project - EIP-AGRI Operational Group
IMPROVEMENT OF ANDALUSIAN AGRICULTURE THROUGH THE COLLECTION AND OPTIMIZATION OF WATER AND CARBON FOOTPRINT PARAMETERS USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE S
MEJORA DE LA AGRICULTURA ANDALUZA MEDIANTE LA RECOPILACIÓN Y OPTIMIZACIÓN DE PARÁMETROS DE LA HUELLA HÍDRICA Y DE CARBONO USANDO SISTEMAS DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL
Contexte
El desarrollo del Grupo Operativo MARIPOSA permitirá generar una información detallada y distribuida del valor de la huella hídrica y huella de carbono de los cultivos del litoral mediterráneo que servirá para auditar la eficiencia del uso de los recursos y proponer posibles mejoras que redunden en una agricultura más limpia y respetuosa con el medioambiente.
Objectives
The main objective of the Grupo Operativo MARIPOSA's innovative project is to develop a simple, efficient, transparent, and objective methodology to determine, with the minimum required dataset, two key indicators for evaluating water use efficiency in agriculture and its impact on GHG emissions: the Water Footprint (WF) and the Carbon Footprint (CF) for the main crops on the Mediterranean coast in a reliable, simple, dynamic, and distributed manner at the agricultural farm scale.
Objectives
El objetivo principal del proyecto innovador de Grupo Operativo MARIPOSA es desarrollar una metodología simple, eficiente, transparente y objetiva para determinar, con el menor conjunto de datos requeridos, dos indicadores clave para evaluar la eficiencia del uso del agua en la agricultura y el impacto de ésta en la emisión de GHG, como son la Huella Hídrica (HH) y la Huella de Carbono (HC) para los principales cultivos del litoral mediterráneo de una forma fiable, simple, dinámica y distribuida a escala de explotación agrícola
Activities
Activity 1
Development of a sensor network and design of AI training field trials
Activity 2
Integration of variables for calculating water and carbon footprint
Activity 3
Development of artificial intelligence models for determining water and carbon footprint
Activity 4
Training using artificial intelligence techniques for determining water and carbon footprint
Activity 5
Development of a tool for determining, managing, and improving water and carbon footprint
Activity 6
Training and integration of collaborative agriculture and benchmarking tools
Activity 7
Dissemination, communication, and transfer
Activity 8
Consortium management
Activities
Actividad 1 Desarrollo de red de sensorización y diseño de ensayos de entrenamiento de IA en campo
Actividad 2 Integración de variables para el cálculo de huella hídrica y de carbono
Actividad 3 Desarrollo de modelos de inteligencia artificial para determinación de huella hídrica y de carbono
Actividad 4 Entrenamiento mediante técnicas de inteligencia artificial para la determinación de huella hídrica y de carbono
Actividad 5 Desarrollo de una herramienta de determinación, manejo y mejora de huella hídrica y de carbono
Actividad 6 Capacitación e integración de herramientas de agricultura colaborativa
Actividad 7 Difusión, comunicación y transferencia
Actividad 8 Gestión del consorcio
Additional comments
Organizado en fases de desarrollo tecnológico y pruebas de campo, el proyecto empleará indicadores clave de rendimiento (KPIs) para evaluar tanto la precisión de la huella calculada como la funcionalidad de los sensores LoRa. El sistema permitirá a los productores tomar decisiones informadas para reducir su impacto ambiental.
El proyecto prevé un impacto positivo en la gestión sostenible del agua y en la reducción de emisiones en el sector agrícola. La escalabilidad del sistema permitirá aplicarlo en otras áreas, ampliando así su contribución al cambio climático y a la eficiencia agrícola.
La colaboración entre los partners aporta conocimiento técnico y agrícola, garantizando una solución adaptada a las necesidades del sector. Esto respalda el seguimiento detallado requerido y contribuye al avance en prácticas agrícolas sostenibles.
Additional information
Este proyecto nacional/regional, enfocado en sostenibilidad agrícola, desarrolla una aplicación para calcular la huella de carbono e hídrica en actividades agrícolas. Integrará sensores con tecnología LoRa para monitorear en tiempo real variables críticas como el uso de agua y las emisiones, facilitando una gestión precisa y eficiente de recursos en los cultivos.
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014ES06RDRP001 Spain - Rural Development Programme (Regional) - Andalucía
Emplacement
- Main geographical location
- Granada
- Other geographical location
- Granada, Granada
EUR 290 550.00
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
Project keyword
Ressources
8 Practice Abstracts
Phase 1: Introduction and Initial Training
Objective: To train farmers, technicians and project managers in the use of collaborative tools and in key concepts of water and carbon footprints.
Workshop on the fundamentals of water and carbon footprints. Foundation training course for farmers:
What is the water and carbon footprint?
Importance of measuring them in agriculture to optimize resources and reduce environmental impact.
Training in agricultural collaboration platforms:
Basic training on the use of AI to process crop data and predict irrigation or fertilization needs, thus optimizing the use of resources.
Phase 2: Integration of Tools and Footprint Modeling
Objective: To implement and start using the tools to collect data and develop the methodology for measuring water and carbon footprints. Expected Project Outcomes:
Accurate and simple measurement of water and carbon footprints in Mediterranean crops by integrating AI, collaborative platforms and monitoring tools.
Optimisation of resource use (water, energy, fertilisers), with quantifiable improvements based on the data obtained.
Constant comparison and continuous improvement of local agricultural practices against international standards through benchmarking.
Transparency and objectivity in environmental impact reporting, facilitating decision-making for farmers and allowing more efficient monitoring of sustainable agricultural policies.
This approach combines technical training, practical use of advanced tools and integration of innovative methodologies to measure the environmental impact of Mediterranean crops.
Objetivo: Capacitar a los agricultores, técnicos y responsables del proyecto en el uso de herramientas colaborativas y en conceptos clave de huella hídrica y huella de carbono.
Taller sobre fundamentos de la huella hídrica y de carbono. Curso de formación de la Fundación para agricultores:
En qué consiste la huella hidríca y de carbono.
Importancia de medirlas en la agricultura para optimizar recursos y reducir el impacto ambiental.
Capacitación en plataformas de colaboración agrícola:
Capacitación básica sobre el uso de IA para procesar datos de cultivos y predecir necesidades de riego o fertilización, optimizando así el uso de recursos.
Fase 2: Integración de Herramientas y Modelado de Huellas
Objetivo: Implementar y empezar a usar las herramientas para recopilar datos y desarrollar la metodología para la medición de huella hidríca y de carbono. Resultados Esperados del Proyecto:
Medición precisa y simple de las huellas hídrica y de carbono en los cultivos mediterráneos mediante la integración de IA, plataformas colaborativas y herramientas de monitoreo.
Optimización del uso de recursos (agua, energía, fertilizantes), con mejoras cuantificables basadas en los datos obtenidos.
Comparación constante y mejora continua de las prácticas agrícolas locales frente a estándares internacionales mediante benchmarking.
Transparencia y objetividad en los reportes de impacto ambiental, lo que facilita la toma de decisiones para los agricultores y permite un seguimiento más eficiente de las políticas agrícolas sostenibles.
Este enfoque combina la capacitación técnica, el uso práctico de herramientas avanzadas y la integración de metodologías innovadoras para medir el impacto ambiental de los cultivos mediterráneos.
A crucial part of the project is the design and implementation of a computer system for the acquisition, storage and processing of data, as well as the calculation of water footprint (HH) and carbon footprint (HC) indicators for each crop and farm. This system is based on a mobile application for iOS and Android, with a friendly interface that will allow farmers to enter basic data necessary for calculating indicators and make comparative queries with other producers. The app will collect information about the exploitation unit, including the cadastral plot and technical characteristics, with the support of the R&D&I departments of Grupo La Caña.
Una parte crucial del proyecto es el diseño e implementación de un sistema informático para la adquisición, almacenamiento y procesamiento de datos, así como el cálculo de los indicadores de huella hídrica (HH) y huella de carbono (HC) para cada cultivo y explotación. Este sistema se basa en una aplicación móvil para iOS y Android, con una interfaz amigable que permitirá a los agricultores introducir datos básicos necesarios para el cálculo de indicadores y realizar consultas comparativas con otros productores. La app recogerá información sobre la unidad de explotación, incluyendo la parcela catastral y características técnicas, con el apoyo de los departamentos de I+D+i de Grupo La Caña.
La app se conectará a un servicio web que almacenará la información en una base de datos SQL y ejecutará algoritmos para calcular HH y HC, siguiendo metodologías reconocidas por instituciones relevantes. Para el cálculo de la HH, se utilizarán directrices de la Water Footprint Network, mientras que para la HC se seguirán las recomendaciones del Ministerio de Transición Ecológica.
Además, se desarrollarán programas para calcular las necesidades de agua y consumo energético, que se validarán mediante datos experimentales de los agricultores. Cualquier sesgo importante en los datos se corregirá mediante comprobaciones experimentales. También se realizarán evaluaciones de riego en explotaciones representativas para medir las pérdidas por evaporación utilizando un dispositivo patentado por el grupo investigador.
se of Mobile Applications:
The project is developing mobile applications specifically designed for farmers. These tools allow farmers to obtain real-time data from their farm and access valuable information about their water and carbon footprint. By using these applications regularly, farmers will be able to make more informed decisions and compare their performance with that of other similar producers.
Detailed Data Recording:
The application allows you to take advantage of the functionalities to record detailed data about your farm. This includes geographic information, technical characteristics of the farm, and data on agricultural practices. The more complete the information, the more accurate the analyses and recommendations you will receive.
Real-Time Monitoring:
The use of visualization tools allows you to see climate and agronomic variables of your farm in real time. This constant monitoring will help you respond quickly to changes in conditions and optimize your irrigation and crop management practices.
Water Footprint Calculation:
GO MARIPOSA allows you to become familiar with water footprint calculation methods based on the Hoekstra methodology and the Water Footprint Network. Farmers can use the available tools to regularly calculate their water footprint and look for ways to reduce it. This will not only benefit the environment but can also result in significant water and cost savings.
Las herramientas digitales pueden ser sus aliadas para mejorar la eficiencia y sostenibilidad de su explotación. Esta guía le ofrece recomendaciones prácticas derivadas del proyecto MARIPOSA.
Utilización de Aplicaciones Móviles:
El proyecto está desarrollando aplicaciones móviles diseñadas específicamente para agricultores. Estas herramientas permiten al agricultor obtener en tiempo real datos de su explotación y acceder a información valiosa sobre su huella hídrica y de carbono. Al utilizar estas aplicaciones regularmente, el agricultor podrá tomar decisiones más informadas y comparar su rendimiento con el de otros productores similares.
Registro Detallado de Datos:
La aplicación permite aprovechar las funcionalidades de las aplicaciones para registrar datos detallados de su explotación. Esto incluye información geográfica, características técnicas de la finca y datos sobre prácticas agrícolas. Cuanto más completa sea la información, más precisos serán los análisis y recomendaciones que reciba.
Monitoreo en Tiempo Real:
El uso de herramientas de visualización permiten ver en tiempo real las variables climáticas y agronómicas de su explotación. Este monitoreo constante le ayudará a responder rápidamente a cambios en las condiciones y a optimizar sus prácticas de riego y manejo de cultivos.
As a farmer, artificial intelligence (AI) technology can be a powerful tool to optimize your practices and reduce your environmental impact. This guide offers practical recommendations drawn from the GO MARIPOSA project on how to leverage advances in AI to improve the management of your water and carbon footprint.
Adoption of AI Technologies:
GO MARIPOSA builds on AI-based systems for your farm. These advanced models can help you accurately predict your water and fertilizer needs, as well as estimate your carbon footprint. By using these tools, the farmer will be able to make more informed and efficient decisions, which can result in significant savings in resources and costs.
Collection of Accurate Data:
The effectiveness of AI models depends on the quality of the data provided to them. Invest in accurate sensors and monitoring systems to collect data on climate, soil, water use, and crop growth. The more detailed and accurate your data, the more useful the AI model's predictions and recommendations will be.
Como agricultor, la tecnología de inteligencia artificial (IA) puede ser una herramienta poderosa para optimizar sus prácticas y reducir su impacto ambiental. Esta guía le ofrece recomendaciones prácticas extraídas del proyecto GO MARIPOSA, sobre cómo aprovechar los avances en IA para mejorar la gestión de su huella hídrica y de carbono.
Adopción de Tecnologías de IA:
GO MARIPOSA se construye sobre sistemas basados en IA en su explotación. Estos modelos avanzados pueden ayudarle a predecir con precisión sus necesidades de agua y fertilizantes, así como a estimar su huella de carbono. Al utilizar estas herramientas, el agricultor podrá tomar decisiones más informadas y eficientes, lo que puede resultar en ahorros significativos de recursos y costes.
Recopilación de Datos Precisos:
La eficacia de los modelos de IA depende de la calidad de los datos que se les proporciona. Invierta en sensores y sistemas de monitoreo precisos para recopilar datos sobre el clima, el suelo, el uso del agua y el crecimiento de los cultivos. Cuanto más detallados y precisos sean sus datos, más útiles serán las predicciones y recomendaciones del modelo de IA.
Adaptación a Condiciones Locales:
Los modelos de IA desarrollados en el proyecto MARIPOSA están diseñados específicamente para cultivos mediterráneos. El agricultor puede utilizar esta especialización utilizando modelos que se ajusten a sus condiciones locales. Esto le permitirá obtener recomendaciones más precisas y relevantes para su explotación específica.
During the first year we have developed the marketing and communication work
for the MARIPOSA project, we have implemented a comprehensive strategy that has
covered both digital marketing and traditional marketing. The objective has been to
maximize the visibility of the project, generate impact on the target audience and position
MARIPOSA as a benchmark project in the field of innovation and care for the
environment within the agricultural sector.
Durante la primera anualidad hemos desarrollado la labor de marketing y comunicación
para el proyecto MARIPOSA, hemos implementado una estrategia integral que ha
abarcado tanto el marketing digital como el marketing tradicional. El objetivo ha sido
maximizar la visibilidad del proyecto, generar impacto en el público objetivo y posicionar
a MARIPOSA como un proyecto referente en el ámbito de la innovación y el cuidado del
medio ambiente dentro del sector agrícola.
During the execution of the project, several scheduled activities were carried out, each of which was thoroughly reviewed by the corresponding person in charge. This review allowed for the identification of areas for improvement and, in the event that the results did not meet expectations, corrective actions were implemented in a timely manner. In addition, periodic meetings were organized with all project partners, where progress in achieving the stated objectives was discussed and problems that arose during the implementation process were addressed.
These meetings fostered a space for collaboration and reflection, which allowed for the analysis of the achievements made and the evaluation of the goals met so far. Through this dynamic, fluid communication was achieved between all participants, facilitating the exchange of ideas and solutions. As a result, significant successes were identified in the implementation of the sensor network, as well as continuous improvement in the processes. Constant review and teamwork were key to keeping the project on track and ensuring the achievement of the established objectives, establishing a solid framework for future phases of the project and strengthening cooperation between the partners involved.
Durante la ejecución del proyecto, se llevaron a cabo varias actividades programadas, cada una de las cuales fue revisada minuciosamente por el responsable correspondiente. Esta revisión permitió identificar áreas de mejora y, en caso de que los resultados no se ajustaran a lo esperado, se implementaron acciones correctivas de manera oportuna. Además, se organizaron encuentros periódicos con todos los socios del proyecto, donde se discutió el avance en la consecución de los objetivos planteados y se abordaron las problemáticas surgidas durante el proceso de implementación.
Estas reuniones fomentaron un espacio de colaboración y reflexión, lo que permitió analizar los logros alcanzados y evaluar las metas cumplidas hasta el momento. A través de esta dinámica, se logró una comunicación fluida entre todos los participantes, facilitando el intercambio de ideas y soluciones. Como resultado, se identificaron éxitos significativos en la implementación de la red de sensorización, así como la mejora continua en los procesos. La revisión constante y el trabajo en equipo fueron clave para mantener el proyecto en la dirección correcta y asegurar el cumplimiento de los objetivos establecidos, estableciendo un marco sólido para futuras fases del proyecto y fortaleciendo la cooperación entre los socios involucrados.
As an agricultural professional, understanding and reducing your water and carbon footprint is not only beneficial for the environment but can also significantly improve the efficiency and profitability of your operation. This guide provides the key outcomes of these activities developed in the MARIPOSA project.
Precipitation and Evapotranspiration Monitoring:
The system developed in MARIPOSA allows for detailed recording of effective precipitation and crop evapotranspiration. This information helps farmers optimize rainwater use (green water footprint) and better plan their irrigation strategies. The project recommends installing a weather station on your farm or using data from nearby stations for accurate measurements.
Irrigation Optimization:
The blue water footprint, representing irrigation water used, is a key area for improvement. MARIPOSA implements efficient irrigation systems such as drip or controlled sprinkler irrigation. The project uses soil moisture sensors and irrigation management programs to apply water only when and where necessary. This not only reduces your water footprint but can also decrease water and energy costs.
Responsible Agrochemical Management:
The grey water footprint is directly related to the use of fertilizers, herbicides, and pesticides. MARIPOSA promotes precision agriculture practices to apply these products more efficiently. It's important to consider using slow-release or controlled-release fertilizers and explore organic alternatives when possible. This not only reduces water pollution but can also improve crop quality and reduce input costs.
Como agricultor, entender y reducir su huella hídrica y de carbono no solo es beneficioso para el medio ambiente, sino que también puede mejorar significativamente la eficiencia y rentabilidad de su explotación. Esta guía proporciona los resultados fundamentales de estas actividades.
Monitoreo de la Precipitación y Evapotranspiración:
El sistema desarrollado en MARIPOSA permite llevar un registro detallado de la precipitación efectiva y la evapotranspiración de sus cultivos. Esta información ayudará a los agricultores a optimizar el uso del agua de lluvia (huella hídrica verde) y a planificar mejor sus estrategias de riego. Considere instalar una estación meteorológica en su finca o utilizar datos de estaciones cercanas para obtener mediciones precisas.
Optimización del Riego:
La huella hídrica azul, que representa el agua de riego utilizada, es un área clave para la mejora. Implemente sistemas de riego eficientes como el goteo o la aspersión controlada. El proyecto utiliza sensores de humedad del suelo y programas de gestión de riego para aplicar agua solo cuando y donde sea necesario. Esto no solo reducirá su huella hídrica, sino que también puede disminuir sus costos de agua y energía.
Manejo Responsable de Agroquímicos:
La huella hídrica gris está directamente relacionada con el uso de fertilizantes, herbicidas y plaguicidas. Adopte prácticas de agricultura de precisión para aplicar estos productos de manera más eficiente. Es importante considerar el uso de fertilizantes de liberación lenta o controlada, y explorar alternativas orgánicas cuando sea posible. Esto no solo reducirá la contaminación del agua, sino que también puede mejorar la calidad de sus cultivos y reducir los costos de insumos.
The results obtained from the deployment of the agricultural sensor network have been satisfactory, with all planned activities completed and confirming the proper functioning of the equipment on the pilot sites in protected crops, subtropical fruit fields, and extensive crops. The installed LoRaWAN network has demonstrated high reliability, allowing real-time data transmission in 95% of cases.
The sensors have accurately captured critical variables such as soil moisture and agroclimatic data, enabling farmers to adjust their irrigation and fertilization practices promptly, optimizing water and nutrient use. Although smart irrigation has not yet been implemented, detailed monitoring has resulted in a 15% reduction in water consumption compared to traditional practices.
These initial results validate the effectiveness of the sensor network and its capacity to provide a useful tool for real-time agricultural management, representing a step towards greater sustainability and efficiency in resource management in the pilot areas.
Los resultados obtenidos en el despliegue de la red de sensorización agrícola han sido satisfactorios, completándose todas las actividades previstas y confirmando el correcto funcionamiento de los equipos en las explotaciones piloto de cultivos protegidos, frutales subtropicales y cultivos extensivos. La red LoRaWAN instalada ha demostrado una alta fiabilidad, permitiendo la transmisión de datos en tiempo real en un 95% de los casos.
Los sensores han capturado con precisión las variables críticas de humedad del suelo y datos agroclimáticos, lo que ha permitido a los agricultores ajustar sus prácticas de riego y fertilización de manera oportuna, optimizando el uso de agua y nutrientes. Aunque no se ha implementado aún el riego inteligente, el monitoreo detallado ha resultado en una reducción del 15% en el consumo de agua en comparación con prácticas tradicionales.
Estos primeros resultados validan la efectividad de la red de sensores y su capacidad para proporcionar una herramienta útil de gestión agrícola en tiempo real, lo que representa un avance hacia una mayor sostenibilidad y eficiencia en la administración de los recursos agrícolas en las áreas piloto.
Contacts
Project coordinator
-
Francisco García García
Project coordinator
Project partners
-
Universidad de Almería. Jesús Francisco García Puertas
Project partner
-
FAECA.Gustavo Díaz Rodenas
Project partner
-
Grupo La Caña. José Antonio Sánchez Pérez
Project partner
-
Opcionalia. Antonio Palos Cid-Fuentes
Project partner