Un nuevo modelo combina inteligencia artificial y biofísica para predecir el desarrollo de la vid con mayor precisión

La herramienta mejora la gestión del viñedo y reduce el margen de error en la predicción de etapas clave del cultivo

Martes 09 de Septiembre de 2025

Un grupo de investigadores ha presentado un nuevo método para predecir la fenología de la vid, es decir, los momentos clave del desarrollo de la uva como el brote, la floración y el envero. El trabajo, realizado por William Solow y Sandhya Saisubramanian, propone una solución que combina modelos biofísicos tradicionales con técnicas avanzadas de aprendizaje automático. El objetivo es mejorar la precisión de las predicciones y facilitar la toma de decisiones en viñedos, como la programación del riego o la fertilización.

La predicción precisa de la fenología es fundamental para los viticultores. Un error en el cálculo de estos momentos puede afectar tanto al rendimiento como a la calidad de la cosecha. Hasta ahora, los modelos más utilizados se basan en datos históricos y en variables como la temperatura acumulada (modelo GDD), pero suelen ser poco flexibles y no consideran otros factores climáticos relevantes. Por otro lado, los métodos basados en inteligencia artificial requieren grandes cantidades de datos, algo que no siempre está disponible para cada variedad de uva.

El enfoque presentado por Solow y Saisubramanian utiliza una red neuronal recurrente que aprende a ajustar diariamente los parámetros del modelo biofísico según las condiciones meteorológicas observadas. Además, incorpora el aprendizaje multi-tarea, lo que permite compartir información entre diferentes variedades de uva sin perder las particularidades biológicas de cada una. De este modo, el sistema puede mejorar su precisión incluso cuando hay pocos datos disponibles para una variedad concreta.

Para validar su propuesta, los autores han utilizado tanto datos reales como simulaciones. Los datos reales proceden del laboratorio Irrigated Agriculture Research and Extension Center de la Universidad Estatal de Washington, donde se han recogido observaciones diarias sobre 32 variedades de uva desde 1988. También se han empleado modelos sintéticos para simular diferentes escenarios climáticos y comprobar la robustez del sistema ante cambios meteorológicos.

Los resultados muestran que el nuevo método reduce el error medio en las predicciones respecto a los modelos tradicionales y a otros enfoques basados en inteligencia artificial. Por ejemplo, en el caso de la predicción fenológica, el error medio se sitúa por debajo de ocho días, frente a los más de 18 días del modelo GDD clásico. Además, el sistema mantiene la coherencia biológica en sus predicciones: no anticipa etapas imposibles (como un retorno a la dormancia tras el brote) y respeta la secuencia natural del desarrollo del cultivo.

El modelo también ha sido probado en otras tareas agrícolas, como la predicción de resistencia al frío en vides y el rendimiento estacional del trigo. En ambos casos, ha superado a los métodos comparativos tanto en precisión como en consistencia biológica.

Una cuestión relevante para los viticultores es cómo responde el sistema ante condiciones meteorológicas distintas a las habituales. Para ello, los investigadores entrenaron el modelo con datos de Washington y lo evaluaron con datos simulados de Vermont, California y Oregón. El método propuesto mantuvo un nivel bajo de error incluso fuera del entorno original de entrenamiento, lo que sugiere que puede adaptarse a diferentes regiones vitivinícolas.

Otro aspecto analizado es la utilidad práctica para los productores. El estudio muestra que el porcentaje de variedades con errores inferiores a 14 días alcanza el 100% con este método, mientras que con el modelo tradicional solo llega al 18%. Esto indica que un mayor número de viticultores podría confiar en estas predicciones para planificar tareas clave como poda o vendimia.

El sistema desarrollado por Solow y Saisubramanian aporta también ventajas desde el punto de vista interpretativo. Al basarse en parámetros ajustables dentro del modelo biofísico conocido por los agrónomos, facilita entender cómo influyen las variables meteorológicas en cada etapa del ciclo vegetativo.

Está previsto que este método se implemente próximamente en plataformas digitales especializadas para su uso directo por parte del sector agrícola. Los autores señalan que futuras líneas de trabajo incluirán técnicas para calibrar los modelos en tiempo real y estimar la incertidumbre asociada a cada predicción.

La mejora en la predicción fenológica puede tener un impacto directo sobre la gestión diaria del viñedo y sobre la calidad final del vino. Una herramienta más precisa permitirá ajustar mejor las intervenciones agronómicas y responder con mayor eficacia a eventos climáticos inesperados.