•  MORERA, que acaba de cerrar su último hito en 2024, ha desarrollado un sistema personalizado de recomendación de riego para cada parcela basado en imágenes por satélite e Inteligencia Artificial, así como una nueva generación de instrumentos de teledetección miniaturizados y compactos para responder con agilidad a las necesidades de los usuarios
• Su objetivo ha sido y es potenciar la industria agrícola española, la más importante del país con un 11% del PIB, proporcionando información personalizada a los agricultores que les permita aplicar la agricultura de precisión a bajo coste
• La iniciativa ha contado con la participación de todos los actores de la cadena de valor y da respuesta a las necesidades del sector en materia de gestión de recursos en el contexto de cambio climático

Madrid, octubre de 2024 – El Consejo de Administración del Centro de Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), dentro del marco del programa MISIONES, resolvió en 2020 la participación del Centro en el proyecto denominado “MORERA”, mediante la concesión de una ayuda en forma de subvención de 3,83 millones de euros, sobre el total de presupuesto del proyecto que asciende a 5,33 millones de euros.

Los resultados finales se han presentado a los usuarios finales y al público en general en un taller programado a mediados de octubre de 2024.

Thales Alenia Space en España ha liderado el consorcio de un innovador proyecto para potenciar la industria agrícola española, MORERA (sistema para la MOnitorización del Riego Eficiente y el Rendimiento Agrícola). Una iniciativa pionera en el sector que permitirá elaborar recomendaciones personalizadas de riego para cada parcela permitiendo reducir hasta un 25% el agua en los cultivos gracias a la Inteligencia Artificial y a imágenes por satélite, integrando datos de instrumentos dedicados y de múltiples fuentes (Copernicus, AEMET, etc.) y desarrollando una nueva generación de instrumentos espaciales miniaturizados y compactos para la teledetección.

Para ello, se ha propuesto un sistema modular que integra recomendaciones de riego deficitario y predicción de rendimiento optimizando la productividad, MORERA responde a uno de los retos de la convocatoria “Misiones Ciencia e Innovación” con la que el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) buscaba soluciones a problemas con alto impacto en la sociedad mediante tecnologías innovadoras.

La convocatoria tenía como fin fundamental la contribución al desarrollo de cinco misiones, identificadas por su gran relevancia para los retos futuros de España y en consonancia con algunos de los Objetivos de Desarrollo Sostenible planteados por Naciones Unidas en la Agenda 2030. Con el 11% del PIB, la agricultura es la primera industria nacional y la convocatoria identificó el desarrollo de un sector agroalimentario más sostenible y saludable y, en particular, la reducción de uso de agua, nutrientes y fitosanitarios como una de las misiones prioritarias.

Proyecto pionero en monitorización de riego y rendimiento agrícola con nuevos sensores espaciales

El sistema integral de MORERA garantiza que los datos aporten valor al usuario final, cubriendo desde el sensor al cultivo gracias a nuevas técnicas de Inteligencia Artificial aplicadas a teledetección y otras fuentes de datos y propone una nueva generación de instrumentos miniaturizados para la teledetección en todas las bandas, comenzando por el infrarrojo térmico. El despliegue completo de estas soluciones demostrará el potencial de la tecnología para reducir el uso de agua en cultivos anuales y perennes y la capacidad para  hacer predicciones de cosecha más precisas a lo largo del ciclo de los cultivos.

MORERA es el primer proyecto de sistema de recomendaciones por parcela (no solo mapas) basado en nuevos instrumentos de teledetección y en datos de los satélites del programa Copernicus procesados mediante algoritmos de Inteligencia Artificial. También es un proyecto pionero en Europa en utilizar el infrarrojo térmico para calcular la evapotranspiración y el estrés hídrico, lo que permitirá gestionar el riego deficitario.

Gracias a MORERA los agricultores podrán aplicar la agricultura de precisión a bajo coste con un sistema que les proporcionará una medida periódica del estado de los cultivos y les dará recomendaciones personalizadas de fertirrigación, así como previsiones de rendimiento basadas en algoritmos de Inteligencia Artificial y Big Data. Este concepto integrado supone un avance respecto a las opciones actualmente disponibles en el mercado, que da respuesta a las necesidades del sector en materia de gestión de recursos en el contexto de cambio climático.

En esta línea MORERA ha investigado una serie de nuevos algoritmos para el procesado de imágenes de teledetección con aprendizaje automático para optimizar las decisiones de los agricultores: recomendaciones en escenarios de riego deficitario y predicción de rendimientos de cosecha.
 

Nueva generación de instrumentos miniaturizados para la teledetección

Dado que este sistema necesitará datos optimizados para su uso agrícola y tiempos cortos de actualización, MORERA también ha ido más allá en el campo de la teledetección, para generar instrumentos ópticos miniaturizados y compactos con una relación de tamaño y resolución combinados no existente aún. Esto se ha logrado mediante la aplicación de geometrías freeform en sistemas ópticos para espacio, lo que ha permitido reducir el tamaño y coste del sistema. Estos elementos combinados, no presentes en ningún instrumento de los que dan servicio actualmente, deben ser compatibles con satélites pequeños y constelaciones cubesat para que los tiempos y los costes de desarrollo se minimicen aumentando la versatilidad del sistema (constelaciones que aumenten la revisita y/o cobertura, extrapolación a otras aplicaciones o inclusión de nuevas bandas de detección, etc.).

El consorcio de MORERA cubre toda la cadena de valor, con socios tecnológicos como LIDAX y ASEOPTICS, expertos en sistemas como Thales Alenia Space en España y la llegada a usuarios finales agrícolas con empresas como TEPRO. Cada socio industrial está acompañado por un Organismo Público de Investigación (OPI) de primer nivel nacional y europeo como son el Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA), el Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC) y la Universidad de Valencia (UV), liderada en este proyecto por José Antonio Sobrino, Investigador Principal del proyecto y premio Jaume I por su empleo de la teledetección para la protección medioambiental.

Thales Alenia Space en España ha liderado junto con TEPRO, así como con el apoyo del IAS y la Universidad de Valencia, la definición del sistema identificando las necesidades y carencias del sector para definir tanto los requisitos del sistema como los posibles nuevos servicios a ofrecer con MORERA. Además, TEPRO ha actuado como usuario final, participando junto con Thales Alenia Space en España, IAS, UV e INTA en la validación de la algoritmia de Inteligencia Artificial para optimización de riego deficitario y productos predictivos para optimización de fertirrigación y rendimientos, siendo un elemento clave en las pruebas finales del prototipo de sistema global.

En el alcance del proyecto MORERA se ha desarrollado un novedoso sensor térmico (TIR) compacto de alta resolución y optimizado para la obtención de índices agrícolas: ASEOPTICS ha contribuido con el desarrollo y fabricación de las lentes, LIDAX se ha encargado de las labores de diseñar y fabricar toda la mecánica adecuada para las lentes de LIDAX, y Thales Alenia Space en España ha completado el desarrollo realizando la ingeniería de sistemas, así como el diseño y fabricación  de toda la electrónica de video del instrumento y su mecánica asociada. También desde Thales Alenia Space se han desarrollado algoritmos de procesado en vuelo para misiones secundarias como la detección automática de incendios.

El proyecto MORERA se inició en diciembre de 2020, y ha tenido una duración de tres años y medio, hasta junio de 2024. Se ha desarrollado conjuntamente en Madrid, Sevilla y Barcelona, lugar de las sedes de los socios del proyecto, así como Valencia y Córdoba, donde se ubican las OPIs que han colaborado en el mismo.

El proyecto ha contado con 3,83 millones de euros de cofinanciación conjunta de CDTI y de los Fondos de Desarrollo FEDER, bajo el número de expediente MIG-20201026 del CDTI.