Tecnología | Inteligencia Artificial | 3-Oct-22

IA y tecnología NIR al servicio del tomate

El proyecto MEDITOMATO permite objetivar la calidad de cada tomate aplicando dispositivos basados en tecnología Vis-Nir para mejorar calidad y rendimiento minimizando el desperdicio.

Berta López
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En 2021 se produjeron en el mundo 39.185 millones de kilos de tomate para industria (lo que supone un incremento de algo más del 2% con respecto a 2020 y el tercer año consecutivo de producción al alza)*. Estados Unidos, Italia, China y España son los cuatro principales productores mundiales de tomate, por este orden, mientras que cuatro de los diez principales países productores se ubican en el arco mediterráneo. Pero además de mejorar la producción, la industria afronta retos adicionales como medir la calidad del producto o el nivel de madurez adecuado para el consumo local o para la exportación. Ese es el objetivo de MEDITOMATO, un proyecto que ha desarrollado dispositivos de medición basados en tecnología NIR para mejorar la calidad y rendimiento del cultivo de tomate y reducir el desperdicio.

Los dispositivos de medición desarrollados en el proyecto MEDITOMATO proponen soluciones a estos tres grandes retos del sector y amplían el análisis de la calidad desde el campo hasta la línea de producción, de forma no destructiva y midiendo simultáneamente hasta 7 parámetros de calidad, algo inédito hasta ahora. La tecnología se ha revelado como prometedora y válida, no solo desde el punto de vista de los parámetros físico-químicos sino también por su aplicación comercial.

España produce anualmente unos 3.000 millones de kilos de tomate para industria

Más allá del rendimiento: calidad, madurez, durabilidad…

Teniendo en cuenta que el tomate es una fruta climatérica – es decir, continúa madurando tras su recolección – y que las exportaciones de tomate desde España se dirigen, por este orden, a Alemania, Francia, Países Bajos y Polonia* (lo que supone viajes de entre 3 y 5 días), determinar con la máxima exactitud tanto la calidad como el punto de maduración y la durabilidad de cada tomate tras la recolección es clave para mejorar el rendimiento de la industria y la calidad de cada pieza, así como para reducir al máximo la pérdida y desperdicio.

Estos son algunos de los grandes retos del sector y darles solución ha sido también el objetivo del proyecto MEDITOMATO, una iniciativa coral desarrollada por un consorcio de 10 entidades*, entre las que se encuentra CNTA, en 3 países de la UE (España, Italia y Turquía) y que forma parte de las seleccionadas en la convocatoria PRIMA (Partnership for Research and Innovation in the Mediterranean Area) de 2019.  

Para mejorar la calidad y el rendimiento del tomate y minimizar el desperdicio, se ha apostado por la aplicación de tecnología NIR. Entre las actividades llevadas a cabo se incluye el desarrollo de dispositivos para la medición de la calidad del tomate en campo y en línea sin destrucción de la muestra, un sistema innovador con respecto al tradicional, que es invasivo y limitado (permite medición en campo y en laboratorio, pero no en línea). 

El proyecto MEDITOMATO

Dentro del proyecto MEDITOMATO se han desarrollado dos tipos de dispositivos de medición.
Medición de la calidad del tomate sin destrucción de la muestra.

Durante 36 meses, los participantes en MEDITOMATO se han centrado en desarrollar herramientas online capaces de medir en un máximo de 3 segundos y de forma no destructiva – es decir, el análisis se lleva a cabo conservando intacta la muestra – hasta 7 parámetros relacionados con la calidad del tomate, gracias a la aplicación de tecnología NIR. Esta tecnología permite también procesar más muestras que con el sistema manual tradicional. 

Los parámetros de calidad del tomate (entre los que se encuentran color, ⁰Brix*, grado de madurez, acidez y firmeza) son determinantes para el funcionamiento de la industria, ya que permiten categorizar cada pieza y gestionar los envíos, especialmente cuando se trata de exportaciones. Además de mejorar la calidad del tomate, la tecnología desarrollada en el proyecto permite también mejores soluciones de fertirrigación, dando lugar a un riego más eficiente de las plantaciones.

Predecir la evolución de la calidad del tomate es clave para gestionar las remesas para exportación.

A fin de conseguir los objetivos marcados, dentro del proyecto MEDITOMATO se han desarrollado dos tipos de dispositivos de medición por parte de IK4 TEKNIKER e INGE: uno portable (transportable y que se puede usar en el campo) y otro at-line (desarrollado específicamente para ir acoplado a la línea de producción). Sus modelos de calibración han sido desarrollados por CNTA, centro responsable también de su verificación. 

Se trata de modelos de IA elaborados para cada variedad de tomate y que relacionan la medida espectroscópica con los parámetros finales (color, firmeza…), explica María José Saiz, I+D+i – Responsable de Nuevas Aplicaciones Analíticas en CNTA.

Los resultados

Tras las fases de producción, calibración y demostración – esta última actualmente en desarrollo – las conclusiones son positivas. La tecnología se ha revelado como prometedora y válida, no solo desde el punto de vista de los parámetros físico-químicos sino también por su aplicación comercial. Muestra “una relación entre el espectro NIR y los parámetros muy buena y con errores aceptables” explica María José. Pese a que es necesario robustecer los modelos para alcanzar todavía mejores resultados, la respuesta sobre el terreno está siendo muy buena.

Dispositivo de medición portable (transportable y que se puede usar en el campo) desarrollado en el proyecto MEDITOMATO.
Dispositivo de medición portable (se puede usar en el campo)

De ello da testimonio Grupo La Caña, que ha participado en MEDITOMATO monitorizando tomate cherry desde el campo. Para ello, han medido toda la relación de insumos, fertirrigación, calidad en manejo de cultivo… Una vez dentro de la industria, han medido la calidad del fruto para controlar el producto que llega a destino, todo ello a través de sensores y plataformas virtuales. 

“Hemos podido comprobar que el uso de estos dispositivos de medición con tecnología NIR proporciona un mayor control y eficiencia en los cultivos en materia de ahorro de agua e insumos, haciendo una agricultura más sostenible. Nos ayuda a crear modelos predictivos para tener una mejor toma de decisiones desde campo a cliente. Aunque es necesario seguir investigando en esta línea para tener suficientes datos, nos enriquece mucho estar en un consorcio como este en el que hay tanto empresas como agentes del conocimiento especializados en distintas áreas” explica Beatriz Molina, directora de I+D+i en Grupo La Caña

Impacto en la industria del tomate

Junto con ventajas como medir más rápido la calidad, incluyendo más parámetros – actualmente en la industria se consideran solo ⁰Brix y textura – y minimizando la pérdida al tratarse de medición no destructiva, una de las principales aplicaciones tiene que ver con la objetivación de la calidad de cada tomate en función del grado de madurez y categoría comercial. 

Esta tecnología permite reducir la subjetividad al asignar la categoría comercial del tomate

La tecnología desarrollada permite “reducir la subjetividad a la hora de asignar cada tomate a una categoría comercial, apunta María José. Hasta ahora, esta tarea correspondía únicamente a los técnicos de campo, lo que genera dependencia de la industria hacia este personal cualificado. 
Los dispositivos NIR desarrollados tiene la capacidad de determinar los diferentes parámetros de calidad además de clasificar los tomates en función de su grado de madurez y categoría comercial con errores entre 2 y 25% (dependiendo del parámetro analizado), errores del orden de los que se están obteniendo ahora mismo en la industria pero objetivándolos sobre cada tomate lo cual supone una ventaja sobre  la gestión manual y muestreo parcial que actualmente se realiza.

Se abre la puerta a la doble medición de la calidad, en campo y en línea, lo que mejora la clasificación y gestión de partidas.

MEDITOMATO: Tecnología para objetivar la calidad

Dispositivo de medición at-line (desarrollado específicamente para ir acoplado a la línea de producción) MEDITOMATO
Dispositivo de medición at-line para la línea de producción.

El proyecto incluye además una plataforma de datos como humedad y temperatura en campo e invernaderos, lo que permite hacer una predicción de fertirriego con el objetivo de optimizarlo al máximo. En el contexto actual de sequía y teniendo en cuenta las previsiones a medio plazo, es clave contar con herramientas que permitan optimizar el aprovechamiento de un bien escaso.

De cara al futuro, esta tecnología permite generar un histórico de cultivo del tomate – inexistente hasta el momento – que, mediante la mejora de los modelos de AI, podría ayudar a predecir la calidad futura del tomate en función de factores externos. De este modo se podrían tomar incluso decisiones sobre variedades de cultivo para cada campaña según las previsiones climatológicas, entre otros datos.

Generando calibraciones específicas, las herramientas son extrapolables a otras frutas de alto valor como mango, aguacate y las frutas de hueso.

Próximos pasos

Si bien en fase experimental, desde CNTA consideran que “durante los próximos meses se valorará, dentro del consorcio, la finalización del desarrollo y su posterior industrialización” afirma María José Saiz. Eso sí, siempre que resulte atractiva para productores (grandes y pequeños) e incluso para distribuidores. 

Una vez concluya la campaña de validación, será el momento de valorar cuestiones como los costes de producción a escala de esta tecnología, el mercado o mercados potenciales y el modelo de explotación. “Con el incremento de precios e impacto en las cadenas de suministro, la gestión va a ser cada vez más importante” apunta María José. En ese escenario (no tan) hipotético, esta tecnología tiene mucho que decir.


  1. Según datos del Observatorio Tecnológico del Tomate para Industria – CTAEX.
  2. Datos del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación para 2021, recogidos por Statista.
  3. Entidades integrantes del consorcio que ha desarrollado el proyecto MEDITOMATO: Ingeniería y Control Electrónico S.A. (Coordinador) (España); Centro Nacional de Tecnología y Seguridad Alimentaria CNTA (España); Future Intelligence Ltd (Grecia); Wuppertal Institute (Alemania); ARCA 2010 a.r.l. Soc.Coop. (Italia); Institut National de Recherche en Génie Rural, Eaux et Forêts (Túnez); Bursa Uludag University (Turquía); Grupo Empresarial La Caña, S.L. (España); IK4 TEKNIKER (España); Diadikasia Business Consulting S.A. (Grecia). 
  4. El Brix es una medida de la cantidad de sólidos disueltos que hay en un líquido, que se obtiene a través de una medida refractométrica y se usa sobre todo para medir el azúcar disuelto. Un grado Brix es un gramo de sacarosa en 100 gramos de solución.

Contenido elaborado en colaboración con CNTA

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