EOSDA Monitoriza El Carbono Secuestrado Con IA Y ML

¿Cómo Funciona Realmente Este Modelo?

Oleksii Neskorovnyi: Hemos desarrollado una solución para la evaluación del carbono orgánico del suelo con dos modelos de aprendizaje automático para mejorarlo con el tiempo. El primer modelo evalúa la distribución espacial del carbono orgánico del suelo en función de la cubierta terrestre, utilizando muestras físicas del suelo como base, y se utiliza como referencia necesaria para reclamar solicitar créditos de carbono. El segundo predice los cambios en el contenido de carbono del suelo a lo largo del tiempo. Se utiliza para que las empresas agrícolas evalúen sus perspectivas futuras en términos de secuestro de carbono.

Nuestro enfoque se basa en RothC, que es un modelo que caracteriza la descomposición del carbono orgánico en suelos superficiales no sujetos a encharcamiento, teniendo en cuenta factores como el tipo de suelo, la temperatura, los niveles de humedad y la cubierta vegetal en este proceso ^{Rothhamsted Carbon Model (RothC): Understanding Soil Carbon Dynamics.}. Para garantizar una mayor precisión y exactitud, complementamos este modelo con una serie de parámetros complementarios, como características topográficas, factores ecológicos y las técnicas de gestión del suelo. EOSDA también ha mejorado el modelo RothC al permitir predicciones de carbono para cualquier lapso de tiempo dentro del periodo típico de 20 años, a diferencia de la versión de código abierto limitada a predicciones únicamente a 20 años.

¿En Qué Beneficia El Modelo A Nuestros Clientes?

Regina Urazmanova: La principal ventaja es que las empresas agrícolas pueden generar una nueva fuente de ingresos, los créditos de carbono, y al mismo tiempo ahorrar hasta un 90% en muestras de suelo a partir del segundo muestreo. Otra ventaja es que el modelo simplifica el trabajo del cliente. El laboratorio analiza las muestras de suelo y el cliente nos envía los resultados. Nosotros los procesamos para calcular los niveles de carbono actuales y previstos. Al final del proceso, el cliente recibe un informe con las cifras del contenido de carbono.

Oleksii Neskorovnyi: Utilizamos imágenes de alta resolución y datos de código abierto de Landsat, Sentinel y otros satélites para nuestros análisis. Podemos utilizar una resolución de 10 metros por píxel para la modelización. Los datos, como las peculiaridades del terreno y los datos de entrada, influyen significativamente en los resultados, ya que la cubierta terrestre y el relieve influyen en el nivel de carbono y pueden modificar los requisitos del modelo. También proporcionamos datos importantes para una gestión agrícola precisa, empezando por la zonificación y los informes meteorológicos, y terminando con el análisis de la humedad del suelo. Parte de esa información también es necesaria para el modelo. EOS Data Analytics se enorgullece de elaborar informes precisos y en los plazos previstos con información de calidad para nuestros clientes.

Regina Urazmanova: En cuanto a los beneficios en términos de reducción de los efectos del cambio climático, nuestro modelo permite evaluar si las prácticas de agricultura regenerativa funcionan correctamente. La conservación del suelo, así como otras prácticas, tienen como objetivo restaurar los ecosistemas y mitigar los efectos de los gases de efecto invernadero sobre el clima. No debemos olvidar este beneficio inicial.

¿Qué Datos Son Necesarios Para Calcular El Secuestro De Carbono?

Regina Urazmanova: Para que el modelo funcione correctamente, utilizamos un amplio conjunto de datos y hasta 140 predictores más. Entre ellos se incluyen datos climáticos, datos de satélite ópticos y de radar, DEM (modelo digital de elevación) y sus parámetros derivados, e información sobre el suelo.

El conjunto de datos debe abarcar las condiciones meteorológicas, las características del suelo y el relieve, índices de vegetación y diversos datos obtenidos mediante satélite, incluida la información sobre la cubierta terrestre. Como somos una empresa que trabaja con imágenes de satélite, nos basamos en gran medida en nuestros propios resultados e informes, y la mayoría de los datos proceden de nosotros. Los datos de los clientes también son muy importantes para la modelización, ya que los datos reales del suelo hacen que el modelo sea más preciso.

Si Una Empresa Agrícola Quiere Iniciar El Proceso De Obtención De Créditos De Carbono, ¿Por Dónde Debe Empezar?

Oleksii Neskorovnyi: Algunas empresas asumen el papel de promotores de proyectos de carbono al iniciar el proceso de secuestro de carbono, tras entrar en el mercado de los créditos de carbono. También hay empresas con el mismo nombre, promotores de proyectos de carbono, que se especializan en prácticas de secuestro de carbono. El muestreo del suelo del terreno durante varios años debería ser el primer paso y los datos históricos, como las muestras de años anteriores, sirven perfectamente para ese fin. Es importante que el promotor de un proyecto de carbono comprenda que este proceso puede ser bastante largo, por lo que es esencial prepararse para el compromiso de tiempo que implica. A continuación, las muestras de suelo se envían al laboratorio, que debe analizarlas, así como la cantidad de carbono y, como Regina ha mencionado anteriormente, la cantidad de arcilla. A continuación, hay que recopilar los datos de empresas como EOSDA, que ofrecen servicios de monitorización del carbono orgánico del suelo.

A continuación, nuestro equipo inicia el proceso de modelización del carbono del suelo. Tenemos que buscar y descargar o procesar conjuntos de datos iniciales para los datos meteorológicos, el tipo y la composición del suelo, el modelo del terreno, los datos de la cubierta vegetal o del uso del suelo, los datos de los cultivos, las muestras de suelo, etc. En este proceso, utilizamos fuentes de datos abiertas, datos gubernamentales, registros del cliente en cuestión en la plataforma EOSDA Crop Monitoring e información proporcionada por ellos. Podemos empezar con una prueba piloto a partir de 1.000 hectáreas o 2.470 acres de terreno. El siguiente paso es procesar los datos, ajustar el modelo al lugar donde se realiza esa prueba inicial y calcular el carbono orgánico del suelo.

Regina Urazmanova: Luego pasamos a calcular la distribución espacial del carbono orgánico del suelo y a validar los resultados con las muestras de suelo. Esta etapa es apasionante porque en ella se llevan a cabo algunos de los trabajos más críticos, como la calibración de los modelos para garantizar que nuestros resultados sean lo más precisos posible. Opcionalmente, para los clientes que requieren una predicción y desean ahorrar hasta un 90% en las próximas muestras de suelo, podemos refinar nuestro análisis ajustando el contenido en función de los predictores elegidos y la distribución espacial mediante el modelo RothC. Esto significa que podemos comparar el análisis inicial de la muestra de suelo con predicciones futuras de carbono orgánico del suelo para, por ejemplo, estimar los posibles créditos de carbono para el cliente o evaluar si las prácticas de secuestro de carbono están funcionando.

Es esta fase de confección y validación de nuestras predicciones la que da vida al proyecto, ofreciendo datos tangibles que pueden influir en las decisiones del mundo real. A continuación, tenemos que validar los resultados en el periodo seleccionado. El último paso es preparar el informe.

Habéis Mencionado Las Muestras De Suelo. ¿Cómo Analiza Exactamente EOSDA El Suelo Y Se Ha Probado Alguna Vez El Modelo?

Oleksii Neskorovnyi: En primer lugar, un laboratorio local, que tiene conocimientos mucho más específicos tanto sobre cómo y cuándo tomar las muestras como sobre cómo evaluarlas adecuadamente, realizará el análisis. Me gustaría subrayar que no es necesario que las empresas agrícolas envíen las muestras a EOS Data Analytics. Trabajamos con informes listos para usar de dichas instituciones.

En segundo lugar, las muestras de suelo que requiere nuestro modelo son con contenido de arcilla. La arcilla tiene una gran superficie y está cargada negativamente, lo que le permite atraer y retener agua y nutrientes. Esta propiedad influye en los niveles de humedad del suelo, afectando a la actividad microbiana y a la descomposición de la materia orgánica, aspectos ambos fundamentales para la dinámica del secuestro de carbono. Además, la arcilla desempeña un papel importante en la protección de la materia orgánica frente a la descomposición mediante procesos como la protección física y la estabilización química. Esta estabilidad afecta a la tasa de renovación de la materia orgánica y, en última instancia, a los niveles de carbono orgánico en el suelo. Por este motivo, examinamos detenidamente el contenido de arcilla en las muestras de suelo. La cantidad mínima requerida de muestras de suelo ha de ser de una muestra por cada 4-5 hectáreas (o 9-12 acres) para obtener la máxima precisión. Las muestras deben incluir el carbono orgánico del suelo, el contenido de arcilla, los datos de densidad aparente y una georreferencia.

Regina Urazmanova: Así es como EOSDA utiliza los datos del suelo en el modelo SOC. Modelizamos la materia orgánica de la muestra de suelo basándonos en el análisis del suelo. El resultado del modelo proporciona un cálculo del carbono orgánico del suelo más amplio que el informe de laboratorio de una muestra de suelo. Nuestro análisis incorpora factores adicionales, como el clima, la meteorología y otras variables, lo que aumenta la precisión de la cartografía de la distribución del carbono.

Oleksii Neskorovnyi: Por el momento, hemos probado el modelo en Australia con AgriProve, el desarrollador de tecnología de carbono para suelos que más rápido crece en Australia y socio nuestro desde 2022. Hemos colaborado en un proyecto de dos años financiado por el Gobierno australiano con una subvención de 9,2 millones de dólares. En el marco de este proyecto, estamos desarrollando una tecnología para utilizar diversos índices calculados a partir de imágenes de satélite ópticas y de radar. También utilizamos una amplia gama de predictores, es decir, variables derivadas de diversas fuentes, entre ellas mapas digitales de elevación y sus derivados, así como indicadores bioclimáticos y características del suelo.

Los análisis de carbono orgánico de los laboratorios se utilizan para calcular directamente el contenido orgánico del suelo o se integran en el modelo RothC.

El proyecto pretende establecer un diseño comercial de agricultura orgánica del suelo, regenerando la agricultura y secuestrando carbono a gran escala. De este modo, el Proyecto carbono (The Carbon Project) permite a las empresas agrícolas generar ingresos a partir de actividades de reducción del carbono y asegurarse una rentabilidad sostenible en el mercado australiano.

¿Qué Tipos De Suelo Pueden Secuestrar Carbono?

Regina Urazmanova: Cada tipo de suelo secuestra el carbono de forma diferente. Estudios recientes sugieren que los suelos de tierra parda y de pradera, por ejemplo, tienen una capacidad de almacenamiento de carbono significativamente mayor ^{Balasubramanian, D., Zhou, W.-J., Ji, H.-L., Grace, J., Bai, X.-L., Song, Q.-H., Liu, Y.-T., Sha, L.-Q., Fei, X.-H., Zhang, X., Zhao, J.-B., Zhao, J.-F., Tan, Z.-H., & Zhang, Y.-P. (2020). Environmental and management controls of soil carbon storage in grasslands of southwestern China. Journal of Environmental Management, 254, 109810. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.109810.}. La arcilla del suelo es lo que más importa para la modelización del carbono orgánico del suelo. Dicho esto, el tipo de suelo es sólo uno de los factores que influyen en la captura de CO2. El entorno tipográfico, el clima y la meteorología también desempeñan un papel significativo. Lo más importante aquí es, sin duda, el trabajo realizado sobre el terreno.

¿Qué Otros Servicios Prestan Para Ayudar A Las Empresas Agrícolas En Sus Proyectos De Carbono?

Oleksii Neskorovnyi: El carbono orgánico requiere varias condiciones para almacenarse en el suelo. Una de esas condiciones está en la presencia de cultivos perennes, que secuestran más CO2 que los anuales. Los cultivos de cobertura y el abandono de las prácticas de labranza también figuran entre esas condiciones. Las empresas agrícolas cuidan su suelo de muchas maneras y obtener créditos de carbono gracias a ello es un buen extra ^{Bedord, L. (2023, April 20). The truth about soil’s ability to sequester carbon. Successful Farming.}. EOS Data Analytics está aquí para proporcionar servicios adicionales que pueden mejorar la salud del suelo y, además, enriquecerlo con carbono.

Ofrecemos dos soluciones personalizadas para mejorar los servicios de modelización de SOC que prestamos a nuestros clientes: la detección de los límites del campo y la clasificación de los tipos de cultivo. Profundicemos un poco más en cada una de ellas. Los límites de campo nos ayudan a definir el tamaño del campo y a determinar sus límites, lo que ahorra mucho tiempo a nuestros clientes a la hora de proporcionarnos datos sobre las zonas a monitorizar. Esta solución personalizada puede utilizarse si el cliente no puede proporcionar los límites en formato digital o cuando la superficie es tan grande que resulta más fácil clasificarla desde el espacio. La clasificación de los cultivos es necesaria, ya que los distintos cultivos tienen diversas capacidades de secuestro de carbono. Cuando el territorio es lo suficientemente grande, clasificar manualmente los cultivos puede llevar mucho tiempo, y aquí es donde la solución personalizada de EOSDA ayuda a reducir dicho tiempo. La rotación de cultivos es una práctica de secuestro y el historial de cultivos plantados también importan. Nuestra solución también puede identificar la presencia de cultivos de cobertura. Nuestras soluciones a medida simplifican y automatizan la importante cantidad de trabajo que los promotores de cualquier proyecto de carbono tiene que realizar a lo largo de todo el proceso.

Exceptuando estos dos requisitos principales, podemos ayudar a las empresas agrícolas con servicios adicionales que pueden garantizar el cumplimiento de sus objetivos de secuestro de carbono. La estimación del rendimiento (biomasa), como parte de la solución personalizada de predicción del rendimiento, es uno de ellos. Esta solución nos permite predecir el rendimiento estimado en el campo del cliente, ya que la estimación se basa en tendencias de datos históricos. Otra herramienta es la detección de la labranza. El método de no labranza o siembra directa protege la tierra de la erosión y, en consecuencia, evita que se escape el carbono. Nuestras capacidades de teledetección ayudan a los promotores de proyectos de carbono a ahorrar tiempo al permitirles verificar a distancia que se mantienen las normas de labranza del suelo, eliminando la necesidad de frecuentes visitas al campo.

La última característica relacionada con el carbono en la modelización del carbono orgánico del suelo que probablemente sea de mayor interés para los desarrolladores de proyectos de carbono es la elaboración de informes. Cualquier proyecto de carbono implica una gran cantidad de información, que comprende datos históricos de campo sobre cultivos, uso de fertilizantes, prácticas agrícolas regenerativas, secuestro de carbono (incluida la base de referencia inicial) y mucho más. La elaboración de informes es el método más sencillo de transmitir la información del proyecto a otras partes interesadas. Nuestros informes son totalmente personalizables en función de las necesidades del cliente.

¡Es Genial! ¿Qué Otras Ventajas Pueden Compartir Con Los Clientes? ¿Cuáles Son Los Planes De Desarrollo De La Solución SOC De La Empresa?

Regina Urazmanova: En la actualidad estamos recibiendo numerosas solicitudes de nuevos proyectos por parte de clientes potenciales. Hay una demanda considerable en la modelización del carbono orgánico del suelo. La tramitación de las solicitudes y la comunicación con los clientes nos permiten conocer mejor sus necesidades y cómo podemos ayudarles. Tenemos previsto perfeccionar nuestros productos y soluciones en función de las necesidades de cada cliente en los distintos mercados hasta la fecha.

Nos dimos cuenta de que tenemos un cuello de botella, ya que no todos los clientes disponen de muestras de suelo o de la capacidad para extraerlas antes de iniciar su proyecto de carbono. Para resolver ese problema, a nuestro equipo se le ocurrió la idea de encontrar socios locales en diversas regiones. Esto nos permite garantizar la calidad de los datos, aumentar la velocidad de producción y recopilar datos en un formato que se adapta perfectamente a nuestro modelo SOC. Por ello, invitamos a cualquier laboratorio especializado en el análisis de suelo interesado en cooperar a que se ponga en contacto con nosotros a través de sales@eosda.com.