El enfoque tecnológico aprovecha las innovaciones constantes del sector agroindustrial para proveer soluciones a los productores, aumentar la producción y reducir el impacto ambiental. Si bien el uso de tecnología no es nuevo para la agricultura, ciertas tecnologías emergentes, como Internet, la robótica y la inteligencia artificial, tienen el potencial de cambiar la agricultura de manera irreconocible. Por eso, a este enfoque también se lo conoce como agricultura 4.0.³⁴La primera fue la transición hacia la agricultura y la ganadería desde la recolección y la caza, la segunda fue la revolución agrícola británica, la tercera fue la Revolución Verde. Gracias a las imágenes satelitales y la enorme potencia en el procesamiento de datos de las computadoras contemporáneas, los agricultores pueden mapear sus cultivos y realizar un diagnóstico más preciso de las zonas que necesitan fertilización. Por ejemplo, los cultivos con deficiencia de nitrógeno muestran un color amarillento o pálido en comparación con las áreas sanas, ya que el nitrógeno es esencial para el crecimiento vegetal y la formación de clorofila. De esta manera, en lugar de esparcir fertilizantes por todo el lote, un software puede identificar los sitios donde se necesita aplicar y evitar así la contaminación por exceso o la extracción de nutrientes por fertilización insuficiente. Con los pesticidas sucede algo similar. En vez de rociar excesivamente los cultivos con cócteles de pesticidas (muchos altamente peligrosos), los productores pueden desplegar drones equipados con cámaras de alta resolución y sistemas de pulverización inteligentes. Estas libélulas mecánicas son capaces de identificar áreas problemáticas antes de que se esparzan y, con una precisión milimétrica, liberar una suave lluvia del pesticida adecuado para acabar con la plaga identificada. La tecnología también está contribuyendo a hacer un uso más eficiente del agua en la agricultura. La colocación de sensores de humedad en el suelo permite monitorear la humedad de la tierra y brindar información en tiempo real sobre las necesidades de riego de los cultivos. Estos datos luego son procesados por sistemas informáticos que calculan la cantidad precisa de agua necesaria, la distribuyen de manera eficiente a través de sistemas de riego de precisión, y evitan el desperdicio. Además, mediante el análisis de datos climáticos, del suelo y de las características de cultivos y animales, se puede optimizar la toma de decisiones de los productores mediante inteligencia artificial. Por ejemplo, con algoritmos sofisticados se pueden predecir condiciones climáticas y determinar las mejores fechas de siembra, o alertar sobre cambios en el entorno que sugieren la aparición de una posible plaga.

Los avances tecnológicos también pueden contribuir a incrementar la producción de la ganadería y reducir su impacto ambiental. Reducir el estrés de los animales se convirtió en una manera de aumentar la productividad, ya que el calor, el frío, la falta de alimento o una infección desvían su energía hacia otros propósitos que no son acumular músculo y grasa, o producir leche o huevos. Así, en la producción de animales en feedlots, como aves, cerdos y vacas lecheras, los sensores y los sistemas automáticos de climatización aseguran que las condiciones ambientales se mantengan constantes. Con cámaras de alta definición y programas de reconocimiento facial se puede monitorear el estado de salud y anticipar una posible infección que comprometa la salud del resto de los animales. Mediante el procesamiento de grandes volúmenes de información bioquímica y genética, es posible ajustar la alimentación de los animales de acuerdo a sus necesidades individuales, y así maximizar la ganancia de peso y reducir los costos. En el caso de los animales criados en campos abiertos, los ganaderos pueden colocar dispositivos que registran los signos vitales y la ubicación de los animales en tiempo real. Los drones y las imágenes satelitales permiten supervisar grandes extensiones de tierra de manera rápida y precisa, proporcionando imágenes para valorar la condición de los pastos y detectar áreas con pastoreo excesivo o insuficiente. Además, existe un arsenal de proyectos tecnológicos que prometen reducir las emisiones de metano del ganado vacuno y así contribuir a disminuir su impacto en el cambio climático. Los más plausibles de comercializarse en el corto plazo son los compuestos que inhiben la producción del gas en el rumen de los animales y las vacunas diseñadas para reducir la cantidad de microbios productores de metano.

Una de las grandes joyas del enfoque tecnológico son las granjas verticales. A diferencia de la agricultura tradicional, las granjas verticales hacen crecer a las plantas en estructuras con múltiples niveles dentro de edificios, contenedores o invernaderos con condiciones ambientales controladas, lo que posibilita el cultivo durante todo el año. La luz solar se reemplaza por focos y las raíces de las plantas extraen lo que necesitan de una solución líquida que tiene una concentración precisa de nutrientes y fluye por un circuito que la recicla constantemente. La ausencia de tierra y el entorno cerrado reduce significativamente el riesgo de plagas, y si aparecen, los sensores pueden identificar de manera temprana cualquier signo de infestación que necesite ser atendida. Esto hace que las granjas verticales sean increíblemente eficientes y requieran menos del 5% del agua, fertilizantes, pesticidas y superficie que una granja tradicional. Una manera de aprovechar aún más los recursos es pulverizando las raíces con la solución de nutrientes en lugar de que estén en remojo constante, método llamado aeroponía (en contraste con la hidroponía). Producir alimentos de manera vertical no es un concepto novedoso, basta pensar en los jardines colgantes de Babilonia y el cultivo en terrazas de los incas. Incluso prácticas parecidas a la hidroponía ya se realizaron en el pasado, como las chinampas de los agricultores aztecas. Pero la tecnología moderna permitió expandir las posibilidades que ofrece esta forma de cultivar.

Desde hace varios años, los mercados de los grandes centros urbanos ofrecen verduras de hoja verde y hierbas aromáticas provenientes de granjas hidropónicas y aeropónicas, pero estos espacios verticales pueden producir más que lechuga, kale y albahaca. Las frutas de arbustos como frutillas, tomates, frambuesas y arándanos se adaptan muy bien al cultivo en estanterías, ya que pueden crecer verticalmente y aprovechar al máximo el espacio disponible. Las hortalizas de raíz como zanahorias, remolachas y rabanitos también pueden cultivarse mediante estos métodos. Además, las granjas verticales son particularmente especiales para producir plantas medicinales como la menta, la lavanda, la salvia y el romero, así como también flores comestibles que les aportan diversidad a las dietas y color a los platos. Al ocupar tan poco espacio, las granjas verticales representan una opción ideal para producir dentro de las grandes ciudades, donde suelen escasear los comercios que ofrecen alimentos frescos. De esta manera, también se acorta la cadena de suministro, lo que reduce el desperdicio y permite mantener la calidad nutricional de la cosecha. En Tokio, la granja vertical Mirai produce una amplia variedad de vegetales de hoja verde, como lechuga, espinacas y kale, con una producción promedio de 10.000 cabezas de lechuga al día. En Singapur, un país pequeño conocido por su limitado espacio agrícola y su imponente despliegue tecnológico, la compañía Sky Greens utiliza un sistema de rieles móviles para cultivar vegetales de hoja verde, como col rizada y espinacas, con una producción de 500 kilos por día. La empresa alemana Infarm desarrolló un sistema de granja vertical que se instala directamente en el lugar de consumo, como en supermercados y restaurantes, lo que reduce la distancia de transporte y garantiza la frescura de los productos.

Sin embargo, hasta el momento, el único tipo de plantas que se cultivan son aquellas que no necesitan ser polinizadas (o que se pueden polinizar artificialmente) y que crecen rápidamente, como la espinaca, que se cosecha en 30 días. Debido a que estos sistemas consumen mucha energía para mantener prendidas las luces y el agua circulando, los cultivos que necesitan más tiempo para crecer, como la calabaza o la cebada, son costosos de mantener y no pueden competir contra el nulo gasto que representan la lluvia y el sol. Pero no existen límites botánicos para las granjas verticales. Cultivar trigo mediante granjas verticales tiene el potencial de producir hasta 200 veces más cantidad de granos que el campo más productivo del mundo (10 toneladas por hectárea y por año). Incluso una planta tan complicada como el arroz puede cultivarse en estos entornos. De hecho, el 12 de febrero de 2022, se realizó la primera cosecha de arroz hidropónico en Singapur, con resultados prometedores para que este país dependiente de las importaciones avance hacia la autosuficiencia. Los árboles frutales son un poco más complicados, pero la ingeniería genética puede proveer soluciones para generar nuevas variedades que se adapten a crecer en las granjas verticales. Por ejemplo, en 2020, el equipo del investigador Choon-Tak Kwon modificó genéticamente una planta de tomate cherry para reducir su tamaño y lograr que los frutos crecieran en racimos como si fuesen uvas, abriendo la puerta para hacer lo mismo con plantas emparentadas, como el kiwi, el pepino y el pimiento.

En ese sentido, las modernas técnicas de edición génica representan el corazón del enfoque tecnológico y ofrecen un mundo nuevo para el mejoramiento genético de los cultivos y el ganado. La biotecnología no se limita sólo a la modificación de semillas y animales, sino que trabaja también con microorganismos para que cumplan ciertas funciones deseadas. Por ejemplo, mediante la aplicación de biotecnología se aumentó la capacidad que tienen ciertas bacterias para capturar el nitrógeno de la atmósfera y convertirlo en una forma aprovechable por las plantas. Estas bacterias se inoculan en las semillas antes de sembrarlas o se aplican directamente en el suelo, y reducen la necesidad de utilizar fertilizantes nitrogenados. Otro ejemplo interesante es la producción de pesticidas biológicos que se obtienen aprovechando las defensas naturales de algunas bacterias, hongos y virus. Este proceso consiste en modificar los organismos para que sinteticen una mayor cantidad del químico deseado, hacerlos crecer dentro de un contenedor especial (un biorreactor) y luego purificar el compuesto listo para aplicarse en el campo. La bacteria Bacillus thuringiensis produce una proteína tóxica específica para ciertas plagas que atacan los cultivos, como las orugas.⁵⁵Mediante ingeniería genética se introdujo el gen de la toxina Bt en algunos cultivos como el maíz y el algodón, con el propósito de reducir el uso de pesticidas. Los hongos Beauveria bassiana y Metarhizium anisopliae infectan y matan insectos perjudiciales para los cultivos, como pulgones, escarabajos, gusanos y moscas. Estos biopesticidas se descomponen rápidamente sin dejar residuos tóxicos y, al ser específicos para los insectos, tienen un impacto mínimo en organismos beneficiosos como abejas y otros polinizadores, depredadores naturales y organismos del suelo. Otra utilidad de los microbios modificados genéticamente es la remediación ambiental. Debido a la amplia utilización de pesticidas en la agricultura convencional, muchos suelos y cuerpos de agua se encuentran contaminados con estas sustancias tóxicas, pero algunas especies de hongos y bacterias pueden degradar los pesticidas y reducir su impacto en el medio ambiente.

El enfoque tecnológico puede ser una opción superadora a la agricultura y la ganadería convencionales: puede ayudar a proveer una considerable cantidad de comida y, a la vez, reducir la huella ecológica asociada a la producción. Sin embargo, es importante reconocer y reflexionar sobre las limitaciones y riesgos que este enfoque conlleva. Uno de los principales obstáculos es el alto costo asociado a la adquisición de los elementos y maquinarias necesarios para tecnificar la producción. Mientras que los productores altamente capitalizados pueden hacer frente a estos gastos, las comunidades campesinas y otros agricultores de pequeña escala se ven excluidos debido a la falta de recursos financieros. Para ellos, embarcarse en una inversión tecnológica implica asumir el riesgo de pedir préstamos y esperar que funcione. De no lograrlo, podrían perder sus tierras y su sustento. Además, los campesinos tienen una menor conectividad con los mercados internacionales donde fluye el dinero, y su pequeña escala productiva no es competencia para los grandes productores que ya dominan la industria agroalimentaria. En la actualidad, el 70% de las tierras agrícolas del mundo pertenece a los establecimientos agropecuarios de más de 50 hectáreas, los cuales representan sólo el 1% del total. En contraste, el 84% de todos los establecimientos agropecuarios tienen menos de 2 hectáreas cada uno, y en total ocupan apenas el 12% de la superficie agrícola. En ausencia de regulaciones que equilibren esta disparidad, el avance tecnológico en la producción de alimentos corre el riesgo de perpetuar y agravar las desigualdades existentes en el sector. 

Otro punto importante a considerar es que los productores podrían perder su autonomía. Además de las empresas que venden semillas mejoradas e insumos como fertilizantes y pesticidas, surgirán nuevas compañías tecnológicas. Estas venderán máquinas y programas informáticos (hardware y software) que requerirán de mano de obra especializada para su mantenimiento y reparación, en muchos casos suministrada por la misma compañía. Los agricultores se encontrarán en una posición vulnerable ante un aumento de precios y la imposibilidad de buscar soluciones por sí mismos. Además, como las empresas tecnológicas están asociadas a la industria alimentaria, muchas de las innovaciones desarrolladas para intensificar la agricultura mediante el uso de tecnología están destinadas a la producción de los cultivos más importantes, como la soja, el maíz, la caña de azúcar o el trigo, lo que contribuye a una simplificación de los métodos de producción y la oferta de alimentos. Por estos motivos, algunos ven el enfoque tecnológico como un caballo de Troya impulsado por empresas biotecnológicas cuya misión es profundizar el modelo de la agricultura intensiva camuflándose de verde. Otro aspecto crítico que no se puede escapar del debate es la fragilidad de estos sistemas frente a desastres. Para tener un sistema de producción de alimentos tecnificado, se necesita de un sistema eléctrico resiliente. Si se produjera una interrupción en el sistema de provisión de energía, las granjas verticales y otras instalaciones agrícolas altamente tecnificadas que dependen de la electricidad y los sistemas de información para su funcionamiento se verían seriamente afectadas. Sin acceso a la energía eléctrica y a la conectividad, los sistemas automatizados de riego, iluminación y control ambiental se paralizarían, y pondrían en peligro la salud y el crecimiento de los cultivos. 

Un tema no menor son los posibles efectos rebote de estas innovaciones tecnológicas y mejoras genéticas. Como mencioné en el capítulo anterior, Norman Borlaug creyó que al aumentar el rendimiento de los cultivos mediante mejoras genéticas y el uso de insumos, se reduciría la demanda de tierras agrícolas y se detendría la deforestación. Sin embargo, sucedió todo lo contrario. No sólo la demanda de alimentos creció, sino que, incluso, el incremento de la eficiencia en la agricultura hizo que una actividad orientada históricamente a proveer alimentos se convirtiera en un área rentable para la producción de biocombustibles, con la soja, el maíz, la caña de azúcar y la palma aceitera como los principales cultivos destinados a ese fin. Preocupados por la potencial escasez de alimentos en el futuro debida al cambio climático, un grupo de investigación de Argentina modificó genéticamente semillas de soja y trigo para hacerlas resistentes a la sequía. Los experimentos demostraron que eran capaces de producir 20% más de granos de soja y 40% más de trigo en condiciones de estrés hídrico en comparación con las variedades que se estaban cultivando. Con semejante éxito, la semilla se patentó y aprobó para su comercialización en Argentina, seguida por Estados Unidos, Brasil, Paraguay y Canadá. Sin embargo, lo que parece una tecnología positiva a simple vista podría tener graves consecuencias a mediano y largo plazo, por ejemplo, la posibilidad de que la dependencia de estas variedades resistentes a la sequía desaliente la implementación de prácticas que busquen conservar la humedad de los suelos, como la siembra directa o el mulching (cubrir el suelo con materiales orgánicos o inorgánicos). Pero existe otra situación más preocupante. En lugar de utilizarse como reservorio para las épocas de sequía —como cuando llega el fenómeno climático de La Niña a la región—, el efecto rebote nos advierte de la posibilidad de que estas nuevas semillas faciliten la expansión de la superficie cultivada hacia zonas usualmente no aptas para la agricultura debido a la escasez de lluvias, a costa de la destrucción de áreas naturales y la alteración de ecosistemas frágiles. Sin ir más lejos, el Gran Chaco —el segundo bosque más grande de América del Sur después de la Amazonía— sufrió una dramática disminución de su superficie a partir del año 2000, después de que el paquete tecnológico compuesto por semillas de soja resistentes al glifosato, el herbicida en cuestión y la siembra directa permitieran expandir la superficie del cultivo. Este ecosistema actuaba como una bomba de agua que mantenía el nivel de las napas bajas; con su desaparición progresiva, las napas comenzaron a subir, lo cual causa inundaciones y salinización de los suelos en las épocas lluviosas, incluso a cientos de kilómetros de distancia. Es cierto que este fenómeno resultó positivo para los productores del centro del país, cuyos cultivos pudieron mantener una alta productividad durante la sequía de los últimos años, gracias al elevado nivel de las napas. Pero en otros sitios, el suelo frágil no apto para la agricultura se degradó velozmente. En una situación ambiental como la actual, es crucial ser cautelosos al adoptar nuevas tecnologías. Las lecciones del pasado nos enseñan que ciertas estrategias que parecen ser soluciones pueden resultar en nuevos desafíos y complicaciones inesperadas.