Smart Almond: cerrando la brecha del conocimiento y la tecnología para llevar el riego de precisión al cultivo del almendro
Autores:
Rafael Orozco Morán1, José Antonio Jiménez Berni1, Iñigo Prieto Urizar2, José María Cabrera Millán3, Juan José Herrero Carmona3, Laura Hormigo Conde4
1. Departamento de Agronomía, Instituto de Agricultura Sostenible (IAS-CSIC), Córdoba, España.
2. Dolneo Consulting, Córdoba, España.
3. Cortijo La Reina, Córdoba, España.
4. Asociación BALAM API, Córdoba, España.
Resumen
El Grupo Operativo Smart Almond nace con la intención de hacer más sostenible y eficiente el cultivo del almendro, aprovechando las ventajas de la digitalización y el uso responsable del agua. Basándose en experiencias anteriores, que demostraron cómo tecnologías como la teledetección y los sensores ayudan a entender mejor el balance hídrico del suelo y a tomar mejores decisiones de riego, el proyecto busca ahora llevar esta metodología a más fincas piloto que sirvan como ejemplo para otros agricultores. En este artículo se explican los aspectos técnicos de este enfoque y se muestran los resultados obtenidos en una finca comercial, como es el caso del Cortijo La Reina.
Introducción
El almendro ha dejado de ser un cultivo marginal para convertirse en una de las apuestas más dinámicas y tecnificadas del campo andaluz. Con el avance de nuevas plantaciones intensivas y en regadío, especialmente en provincias como Córdoba o Sevilla, el agua se ha convertido en el principal factor limitante. Las necesidades hídricas de estas explotaciones, muy superiores a las contempladas en los planes de dotación, ponen en cuestión su sostenibilidad en un contexto de escasez y presión sobre los recursos. Según los datos provisionales de la Encuesta sobre Superficies y Rendimientos de Cultivos (ESYRCE) de 2024, la superficie de cultivos leñosos en España sigue aumentando progresivamente, alcanzando en 2024 las 5.426.110 hectáreas, lo que supone un incremento respecto a años anteriores . En particular, la superficie de almendro ha experimentado un crecimiento significativo, consolidándose como uno de los cultivos leñosos más importantes del país.
A pesar del desarrollo científico en metodologías de programación de riego, sensores y tecnologías de apoyo a la decisión, sigue existiendo una brecha significativa entre el conocimiento generado y su aplicación práctica en el campo. Muchos agricultores carecen de herramientas accesibles y adaptadas para traducir esos avances en decisiones agronómicas eficientes.
En este contexto, el proyecto Smart Almond propone un modelo de riego tecnificado basado en el balance hídrico, apoyado en una plataforma web y una app móvil pensadas para facilitar la gestión diaria del riego. A través de la integración de datos climáticos, sensores en planta y herramientas de modelización, el proyecto busca cerrar esa brecha y contribuir a una agricultura más eficiente, rentable y sostenible.
El Proyecto Smart Almond se desarrolla bajo la convocatoria de Grupos Operativos de la Asociación Europea para la Innovación en materia de productividad y sostenibilidad agrícolas (AEI-Agri), en el marco del Programa de Desarrollo Rural de Andalucía 2014-2020, financiado por el FEADER y la Junta de Andalucía. El objetivo central es mejorar la eficiencia del riego en el cultivo del almendro mediante herramientas de digitalización que faciliten la toma de decisiones agronómicas.Está impulsado por un consorcio formado por Abecera SL (Cortijo La Reina), BALAM API, la cooperativa COVIDESA y el Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC, combinando experiencia empresarial, cooperativa y científica en una misma iniciativa.
El problema de la programación del riego
Cada campaña, o incluso, cada semana, los agricultores se enfrentan al mismo reto: ¿cuándo y cuánto regar sus parcelas de almendros? Las estrategias son muchas y variadas, incluyendo un riego basado en la experiencia, observando el terreno y el árbol. Desde hace unos años han irrumpido diversas tecnologías que ofrecen nuevas formas o estrategias de riego, como las sondas de humedad de suelo, que se instalan de forma estratégica para observar cuándo el perfil del suelo se va secando, y entonces decidir cuándo regar. Hay quien usa sensores en la propia planta, como los de flujo de savia o de diámetro de tronco, para detectar cuándo el árbol empieza a sufrir de “estrés hídrico”. A pesar de que estas tecnologías pueden ayudar al agricultor a ver más o menos el contenido de agua en el suelo o el estado del cultivo, no nos dicen realmente cuánta agua tenemos que aplicar cada día, o como vamos a repartir la dotación disponible a lo largo de la campaña. Es más, estas tecnologías sólo muestran información de puntos o árboles concretos de la finca y la fiabilidad de la información depende en gran manera de la elección de esos puntos de muestreo. Otras tecnologías, como por ejemplo las imágenes satélite, que sí que permiten estimar la variabilidad espacial de la finca, tienen una limitación muy importante en cultivos leñosos: la resolución de satélites como Sentinel 2, con 10 m de tamaño de píxel, pueden tener problemas a la hora de separar el cultivo del suelo desnudo, la cubierta vegetal o las malas hierbas. Además, algunos de los cambios detectados por la mayoría de los satélites ocurren cuando ya el nivel de estrés es muy importante y el rendimiento se ha visto afectado.
Un estudio recientemente publicado por investigadores del Instituto de Agricultura Sostenible del CSIC (Orozco-Morán et al., 2025), tras cuatro años de trabajo en una de las fincas de Cortijo La Reina, ha evaluado la eficacia de la metodología del balance de agua en el suelo, mejorada con herramientas de teledetección de última generación y combinada con el seguimiento mediante sensores de estrés hídrico en planta. Los resultados son claros: este enfoque no solo parece adecuado para programar los riegos cuando no existen limitaciones de agua, sino que sirve para afinar aún más en condiciones de escasez.
¿Qué es el balance hídrico del suelo?
El balance hídrico no es un concepto nuevo. Se trata de una forma ordenada de llevar las cuentas de cuánta agua tenemos almacenada en el suelo y disponible para el cultivo: cuánta entra (lluvia o riego) y cuánta sale por el consumo del cultivo, por evaporación directa del suelo húmedo, o cuánta se pierde del alcance de las raíces. Así, es posible saber cuánta agua queda disponible en el suelo que sirve para diseñar la programación.
Aunque existen más factores como la escorrentía o el drenaje profundo, las condiciones ambientales que se tienen en el sur de España, y en fincas bien manejadas, hace que éstos factores sean despreciables en la mayoría de los casos. Por eso, en la práctica, el agricultor necesita centrarse principalmente en tres cosas:
- Cuánta agua ha recibido el cultivo: principalmente la lluvia útil que se infiltra y la cantidad de riego que se aplica.
- Cuánta agua ha consumido: es el agua que el árbol «bebe» o transpira, junto con la que se evapora directamente del suelo (lo que se conoce como evapotranspiración, o en su abreviación, ET)
- Cuánta agua queda en el suelo: se trata de la diferencia entre las dos anteriores.
En clima mediterráneo, durante la estación húmeda (invierno e inicio de la primavera), la cantidad de lluvia útil supera a la evapotranspiración, por lo que al inicio de la campaña de riego hay disponible una cantidad de agua almacenada en el suelo, que puede ser parcialmente usada para calcular las necesidades hídricas del cultivo. Esta cantidad, que depende de las características del suelo y de la lluvia invernal, debe ser tenida en cuenta a la hora de programar los riegos, ya que permite reducirlos en relación a la ET sin afectar a la producción del cultivo.
Sabiendo esto, la cantidad de riego puede estimarse como la ET, menos la lluvia y la reserva de agua.
R = ET – Lluvia – Reserva
Cálculo de los componentes del balance hídrico
La cantidad de agua que consume el cultivo, o evapotranspiración (ET), depende de dos factores fundamentales: la demanda evaporativa del ambiente y las características de la plantación.
La demanda evaporativa del ambiente representa la demanda de agua que impone el clima: a mayor temperatura, menor humedad relativa, radiación solar o viento, mayor será la cantidad de agua que «exige» el cultivo. Para normalizar esta demanda ambiental, se crea el concepto de evapotranspiración de referencia (ETo) que representa la evapotranspiración que tendría una superficie estándar basada en una pradera de hierba bien regada y cortada a 12 cm. Por suerte, con tener una estación meteorológica que incluya la radiación solar, es posible estimar ETo. Existen redes de estaciones meteorológicas a nivel nacional como la red SiAR, dependiente del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación y que también se apoya en diversas redes regionales, como la Red de Información Agroclimática de Andalucía (RIA). Además, cada vez más agricultores están instalando estaciones meteorológicas comerciales en sus propias explotaciones. Desde el grupo operativo Smart Almond, y como se ha demostrado en estudios anteriores (Jiménez-Berni, JA et al., 2023), es posible obtener estimaciones de ETo utilizando estaciones meteorológicas comerciales de bajo coste (Figura 1), siempre que estén bien calibradas para medir todas las variables climáticas relevantes. Disponer de una estación meteorológica en la propia finca no solo mejora la precisión de los datos respecto a una estación distante, debido a las variaciones del microclima local, sino que también permite predecir la evolución de la ETo en función de las condiciones meteorológicas previstas. Estos datos locales son fundamentales, ya que la ETo constituye el punto de partida para calcular las necesidades hídricas del cultivo.
El coeficiente de cultivo (Kc) es un factor multiplicador que permite ajustar la demanda evaporativa (ETo) a las necesidades reales del cultivo. No todos los cultivos tienen las mismas necesidades hídricas. En el caso del almendro, depende de factores como el marco de plantación, el tamaño de los árboles, o incluso el nivel de carga. Además, incluso el mismo almendro necesita distintas dosis de riego en diferentes momentos del año. A modo de resumen, podemos establecer que, en cultivos leñosos, el Kc es un parámetro que depende principalmente del tamaño de los árboles y de su estado fenológico.
De esta forma, podemos calcular el consumo de agua del cultivo (ETc) con una fórmula muy sencilla:
ETc = ETo x Kc
Donde ETo es la evapotranspiración de referencia, y Kc el coeficiente del cultivo. Ahora bien, la ETo la podemos obtener fácilmente a partir de una estación meteorológica, sin embargo, obtener el Kc puede ser algo más complicado, pues tendríamos que cuantificar el tamaño de los árboles en la plantación.
Tradicionalmente, el tamaño de la copa de los árboles se ha estimado manualmente mediante varas y pértigas, midiendo uno o varios ejemplares representativos de la finca. También es posible usar fotografías aéreas. Sin embargo, en los últimos años ha irrumpido en el ámbito agrícola una tecnología especialmente prometedora para agilizar y mejorar la precisión de estas mediciones: el LiDAR (Light Detection and Ranging). El LiDAR (Figura 3) es una tecnología de medición láser que permite generar mapas tridimensionales del entorno con gran precisión. Aunque no es una tecnología nueva, su desarrollo y masificación en el sector de la conducción autónoma ha facilitado su incorporación en el ámbito agrícola (Figura 4).
En trabajos previos al grupo operativo, se ha empleado esta tecnología para estimar el coeficiente de cultivo y las necesidades de riego usando LiDAR para la estimación de Kc. En el proyecto Smart Almond, se ha utilizado LiDAR montado sobre drones (Figuras 3 y 4) y, en aquellas fincas donde las restricciones aéreas por la proximidad de aeropuertos lo han impedido, también sobre vehículos terrestres. Esta tecnología propuesta por el grupo, ha permitido obtener modelos detallados de la arquitectura real de la plantación (Figura 5), a partir de los cuales se puede calcular un coeficiente de cultivo (Kc) mucho más preciso y adaptado a cada árbol, lo que permite estimar de forma teórica las necesidades hídricas individuales de cada planta de la finca (Orozco-Moran et al., 2025).
Aunque la tecnología actual permite estimar las necesidades hídricas de cada árbol de forma individual, aplicar un riego personalizado a esa escala resulta inviable en la práctica. Por ello, para aprovechar esta información en la optimización del uso del agua, se elaboran planes de riego ajustados a unidades mínimas de gestión, que habitualmente corresponden a los sectores o turnos de riego establecidos en la finca.
Es importante señalar que esta metodología permite estimar las necesidades totales del cultivo, pero es habitual que la disponibilidad de agua sea menor a dichas necesidades, por lo que es necesario establecer un riego deficitario en base una reducción de la ETc (riego deficitario sostenido) o en el que se recorta el riego durante fases del cultivo donde la planta en menos sensible al estrés hídrico, proporcionando las necesidades reales en los periodos críticos (riego deficitario controlado).
Medir la temperatura de la planta como indicador de estrés
La aplicación de un riego deficitario, sobre todo en el caso del regulado, necesita contar con herramientas que permitan cuantificar el nivel de estrés del cultivo para evitar un impacto excesivo del déficit hídrico que conlleve pérdidas importantes de rendimiento. Incluso en el caso de riego no deficitario, la monitorización del estado hídrico del cultivo permite corregir posibles desviaciones en las estimaciones de los componentes del balance hídrico. Esta monitorización es posible gracias a herramientas como la medida de temperatura del árbol con sensores infrarrojos térmicos. Un árbol bien hidratado transpira a través de sus hojas, lo que enfría su copa. Cuando empieza a sufrir déficit hídrico, cierra sus estomas para conservar agua, detiene la transpiración y su temperatura aumenta.
En el proyecto Smart Almond se emplean sensores infrarrojos de temperatura, desarrollados por investigadores del CSIC, instalados sobre mástiles que apuntan a la copa de árboles representativos de cada sector de riego (Figura 6). Estos sensores registran la temperatura del dosel y, junto con datos de temperatura y humedad del ambiente, permiten calcular indicadores de estrés , como el índice CWSI (Crop Water Stre
ss Index), una medida estandarizada del estado hídrico de la planta (Idso et al., 1981; González-Dugo, V. et al., 2019, 2020; Orozco-Morán et al., 2025). El CWSI funciona como indicador del estado hídrico en el que valores cercanos a 0 indican ausencia de estrés y 1 un estrés severo, lo que permite establecer valores de referencia o umbrales de estrés de una forma sencilla. Gracias a esta tecnología, el propio árbol se convierte en un sensor biológico que informa, en tiempo real, de su nivel de confort hídrico. Combinando el cálculo preciso de las necesidades de riego estima
dos a partir del LiDAR, y estos sensores, que permiten conocer en tiempo real el nivel de estrés hídrico en los diferentes sectores de riego de la finca, es posible redistribuir y ajustar las dosis de riego, optimizando el uso del agua disponible y mejorando la eficiencia del sistema.
Aunque la tecnología actual permite estimar las necesidades hídricas de cada árbol de forma individual, aplicar un riego personalizado a esa escala resulta inviable en la práctica. Por ello, para aprovechar esta información en la optimización del uso del agua, se elaboran planes de riego ajustados a unidades mínimas de gestión, que habitualmente corresponden a los sectores o turnos de riego establecidos en la finca.
Es importante señalar que esta metodología permite estimar las necesidades totales del cultivo, pero es habitual que la disponibilidad de agua sea menor a dichas necesidades, por lo que es necesario establecer un riego deficitario en base una reducción de la ETc (riego deficitario sostenido) o en el que se recorta el riego durante fases del cultivo donde la planta en menos sensible al estrés hídrico, proporcionando las necesidades reales en los periodos críticos (riego deficitario controlado).
Medir la temperatura de la planta como indicador de estrés
La aplicación de un riego deficitario, sobre todo en el caso del regulado, necesita contar con herramientas que permitan cuantificar el nivel de estrés del cultivo para evitar un impacto excesivo del déficit hídrico que conlleve pérdidas importantes de rendimiento. Incluso en el caso de riego no deficitario, la monitorización del estado hídrico del cultivo permite corregir posibles desviaciones en las estimaciones de los componentes del balance hídrico. Esta monitorización es posible gracias a herramientas como la medida de temperatura del árbol con sensores infrarrojos térmicos. Un árbol bien hidratado transpira a través de sus hojas, lo que enfría su copa. Cuando empieza a sufrir déficit hídrico, cierra sus estomas para conservar agua, detiene la transpiración y su temperatura aumenta.
En el proyecto Smart Almond se emplean sensores infrarrojos de temperatura, desarrollados por investigadores del CSIC, instalados sobre mástiles que apuntan a la copa de árboles representativos de cada sector de riego (Figura 6). Estos sensores registran la temperatura del dosel y, junto con datos de temperatura y humedad del ambiente, permiten calcular indicadores de estrés , como el índice CWSI (Crop Water Stress Index), una medida estandarizada del estado hídrico de la planta (Idso et al., 1981; González-Dugo, V. et al., 2019, 2020; Orozco-Morán et al., 2025). El CWSI funciona como indicador del estado hídrico en el que valores cercanos a 0 indican ausencia de estrés y 1 un estrés severo, lo que permite establecer valores de referencia o umbrales de estrés de una forma sencilla. Gracias a esta tecnología, el propio árbol se convierte en un sensor biológico que informa, en tiempo real, de su nivel de confort hídrico. Combinando el cálculo preciso de las necesidades de riego estimados a partir del LiDAR, y estos sensores, que permiten conocer en tiempo real el nivel de estrés hídrico en los diferentes sectores de riego de la finca, es posible redistribuir y ajustar las dosis de riego, optimizando el uso del agua disponible y mejorando la eficiencia del sistema.
La realidad del campo es que no todos los árboles son iguales. Dentro de una misma finca puede existir una gran variabilidad en el tamaño de las copas, el estado vegetativo o las condiciones microclimáticas, como la exposición al viento, la pendiente o la sombra. Por eso, seguir aplicando el riego de forma uniforme, como si todos los árboles tuvieran las mismas necesidades hídricas, supone una pérdida de eficiencia.
Replantear la planificación del riego con un enfoque más ajustado, basado en la variabilidad interna de la finca, permite una distribución del agua mucho más inteligente. Aunque la unidad mínima de actuación en la mayoría de los casos sigue siendo el sector o turno de riego, adaptar las dosis a las características reales de cada zona aporta un importante margen de mejora.
De hecho, investigadores del CSIC han demostrado que, sin necesidad de aumentar la cantidad total de agua aplicada, simplemente reorganizando el riego en función de esta variabilidad, es posible mejorar el rendimiento entre un 15 y un 20%. Una mejora considerable, lograda con cambios técnicamente viables y asumibles desde el punto de vista operativo y cuyos datos serán publicados próximamente.
Hacia un riego de precisión real y rentable
La gestión eficiente del agua se ha convertido en un desafío clave para el futuro de la agricultura. Afortunadamente, hoy existen herramientas y conocimientos que permiten dejar atrás el riego basado en la intuición, avanzando hacia un manejo de precisión fundamentado en datos. A pesar de la adopción de nuevas tecnologías, como las sondas de humedad de suelo, por parte de muchas fincas comerciales, todavía existe un amplio desconocimiento de metodologías básicas, como el balance hídrico, que permiten una planificación del riego sólida y relativamente sencilla. Desde la administración pública, ya se ofrecen gratuitas que permiten calcular las necesidades hídricas en almendro, como la aplicación “Riego Almendro” del IFAPA o “SiAR App” del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Sin embargo, estas aplicaciones están limitadas a las redes de estaciones agroclimáticas oficiales y no permiten todavía la integración de datos de otros sensores.
Desde el Grupo Operativo Smart Almond, se propone difundir y transferir la metodología avanzada basada en un balance hídrico que integra información climática local (ETo), estimaciones precisas del coeficiente de cultivo (Kc) mediante LiDAR y monitorización del estado hídrico de la planta con termografía e índices como el CWSI. Esta metodología se ha implementado en cinco fincas piloto de almendro en el Valle del Guadalquivir, que servirán de demostradores y permitirán validar la metodología en plantaciones de varias edades y condiciones específicas. Mediante una plataforma web, agricultores y técnicos pueden acceder a los datos en tiempo real de estaciones meteorológicas y sensores. Además, gracias a la caracterización de las fincas con LiDAR, es posible el cálculo de las dosis de riego para cada turno o sector de riego en base a los coeficientes de cultivo estimados.
Además de las pruebas piloto, se ha generado material de divulgación general, accesible desde la página web del Grupo Operativo. El objetivo es hacer llegar al máximo número de usuarios las bases de riego basado en balance de agua y cálculo de coeficientes de cultivo del almendro, además de cubrir diversos aspectos de la metodología y tecnologías empleadas. También se espera lanzar una versión pública de la plataforma web de programación de riego desarrollada por el IAS-CSIC.
La experiencia acumulada durante estos años y los resultados experimentales confirman que una programación del riego basada en el balance de agua en el suelo y cálculos de necesidades hídricas constituye una metodología sólida, práctica y contrastada en condiciones reales. Así lo demuestra el caso de la finca Cortijo La Reina, donde esta estrategia ha permitido ajustar el riego a las necesidades reales del cultivo, optimizando el uso del agua sin comprometer la producción. Esta forma de entender el riego permite ahorrar recursos, reducir costes energéticos, minimizar el impacto ambiental, y aumentar la resiliencia del cultivo frente a la sequía. La clave está en conocer con precisión la demanda hídrica del almendro y adaptar la planificación del riego a la variabilidad interna de cada finca.
Financiación
El estudio ha sido desarrollado por subvencionado por las Ayudas a Grupos Operativos de la Asociación Europea de Innovación (ARI) en materia de productividad y sostenibilidad agrícolas. Convocatoria 2022 Orden de 7 de julio de 2020. Nº GOPG-SE-23-0033.
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