desde la necesidad y con el fin de aprender gradualmente, mediante sensores y sondas, cómo conocer y controlar el estado hídrico de la planta, su disponibilidad hídrica, y las reservas hídricas que hay en el suelo.
La ponencia pretende exponer, de forma ordenada, un pequeño índice de las herramientas que existen (instrumentos /sensores y aplicaciones /proyectos) y que se han utilizado en este trabajo.
Los sensores más utilizados son los meteorológicos. Se ha pasado del control manual a los sensores automatizados con información periódica y permanente. Nos referimos a los sensores de pluviometría, temperatura, iluminación, humedad relativa, velocidad y dirección del viento, humedad de la hoja, etc., cuyo fin es obtener la evapotranspiración de referencia: la fórmula Penman-Monteith. Son aparatos que se han perfeccionado mucho e incluso son económicos de instalar. Todos estos sensores van acompañados de plataformas de observación y de consulta de datos en diferentes formatos informáticos.
Para los investigadores es de gran importancia acumular datos históricos, como los obtenidos con los sensores de las estaciones meteorológicas de la Xarxa Agroclimàtica de Catalunya, que se puede consultar en el web Ruralcat. Un ejemplo es la campaña pluviométrica de las cosechas de Sant Sadurní d’Anoia des del 2007 hasta ahora. También se obtienen las temperaturas desde el 2010, recopiladas por el INCAVI siguiendo el índice Winkler-Amerine, así como la evapotranspiración de referencia.
Respecto a los sensores de suelos, en el proyecto se han utilizado las sondas capacitivas que proporcionan el porcentaje de la humedad del suelo en continuo, y los sensores del potencial hídrico del suelo, que indican la presión que debe realizar la planta para extraer el agua del suelo. Se trata de valores negativos y dan mucha información sobre los suelos que sufren una gran sequía y son más sensible en suelos secos que los sensores capacitivos.
Se muestran ejemplos de sondas capacitivas en parcelas de regadío, en las que puede verse la eficacia del riego, si llega a las raíces o no. Es decir, indican la dinámica de este riego según sea el mes en el que se desarrolla la cepa. Lo mismo indican los sensores del potencial hídrico del suelo. Todo ello da información del estado de la viña, imprescindible si queremos obtener vinos de calidad.
Otra forma de representar lo dicho anteriormente es la escala de humedad, se trata de la escala real. Las empresas que suministran esta tecnología determinan una escala que va del 0 al 100, considerando que el 100 seria la capacidad del suelo, sabiendo que el agua del suelo se comporta con una saturación de 100. Después del drenaje llega la capacidad de campo hasta el punto de marchitez permanente, en el que la planta ya no puede obtener agua del suelo, y el valor es 0. Se marca el 50% como teórico, que no tiene por qué ser el objetivo de la gestión de la planta. Esto facilita la visualización del campo sin la textura. Estas sondas facilitan, a lo largo de los años, determinar su punto óptimo, según los objetivos de cada parcela.
Los trabajos en campo de secano que se muestran consistieron en desplegar una red de sensores en el suelo del Penedès. Con el informe obtenido tras dos años, se determinó la capacidad de campo y el momento en el que el suelo alcanzaba un potencial muy negativo, para que la planta tuviera el agua en condiciones normales sin llegar al punto de marchitez. Datos que indican al agricultor en qué condiciones está cada parcela.
Los sensores del suelo también indican la temperatura a la que se encuentra el suelo. Estos datos, pueden dar información sobre ciertos puntos de mucho calor, pero no se utilizaron en este proyecto.
Los sensores, a la vez, ofrecen el punto hídrico de la planta. Para ello, se utiliza la cámara de Schollander en la que se coloca la hoja, dejando el peciolo al exterior. Se introduce gas en la cámara y a medida que la presión aumenta, aparece una gota de líquido en el peciolo. Se apunta su valor y con ello se obtiene un índice del estado hídrico, o nivel de estrés que tiene la planta. Con él, se observa el desarrollo vegetativo de la vid, así como la maduración de la uva.
Podemos ver ejemplos de recopilación de datos de determinadas experiencias y señalar qué hacer en función del producto a obtener, de acuerdo con las variables del clima mediterráneo. Con la información obtenida, aproximadamente semanal, se hacen correlaciones con los datos que se tienen del potencial hídrico del suelo, aunque siempre hay que tener en cuenta el factor año, suelo, parcela, etc. Estos datos pueden generar algoritmos que posteriormente se pueden aprovechar haciendo previsiones, reduciendo o eliminando los trabajos de la cámara de Schollander.
En un proyecto del 2004-2005 se introdujo la dendometría, que mide las variaciones en las medidas de la planta. Se instala en el tronco y puede verse que a lo largo del día realiza ciertos movimientos: por la noche aumenta el diámetro y durante el día, cuando hay mayor traspiración, el tronco se reduce. Estamos hablando de cantidades milimétricas. Cuando la uva está madurando, el tronco no tiene movimiento, porque es la propia uva la que modifica sus medidas, siendo entonces a esta a la que debe ponerse el dendrómetro. Los resultados al aplicarlo no fueron satisfactorios porque la uva, cuando está muy madura, se aplasta por la presión del aparato.
El equipo del ponente también ha trabajado con sensores de temperatura de hoja. La transpiración reduce la temperatura, por lo que cuando se establece una respiración correcta, lo que hace es bajar la temperatura de la planta. Para medir la temperatura se usaron termómetros de infrarrojos de superficie, fijados a la vegetación.
Siguiendo con el potencial hídrico, se utilizan las sondas de flujo de savia, que miden el flujo en L/h, y las sondas de potencial hídrico de la planta, que proporciona, de forma continua, la presión del flujo de savia en el tronco (como en la cámara de Schollander).
Estos sensores, como la cámara de Schollander, facilitan la información continua y puntual de todo cuanto sucede en la planta. Su uso aún está en una fase inicial, pero abre un potencial de información muy interesante.
Por lo que respecta al desarrollo vegetativo, la teledetección puede ayudar, mediante mapas de vigor, a comprender mejor el estado de la parcela a estudiar mediante la aplicación de sensores. Se muestra un ejemplo del trabajo realizado en 2023 por teledetección, obteniendo el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) y el índice de estrés hídrico (MSI). También muestra, mediante teledetección, los mapas semanales de la humedad del suelo facilitada por el Observatori de l’Ebre (Visor MARE).

Objetivos del uso de sensores
Deben ser sistemas de apoyo a la decisión (DSS, Decision support System). Si hay dos, tres o cuatro puntos de información en una parcela mediante sensores, se pueden extrapolar los valores respecto del resto del terreno.
Se han implantado estas redes de sensores para informar y se han aplicado a diferentes proyectos con el fin de asesorar a quienes lo precisen (se muestra en pantalla):
El Proyecto Hydrovinya, en el que se realiza un estudio de la humedad del suelo durante dos años, (2020-2021) en Sant Llorens d’Hortons. Se obtuvo información suficiente para poder reaccionar a los cambios que se avecinan.
Asimismo, el proyecto RegVallCorb/REGTA obtiene datos mediante el uso de sensores. La información obtenida se envía como apoyo a la decisión en el riego de la vid, mediante boletines semanales, con las recomendaciones de la dosis semanal de riego.
En el proyecto SENSOREG se realiza un estudio a nivel de finca vitícola, en la Terra Alta. En este proyecto se instalaron hasta ocho puntos de control para tener un conocimiento real de la necesidad de agua.
Hay que tener en cuenta que los objetivos de riego se deben establecer manteniendo la tipicidad y/o la mejora de la calidad, ahorrar en agua y energía, y homogeneizando la producción a lo largo de los años. En este sentido se han utilizado las estrategias de riego pertinentes calculando las necesidades de riego según las fórmulas determinadas por la FAO.
Con ello se ha obtenido una valoración estratégica de tierras, en Costers del Segre como ejemplo, en las que hay filas de secano y filas de riego. Para la valoración se han usado nuestras determinaciones (INCAVI) y las del agricultor al cargo de la parcela. Tras la aplicación de estas medidas se puede ver en el gráfico la producción kg/cepa según cada estrategia y la calidad final de la uva y el vino obtenido.
Destacamos que este 2024 se está realizando un estudio de la gestión del suelo y la vegetación de la viña para reducir los efectos de la sequía (GESOLVE) y el manejo del suelo de la viña para la lucha contra la sequía (MANSO), mediante técnicas, metodologías y estandarización.

Conclusiones
A modo de resumen, hay que destacar que lo importante es:
A) Obtener e identificar datos fiables y continuos para poder cuantificar y valorar los factores que inciden en la disponibilidad hídrica de la planta: factores meteorológicos y edáficos.
B) Medir el estado hídrico de la planta: potencial hídrico de base, tallo y foliar como datos de referencia, buena correlación entre los valores de humedad del suelo con medidas del potencial hídrico de la planta, y buena valoración del potencial hídrico del tallo.
C) Optimizar el riego con el fin de obtener: un desarrollo vegetativo equilibrado, una buena calidad del vino elaborado, y mantener la tipicidad de cada zona de cultivo.

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