Anexo Principales ámbitos y tendencias de innovación

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1 Anexo Principales ámbitos y tendencias de innovación

2 ANEXO: Principales ámbitos y tendencias de innovación Para dar respuesta a las demandas del sector, en un momento de profundos cambios tecnológicos y no tecnológicos a escala global, se ha considerado preciso identificar las principales tendencias de innovación e investigación. Su presentación se expone por medidas y retos, para cada una de las líneas de I+D+i donde se han integrado las necesidades del sector. A continuación se muestran de manera indicativa, para cada una de las 72 líneas en que se han clasificado las necesidades del sector a lo largo de la cadena, una serie de ámbitos de I+D+i de interés agroalimentario y forestal. Se pretende con ello: Interesar a los agricultores, ganaderos, asesores, empresas, cooperativas y otros agentes, sobre las nuevas oportunidades de cambio que pueden derivarse del proceso en curso de I+D+i agroalimentaria y forestal que se está realizando en la actualidad a nivel nacional e internacional. Animar a otros sectores y ámbitos tecnológicos y no tecnológicos, distintos del agroalimentario a participar en el avance del sector, entre ellos, a los inversores financieros y al capital riesgo. Sentar las bases de conocimiento, en torno a las cuales conformar en el marco del Programa las redes especializadas de impulso de la innovación en el sector. Lo cual debe facilitar la puesta en marcha, de las redes temáticas de la Asociación Europea para la Innovación (AEI). Este laborioso proceso, se ha llevado a cabo con el inestimable apoyo de las direcciones generales de la Secretaría General de Agricultura y Alimentación y de la Secretaría de Estado de Medio Ambiente (SEMA) del MAGRAMA; del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentación (INIA); del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC); de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos de Madrid; de la Federación de Industrias de Alimentación y Bebidas (FIAB); de las Empresas Públicas TRAGSA y MERCASA; del Ministerio de Sanidad, Servicios Sociales e Igualdad, y de la Agencia Española de Seguridad Alimentaria y Nutrición (AESAN). 2

3 MR1. Conservación y gestión integral y eficiente de los recursos naturales utilizados por el sector. Adaptación y mitigación del cambio climático. Incluye la gestión sostenible de los ecosistemas agroforestales, la mejora de la eficiencia en el uso de los recursos, especialmente los hídricos y energéticos, la evaluación, adaptación y mitigación del cambio climático, la lucha contra la erosión, la mejora de la fertilidad del suelo, la conservación de los recursos genéticos y el mantenimiento de la biodiversidad. Retos 1. Avanzar en la gestión sostenible de los ecosistemas agroforestales. 2. Mejorar la eficiencia en el uso de los recursos hídricos. 3. Actuar sobre las causas, mitigar los efectos y adaptarse al cambio climático. 4. Luchar contra la erosión de los suelos y mejorar su fertilidad. 5. Conservar los recursos genéticos y preservar la biodiversidad. 3

4 RETO 1: Avanzar en la gestión sostenible de los ecosistemas agroforestales El buen estado de salud de un ecosistema se alcanza, cuando dispone de capacidad para responder a diferentes perturbaciones externas (resiliencia). Para conocer los límites y el uso sostenible, de los ecosistemas agrarios y forestales, se requiere conocer su propio funcionamiento. Esto supone un gran desafío para la ciencia, por ser una cuestión compleja que requiere tiempo, medios, equipos pluridisciplinares y colaboración a distintas escalas. La gestión de los ecosistemas agroforestales es una inversión rentable, destinada a garantizar el capital natural y la producción de una amplia gama de bienes y servicios públicos y privados. 1. Gestión de los ecosistemas agroforestales. Nuevas formas y herramientas de gestión. Desarrollo de técnicas de evaluación y modelos de seguimiento de los ecosistemas agroforestales. Nuevas tecnologías y sistemas de información (SIG, etc.) y de control de los recursos naturales en tiempo real. 2. Valorización de los sistemas agrícolas y forestales. Puesta en valor comercial de los productos y servicios generados por los ecosistemas agroforestales. Evaluación de externalidades y de productos sin mercado. Modelos de provisión de bienes y servicios ecosistémicos locales. 3. Incendios forestales. Lucha integral contra los incendios forestales. Sistemas de prevención, gestión de biomasas, extinción, evaluación de riesgos y de impactos, protección del suelo quemado y restauración de las zonas afectadas. Nuevos protocolos post-incendio. 4. Prevenir y controlar las invasiones biológicas. Identificar recursos genéticos no autóctonos. Diseñar sistemas y herramientas de alerta temprana en las vías de entrada y métodos de control de especies exóticas invasoras (EEI). Análisis de riesgos. 4

5 RETO 2: Mejorar la eficiencia en el uso de los recursos hídricos La gestión del agua requiere un enfoque integral y multidisciplinar que tenga en cuenta aspectos económicos, sociales, ecológicos y tecnológicos. La innovación en el sector del agua ofrece a las empresas españolas un amplio potencial de exportación, dado que existe un mercado mundial del agua en rápido crecimiento. 5. Gestión integrada de los recursos hídricos (GIRH). Herramientas y redes de captación y análisis integrado de datos sobre la demanda de agua para riego y de seguimiento de las masas de agua superficial y subterránea, a escala de cuenca hidrográfica. Modelos de predicción de sequías y cambio climático. Modelos de cuantificación y de prevención de la contaminación difusa. Métodos de análisis de los factores económicos ligados al agua, tarificación y recuperación de costes. Nuevos métodos de tratamiento, regeneración y reutilización de agua para riego. Evaluación económica de la función hidrológica de los montes. 6. Gestión sostenible de los recursos hídricos en la agricultura. Nuevas estrategias de riego basadas en las relaciones agua-suelo-planta-atmosfera. Nuevos sistemas de gestión del riego y del regadío. Métodos y tecnologías de mejora de las eficiencias del agua y de la energía utilizadas para el riego. Nuevas metodologías de estimación de la huella hídrica y energética en los regadíos y de los sistemas de producción en regadío. Análisis del impacto ambiental. Nuevos regadíos ecoeficientes. 5

6 RETO 3: Actuar sobre las causas, mitigar los efectos y adaptarse al cambio climático Mitigación del cambio climático. El agrario forma parte de los sectores difusos que no están sometidos al régimen de comercio de derechos de emisión y España tiene el compromiso de reducir este tipo de emisiones en un 10% con respecto a las del año En España, en el año 2013, las emisiones del sector agrario supusieron el 11,60 por ciento de las totales. Adaptación al cambio climático. Es una estrategia de respuesta pensada para minimizar impactos y explotar oportunidades. 1º) evaluar posibles impactos y oportunidades; 2º) analizar la vulnerabilidad a dichos impactos y determinar los riesgos climáticos futuros, y 3º) elaborar las medidas de adaptación. 7. Mitigación. Mejora de la obtención de información para los inventarios de gases de efecto invernadero. Obtención de nuevos factores de emisión. Racionalización del abonado nitrogenado. Mejora en la gestión y valorización de los residuos agrícolas, ganaderos (purines) y forestales y de la eficiencia energética de las explotaciones y agroindustrias. Reducción de las emisiones de la fermentación entérica (dietas ganaderas). Prácticas agrícolas que reduzcan las emisiones de N 2 O o aumenten el contenido de carbono orgánico del suelo. Reducción del consumo de combustibles en maquinaria, transporte, etc. 8. Adaptación. Evaluación de impactos y vulnerabilidad de los riesgos bióticos y abióticos atribuibles al cambio climático en la agricultura, la ganadería y el sector forestal. Modelos dinámicos de simulación de cultivos. Capacidad de adaptación de especies y variedades. Fenología e incidencia de enfermedades y plagas, decrecimiento forestal, riesgo de incendio, evaluación de las demandas de riego en distintos escenarios, etc. Medidas de adaptación. Nuevos métodos y manuales de gestión del suelo, del agua, de cultivos, de producción animal y agroforestal más adaptados al cambio climático. RETO 4: Luchar contra la erosión de los suelos y mejorar su fertilidad Los fenómenos de erosión, salinización y disminución del contenido de materia orgánica y fertilidad de los suelos, pueden verse acentuados por el cambio climático. El Inventario Nacional de Erosión de Suelos estima que el 12,64% del territorio se encuentra afectado por procesos erosivos graves (pérdidas >50 t/ha año). Es preciso erradicar el laboreo en pendiente y la ausencia durante todo el año de la cobertura vegetal, que favorece la aparición o el desarrollo de la erosión. 9. Reducir la erosión y degradación del suelo Herramientas de gestión y evaluación de impactos sobre el suelo. Desarrollo de nuevas técnicas de prevención, conservación y de restauración de suelos erosionados y de lucha contra la desertización. Prácticas de laboreo y nuevas cubiertas vegetales provistas de microorganismos fijadores de nitrógeno atmosférico. Técnicas de prevención de la contaminación y de descontaminación de suelos. 10. Mejorar la fertilidad y la biodiversidad de los suelos Nuevas herramientas de evaluación de la biodiversidad y de la fertilidad de los suelos. Nuevos bioindicadores. Herramientas de simulación de la fertilización y métodos de mejora de la calidad del suelo. Análisis de la influencia de la disponibilidad de nutrientes sobre la aparición de enfermedades y plagas. 6

7 RETO 5: Conservar los recursos genéticos y preservar la biodiversidad 1. Gestionar los recursos genéticos Los recursos genéticos son indispensables para la producción y la seguridad alimentaria mundial. Los cultivos, los animales, incluidas las razas autóctonas, los arboles, los organismos acuáticos, los microorganismos e invertebrados, forman parte de las especies que componen la biodiversidad de la cual depende la producción de alimentos a escala mundial. Recursos fitogenéticos. Establecimiento de bancos in vitro, genotecas de ADN, protocolos de crio-conservación. Investigación sobre la dinámica de la microbiota asociada a las semillas conservadas en los bancos de germoplasma y sobre la longevidad de las semillas. Recursos genéticos forestales. Identificación y caracterización de materias genéticas. Desarrollo de infraestructuras, bases de datos y redes de seguimiento de recursos genéticos forestales. Criterios para la gestión sostenible de material forestal de reproducción. Nuevas técnicas biotecnológicas de multiplicación, cultivo y crío conservación y de conservación ex situ e in situ. Recursos zoogenéticos. Métodos de determinación in vitro de las características de gametos y embriones, y su relación con la fertilidad. Mejora de la crio-conservación de gametos y embriones y de la producción in vivo e in vitro de embriones y semen. Congelación ultrarrápida y vitrificación. Aplicación de estas tecnologías a los bancos de germoplasma de recursos zoogenéticos. Soluciones a la pérdida de biodiversidad en apicultura. Recursos microbianos. Caracterización de la diversidad microbiana de interés agroalimentario. Criterios de gestión y uso sostenible de la biodiversidad microbiana y utilización del potencial biotecnológico de tales recursos. Bases de datos de colecciones y redes de recursos microbianos. 7

8 MC2. Mejora sostenible de los sistemas de producción agrícola, ganadera y forestal. Retos Es necesario innovar para mejorar la productividad y la producción agrícola, ganadera y forestal y reducir la dependencia exterior de piensos y materias primas. Las nuevas técnicas de mejora genética y las herramientas biotecnológicas facilitan la adaptación, la resistencia, la reproducción, la productividad y la calidad de los productos agrícolas, ganaderos y forestales. Junto a lo anterior, cabe desarrollar y aplicar métodos agroforestales de producción más eficientes. Incluyendo los de gestión, nuevos sistemas de fertilización, protección vegetal, alimentación, sanidad y bienestar animal, desarrollo de nuevas tecnologías, maquinaria y robots. Producción y gestión de biomasa y aprovechamiento eficiente de residuos. 6. Reducir la dependencia exterior de piensos y materias primas. 7. Avanzar en el desarrollo y aplicación de la mejora genética para promover la sostenibilidad y competitividad del sector. 8. Producir de forma más eficiente. Mejorar la productividad sin incrementar el impacto ambiental. 9. Mejorar los sistemas, métodos y técnicas de producción y protección agraria más sostenibles. 10. Garantizar la protección de los cultivos agrícolas y especies forestales, mediante la lucha biológica y la aplicación sostenible de los productos fitosanitarios. 11. Mejorar la sanidad y el bienestar de la cabaña ganadera. 12. Producir biomasa y otros recursos biológicos renovables. 13. Transformar, valorizar y/o eliminar los residuos de manera controlada. 8

9 RETO 6: Reducir la dependencia exterior de piensos y materias primas La alimentación del ganado representa en nuestro país entre el 60 y el 70% del coste total de la producción ganadera, dependiendo de la situación de los mercados, las condiciones climáticas y el tipo de explotación ganadera, extensiva o intensiva. La capacidad de autoabastecimiento de proteínas vegetales de la Unión europea es inferior al 30%. Esta fuerte dependencia del abastecimiento proteico de una sola especie (soja), proveniente de zonas de producción muy concretas del planeta sometidas a riesgos climáticos, es un factor añadido de vulnerabilidad de la producción animal española y comunitaria. 12. Incrementar los rendimientos y la producción de cereales, leguminosas, proteaginosas, pastos, especies forrajeras y otras. Investigación de variedades y nuevas líneas de mejora de especies para piensos, mediante mejora genética y biotecnología. Desarrollo de variedades con propiedades nutricionales específicas, más digeribles, o más adaptadas a diversas condiciones agroclimáticas y al cambio climático. Optimización y nuevas técnicas de producción, manejo y conservación de los pastos y otros recursos forrajeros. 13. Producir piensos y materias primas para alimentación animal. Investigación y desarrollo de nuevos recursos, subproductos agroindustriales y destríos de cosecha para alimentación animal. Desarrollo de nuevos procesos que permitan la utilización para piensos de fuentes nutritivas no convencionales. 9

10 RETO 7: Avanzar en el desarrollo y aplicación de la mejora genética para promover la sostenibilidad y competitividad del sector El uso creciente de la genómica (contenido, evolución y origen de los genes), proteómica (presencia de proteínas), transcriptómica (estudio del ARN) y metabolómica (presencia de metabolitos) y de la nutrigenómica que relaciona estas ciencias con la nutrición humana, ofrece amplias oportunidades para el sector. Estas tecnologías ómicas se apoyan en el uso de nuevas herramientas bioinformáticas. La ingeniería genética, es un método más rápido y preciso que la mejora genética tradicional. Permite usar cualquier gen de cualquier especie biológica, lo que amplía la variabilidad genética disponible. La biotecnología, ha aportado técnicas tan importantes como la propagación clonal o los marcadores moleculares que han mejorado la eficiencia de multiplicación y selección de especies portadoras de genes de resistencia o de caracteres concretos, aunque todavía es necesario ampliar su uso en muchas especies. 14. Mejora genética vegetal y forestal. Aplicación de nuevas tecnologías para la mejora genética de especies y variedades de uso agrícola, forestal, e industrial. Producción de semillas, material agrícola y forestal de mayor productividad y calidad, adaptadas a diferentes condiciones de mecanización y de procesado y a las demandas del consumidor. Generación de variedades más eficientes en el uso del agua, captación de nutrientes, utilización del nitrógeno, resistencia a enfermedades, plagas, malas hierbas, estreses bióticos y abióticos y más adaptadas a nuevas condiciones climáticas. Mejora de las características nutricionales, cualitativas y saludables de los productos obtenidos de variedades de plantas de uso alimentario. 15. Mejora genética animal. Nuevos procedimientos de evaluación genética para mejorar la rentabilidad de la producción de carne, leche o huevos en sistemas intensivos y extensivos. Mejora genética de caracteres reproductivos (fertilidad, prolificidad, aptitud maternal), prolongación de la vida productiva, calidad de los productos y adaptación al medio (vigor, resistencia a enfermedades, estreses bióticos y abióticos, bienestar, comportamiento animal, sistemas de manejo y otras variables ambientales). 16. Reproducción animal: mejorar el conocimiento sobre fisiología reproductiva. Uso de nuevas tecnologías de reproducción animal en los campos de la embriología, la inseminación artificial, el seguimiento y sincronización del ciclo estral y procedimientos de crio-conservación, con el objeto de mejorar la fertilidad del ganado. Técnicas de aislamiento y cultivo de células madre, clonación, recombinación in vitro y aplicación de la transgénesis y/o mutagénesis para la obtención de los fenotipos deseados. Mejora de la productividad de las razas autóctonas. Producción de animales con proteínas de alto valor añadido como biofármacos en la leche o los huevos, o la producción de vacunas orales y productos nutracéuticos. 10

11 RETO 8: Producir de forma más eficiente. Mejorar la productividad sin incrementar el impacto ambiental El mensaje lanzado en el seno de la Unión Europea de que es preciso producir más con menos, amparado en el término eco-eficiencia, pretende instaurar en el sector agroalimentario la necesidad de producir más alimentos, utilizando menos insumos y recursos naturales. Es preciso avanzar en la línea de garantizar que los insumos no contaminen el suelo, el aire, el agua o los propios productos alimentarios. El uso eficiente de los recursos, es pues, uno de los principios de la agricultura, la ganadería y la producción forestal inteligente a la cual debemos dirigirnos. 17. Producción agrícola. Desarrollo de sistemas y tecnologías de producción más eficientes en la utilización de insumos (Reto 9), considerando las características del suelo (Reto 4), el balance hídrico (Reto 2), la energía, el clima y las emisiones gases de efecto invernadero (Reto 3), la mejora genética (Reto 7), la protección vegetal (Reto 10) y otros aspectos. Nuevas tecnologías de diagnóstico nutricional, macro y micro elementos, en las distintas etapas del ciclo del cultivo y nuevos fertilizantes. Nuevas aplicaciones de teledetección, sistemas de posicionamiento global (GPS) y sistemas de información geográfica (SIG) para recomendaciones de abonado online. 18. Producción animal. Desarrollo de sistemas Mejorar y tecnologías más eficientes de producción animal, considerando la utilización de materias primas sostenibles, nuevas fuentes de proteína y nuevos recursos (Reto 6), la mejora genética y reproducción (Reto 7), la sanidad y el bienestar animal (Reto 11) reducción de GEI (Reto 3) y otros aspectos. Mejora de la alimentación animal. Índice de conversión, ganancia media diaria en peso, reducción de la producción de metano de los rumiantes y otras materias. Nuevos sistemas de recogida y tratamiento de estiércoles y purines (Reto 13). 19. Producción forestal. Caracterización molecular, identificación, selección y mejora genética de materiales forestales para plantaciones forestales destinada a la producción de biomasa con fines energéticos, madera, u otros objetivos multifuncionales: frutos, hongos, resina, corcho, trufas. Nuevos métodos de biometría, cuantificación y explotación sostenible de la producción forestal: recursos maderables y no maderables, cinegéticos y ambientales. Mecanización de la selvicultura y de las explotaciones forestales. Productos forestales Tecnologías para el procesado industrial y reciclaje de los productos forestales. Caracterización físico-mecánica, tecnológica, aptitud al uso, mejora de su durabilidad, contacto con alimentos, para el desarrollo de nuevas aplicaciones de la madera, corcho, resina, celulosa, papel y otros productos derivados. Química de la madera de roble, castaño y otras para uso en la industria alimentaria y en enología. 20. Robotización. Desarrollar maquinaria y equipos inteligentes y de precisión, adaptados a sistemas de producción. Utilización de robots para detectar y eliminar malas hierbas en agricultura convencional y ecológica. Uso de drones con procesamiento de imágenes para analizar el estado del crecimiento de los cultivos agrícolas y forestales. Elaboración de mapas de características de suelo y de cosecha mediante captadores de imágenes y posicionamiento global (GNSS), lo cual permite una mejor fertilización del cultivo. Aplicación de nuevas maquinas en selvicultura y explotaciones forestales. 11

12 RETO 9: Mejorar los sistemas, métodos y técnicas de producción y protección agraria más sostenible La agricultura intensiva de carácter convencional es capaz de causar impacto ambiental, por el uso ineficiente de los recursos naturales, principalmente agua, suelo y energía. Por ello, se asiste al avance de nuevas formas de producción más racionales. La agricultura de precisión, es un sistema de producción inteligente que analiza la variabilidad existente a nivel de campo y el estado fenológico de los cultivos. La agricultura de conservación, tiene como, objetivo garantizar el uso sostenible del suelo, mediante su alteración mínima, su cobertura permanente con materiales orgánicos y con la rotación de cultivos. Las prácticas agronómicas más utilizadas son la siembra directa en cultivos herbáceos anuales, y la cubierta vegetal en cultivos leñosos. La producción integrada, se orienta a racionalizar la utilización de recursos externos, evitar la contaminación ambiental y aumentar la producción sostenible de alimentos de alta calidad con tecnologías seguras. La agricultura ecológica, se puede definir como un compendio de técnicas agrarias que excluye normalmente el uso de productos químicos de síntesis en agricultura y ganadería. 21. Agricultura de precisión. Se requieren análisis de la viabilidad técnico-económica de la agricultura de precisión en distintos cultivos, condiciones agroambientales, y tipos de explotación. Tecnologías y servicios más adaptados a las pequeñas explotaciones y a los regadíos. Nuevos modelos de sensores y captadores. Modelos de simulación con variables climáticas y geomorfológicas para la predicción de la producción. Nuevas herramientas tecnológicas para la detección temprana de malas hierbas y aplicaciones informáticas que diferencien la imagen de las plantas de cultivo de las malas hierbas. Programas informáticos de predicción y gestión para optimizar la toma de decisiones y la operación de las labores. 22. Agricultura de conservación Se precisan estudios sobre dinámica de poblaciones de malas hierbas, incidencia y control de malezas y plagas, rotaciones de cultivos más adaptadas, manejo de residuos y de los procesos físico-químicos y biológicos implicados y mejora de los balances de carbono orgánico del suelo. Nuevos desarrollos con semillas autóctonas, cubiertas y rotaciones de cultivo más adaptadas a este tipo de agricultura y a las condiciones agroclimáticas y a los suelos. Tecnologías para explotaciones de tamaño medio y pequeño. 23. Producción Integrada Desarrollo de técnicas de laboreo, siembra, plantación y recolección que favorezcan el aumento del contenido de materia orgánica del suelo y la mejora de su estructura, eviten la compactación y disminuyan la escorrentía. Técnicas de fertilización, de riego y de cultivo más eficientes. Rotaciones encaminadas a estabilizar el agroecosistema y potenciar la lucha biológica. Desarrollo y utilización de las pautas que rigen la gestión integrada de plagas combinando la lucha biológica, con la utilización de fitosanitarios y el desarrollo de nuevas materias activas. 24. Producción ecológica Las prioridades de I+D+i se orientan hacia la nutrición, calidad de la fertilización, variedades locales adaptadas y resistentes a plagas, desinfección de suelos y eliminación de malezas, métodos de labranza, rendimiento y calidad de las cosechas, producción bajo plástico y métodos analíticos para evitar fraudes al consumidor. 1. Cultivos protegidos e Invernaderos. Métodos y tecnologías de producción basadas en nuevos substratos, recirculación de soluciones nutritivas, fertilización carbónica, nuevos métodos de cultivo y gestión integrada de plagas. Calefacción y control del clima. Nuevos materiales constructivos y nuevas estructuras en multitúnel. Nuevas herramientas informáticas de producción y de control. 12

13 RETO 10: Garantizar la protección de los cultivos agrícolas y especies forestales, mediante la lucha biológica y la aplicación sostenible de los productos fitosanitarios Las plagas, enfermedades y malas hierbas, suponen una pérdida de producción anual de los cultivos en torno al 37%. Un 13% se debe a insectos, 12% a enfermedades y 12% a malas hierbas. Los costes económicos, sociales y ambientales asociados al uso masivo de productos químicos de síntesis, se ven reflejados en ocasiones en términos de salud pública, contaminación ambiental, pérdida de enemigos naturales, insectos polinizadores, resistencia a plaguicidas, contaminación de aguas, etc., Las alternativas de protección de los cultivos agrícolas se dirigen a la identificación precoz, prevención, tratamiento y control, así como a la aplicación reducida y sostenible de productos fitosanitarios y al control integrado y biológico de enfermedades, plagas y malas hierbas. 2. Prevención, identificación, diagnóstico, tratamiento y control de enfermedades, plagas y malas hierbas. Análisis de riesgos y de las vías de entrada de patógenos y plagas. Métodos y técnicas de identificación de reservorios de bacterias y virus Modelos de infección, evolución en campo y aplicaciones para la transmisión de información online. Teledetección aplicada al seguimiento de enfermedades vegetales y forestales, redes de vigilancia y sistemas de alerta temprana con utilización de las TIC. Integración de resultados basados en la biología, epidemiología y ecología. Técnicas de análisis molecular. Generación de resistencia duradera a plagas mediante mejora convencional o biotecnológica, etc. Modelos epidemiológicos de dispersión espacial de enfermedades, e interacciones de la vegetación con simbiontes, patógenos y plagas agrícolas y forestales. Tratamiento y control sostenible de plagas, enfermedades y malas hierbas, nuevas estrategias que reduzcan el uso de herbicidas. 3. Fitosanitarios Mejorar la eficiencia y sostenibilidad de los productos fitosanitarios disminuyendo los riesgos para la salud y el medio ambiente. Insecticidas biorracionales disuasorios de plagas, atrayentes y trampas de captura de fitófagos, etc. 4. Control integrado y biológico de enfermedades, plagas y malas hierbas. Gestión integrada basada en el uso combinado de métodos físicos, químicos, biológicos, culturales y tecnológicos. Nuevos modelos de predicción Desarrollo de métodos de cría y aplicación de nuevos agentes de control biológico. 13

14 RETO 11: Mejorar la sanidad y el bienestar de la cabaña ganadera La lucha contra las enfermedades animales es indispensable para la protección de la salud animal, la de las personas y el crecimiento económico. DISCONTOOLS2, es un proyecto europeo del 7º Programa Marco de Investigación y Desarrollo que se centra en el establecimiento de prioridades de investigación para acelerar la innovación en el campo de la salud animal, para controlar, reducir o eliminar 52 enfermedades de los animales. El bienestar animal, además de tener razones sociales y éticas, incide en la producción, calidad y economía de los productos ganaderos. Los principales objetivos sobre bienestar animal de la UE, se recogen en la nueva estrategia para el periodo Los informes del Panel AHAW (Animal Health and Welfare) de la Autoridad Europea para la Seguridad Alimentaria (EFSA), ponen el acento en los trastornos ocasionados por la alimentación, el estrés del transporte y el que se origina en la propia explotación. 29. Prevención, identificación, diagnóstico, tratamiento y control de enfermedades Desarrollar métodos de identificación y diagnóstico precoz de enfermedades, incluidas las emergentes. Epidemiología y análisis de riesgo de enfermedades animales. Prevención, tratamiento y control de enfermedades epizoóticas, zoonósicas, emergentes, reemergentes y transfronterizas. Métodos de diagnóstico, sensibles y específicos, basados en cromatografía y/o tecnologías moleculares. Desarrollo de nuevas vacunas. Efectos de la vacunación y de los sustitutivos de los antibióticos, etc., sobre la producción de alimentos seguros para el consumo humano. Prevención, identificación, diagnostico, tratamiento y control de la listeria en la cadena alimentaria, etc. 30 Bienestar animal Búsqueda de indicadores del bienestar de los animales en las explotaciones. Optimizar las condiciones ambientales de los alojamientos ganaderos. Interacción entre instalaciones y vehículos de transporte, manejo, comportamiento y bienestar. Desarrollo de test de evaluación del impacto del transporte animal, a partir de criterios endocrinos, bioquímica sanguínea y comportamiento animal. Desarrollo de test relativos a los métodos de aturdimiento previo al sacrifico. 14

15 RETO 12: Producir biomasas y otros recursos biológicos renovables De acuerdo con la Especificación Técnica Europea CEN/TS 14588, "biomasa es todo material de origen biológico excluyendo aquellos que han sido englobados en formaciones geológicas sufriendo un proceso de mineralización. En el sector agroalimentario y forestal, la biomasa es la fracción biodegradable de los productos, subproductos y residuos de origen vegetal y de origen animal procedentes de la agricultura, ganadería, silvicultura, algas e industrias conexas. 31. Producción de biomasa Análisis del genoma, selección y mejora genética de especies de cultivos, microalgas y bacterias. Desarrollo de sistemas de producción y aprovechamiento de recursos renovables y subproductos para la obtención de bioproductos y bioenergía. Estudio de las condiciones ambientales, prácticas de cultivo y componentes de las microalgas. Desarrollo de nuevos fotobiorreactores de microalgas 32. Equipos, aprovechamiento, manejo y logística de la biomasa Desarrollo y adaptación de nueva maquinaria y equipos para la obtención, transporte y tratamiento de las biomasas. Mejora de la logística. Desarrollo tecnológico de equipos de conversión termoquímica (combustión, gasificación, pirolisis, ) para mejorar y optimizar sus rendimientos en función del tipo de biomasa. 33. Evaluación de la producción de biomasa y potencial de mercado Evaluación del potencial de producción sostenible y fuentes alternativas de biomasas para el mercado. Análisis y diseño de cadenas de suministro de materia prima en cantidad y calidad suficientes. 15

16 RETO 13: Transformar y valorizar y eliminar los residuos de manera controlada Además de reducir impactos, la gestión adecuada de los subproductos y de los residuos permite obtener productos y materiales valiosos que contribuyen a la conservación de los recursos naturales. De los 11,3 millones de toneladas de residuos no peligrosos generados en la agricultura en el año 2008, el 89% pertenecían a la categoría de heces de animales, orina y estiércol, un 9% a residuos animales y vegetales, incluyendo el resto de residuos los envases, madera y otros (INE). Además de los purines y estiércoles que deben ser gestionados conforme a lo establecido en la Directiva de Nitratos, hay que gestionar también los cadáveres animales (SANDACH) y otros residuos, como los envases, restos de medicamentos, plásticos, maquinaria u otros, todo ello conforme a lo establecido en la Ley 22/2011, de 28 de julio, de residuos y suelos contaminados. 34. Residuos ganaderos. Tratamiento y valorización de purines y estiércoles. Minimización de la producción de subproductos, nuevos equipamientos en instalaciones ganaderas. Nuevos métodos y procesos físicos, químicos y biológicos de separación sólido-líquido, tratamiento y depuración de estiércoles y purines. Nuevos sistemas de recogida, almacenamiento, gestión y aplicación de compost y de los subproductos de digestión anaerobia (digestatos). Evaluación de las dosis de fertilización por tipos de suelos y cultivos. 35. Residuos agrícolas y forestales. Envases y plásticos utilizados por el sector. Mejorar la eficiencia en la gestión de subproductos (recogida, transporte, clasificación y tratamiento). Biotransformación de los subproductos vegetales y de la agroindustria en enmiendas orgánicas estables, aplicables a suelos agrícolas. Optimización y uso eficiente de envases y embalajes reciclables, mediante ecodiseño, uso de polímeros biodegradables procedentes de residuos y materias primas renovables, etc. 36. Otros residuos orgánicos aplicables a la actividad agraria Mejorar los tratamientos aeróbicos y anaeróbicos para asegurar la correcta higienización y estabilización de los lodos de depuradora a costes razonables y ambientalmente sostenibles. Maximizar la eficiencia energética en los tratamientos aplicados a los lodos de depuradora de aguas residuales, etc. Valorización de residuos urbanos para fabricación de abonos órgano-minerales. 16

17 MC3. Mejora y desarrollo de nuevos sistemas procesos y tecnologías agroindustriales para implementar la bioeconomía. Incluye la mejora de los procesos agroindustriales para los productos alimentarios (gestión de la producción, tecnologías, sistemas de control, post proceso etc.), Asimismo, los procesos de las biorrefinerías para la producción de biocombustibles, de bioenergía, de bioproductos, así como para el fomento del mercado de bioproductos y la valorización de los subproductos de la producción agraria y forestal e industrial. Retos 14. Mejorar los procesos agroindustriales y los sistemas de control. Avanzar en la fábrica del futuro 15. Biorrefinerías para producir bioproductos y biocombustibles. Procesos de valorización de subproductos y residuos de la cadena agroindustrial. 17

18 RETO 14: Mejorar los procesos agroindustriales y los sistemas de control. Avanzar en la fábrica del futuro La Comisión Europea propone un Plan de reindustrialización europeo. Evolucionar desde una fabricación basada en la transformación de materias primas, a un nuevo modelo basado en la gestión del conocimiento, para convertir los avances científicos y tecnológicos en procesos y productos innovadores. Un modelo empresarial con enfoque sistémico, colaborativo y transdisciplinar. El desarrollo avanzado de la industria agroalimentaria provendrá en muchos casos, de procesos industriales creados en otros ámbitos de la industria manufacturera y de la introducción de nuevas tecnologías. 37. Gestión de la producción Nuevos modelos de gestión empresarial integral, con introducción masiva de las TIC en las líneas de producción, cadena de suministros, logística, sistemas de comercio electrónico (B2B, B2C, B2B2C) para la venta online. Desarrollo de procesos tecnológicos de producción flexibles y de bajo coste. Nuevos sistemas de gestión de la trazabilidad, seguridad y calidad. Utilización masiva de datos (Open data, Big data), vigilancia tecnológica, inteligencia competitiva y neuromarketing, para el estudio de las preferencias del consumidor y la toma de decisiones. 38. Nuevos procesos y tecnologías agroindustriales de producción flexibles e inteligentes Desarrollo de nuevos sensores y sistemas artificiales de visión y olfativos (nariz electrónica) y nuevas aplicaciones robóticas. Nuevas tecnologías de producción: ultrasonidos, encapsulado, bioprocesos, impresión 3D, tecnologías de secado, de cocción y de separación, pasteurización por infrarrojos y procesado mínimo. Sistemas de fabricación inteligente y modulares (MMS). Técnicas de Eficiencia General de los Equipos (OEE) y de Mantenimiento Productivo Total (TPM). 39. Tecnologías para nuevos alimentos Desarrollo de tecnologías para producir alimentos cómodos, productos funcionales y sensorialmente atractivos y nuevos ingredientes. Tecnologías para la mejora de la composición nutricional de los alimentos. Tecnologías para la reducción del azúcar, sal, grasa, fabricación aditiva (3D, capas, etc.). 40. Innovación post-proceso Nuevos diseños, formatos, materiales y tecnologías de envasado con funcionalidades específicas. Envases bioactivos, reciclables y biodegradables. Sistemas de envasado flexibles y personalizados. Nuevos procesos de conservación, embalado y empaquetado. Tecnologías de control de la respiración del producto fresco. 41. Sistemas de control Diseño de nuevos sistemas, herramientas y tecnologías de control de la producción, de su calidad, trazabilidad, y seguridad alimentaria. 42. Nanotecnología Desarrollos de nuevos nanosensores. Aditivos activos y bioactivos nanoestructurados, evaluación de los riesgos y su impacto en el consumidor y en la industria alimentaria. 18

19 RETO 15: Biorrefinerías para producir bioproductos y biocombustibles. Procesos de valorización de subproductos y residuos de la cadena La nueva bioeconomía propugna aprovechar la biomasa primaria, así como la procedente de los cultivos agroforestales y de algas, microalgas, bacterias y enzimas, así como la biomasa residual o subproductos, para obtener energía, biocombustibles, biomateriales y bioproductos de alto valor añadido para las industrias farmacéutica, cosmética, química y agroalimentaria. Una biorrefinería es, una instalación combinada que integra una serie de procesos y equipos para la conversión de la biomasa y subproductos, en combustibles, energía, productos químicos y bioproductos. Asimismo, es necesario dar valor a los subproductos y residuos derivados de la producción primaria, de la agroindustria y del resto de las cadenas agroalimentaria y forestal. 43. Biorrefinerías para el desarrollo de bioproductos Desarrollar nuevas tecnologías y procesos integrados de pretratamiento, fraccionamiento y separación de la biomasa y diversos subproductos, en componentes básicos de alto valor añadido como azúcares, proteínas o lípidos. Nuevos procesos de I+D+i, a partir de transformaciones bioquímicas, químicas y termoquímicas, solas o combinadas, dependiendo de la procedencia y del tipo de producto o bioproducto para obtener plásticos, envases, fibras, biocombustibles, cosméticos, farmacéuticos y piensos. 44. Tecnologías para producir energía y biocarburantes Desarrollo de tecnologías y su aplicación en biorrefinerías para el aprovechamiento de la biomasa como fuente de energía. Optimización de los rendimientos de los equipos e instalaciones en el pretratamiento, alimentación y quemadores en la combustión de biomasa. Mejora de los sistemas de gasificación flexible para el aprovechamiento de diferentes biomasas. Tecnología de producción de biocombustibles de 2ª y 3ª generación. Tecnologías para la obtención de biocarburantes sólidos. 45. Microalgas Identificación y mejora con ingeniería genética de las especies seleccionadas para aumentar la producción de aceites y otros productos de alto valor añadido. Optimización de los parámetros de cultivo y desarrollo de nuevos procesos de producción y fotobioreactores más eficientes. Diseño de nuevas tecnologías de cultivo. Nuevos procesos de cosechado de microalgas de mayor eficiencia energética y de extracción del aceite. Desarrollo de plantas piloto para la producción de biocarburantes y bioproductos a partir de microalgas. 46. Valorización de subproductos y residuos Extracción de compuestos de alto valor añadido como vitaminas, biofenoles, ácidos grasos, enzimas, bactericidas y bacteriostáticos. Métodos y técnicas de obtención de biomateriales para distintos usos industriales, como envases, bioplásticos, material aislante, etc. 19

20 MC4. Aumentar la calidad de los alimentos y crear nuevos productos alimenticios Contempla el desarrollo de alimentos innovadores y seguros para satisfacer las nuevas demandas del consumidor (alimentos cómodos, saludables y nutracéuticos, sustancias bioactivas, biomarcadores, dieta-alimentaciónsalud). Las nuevas técnicas de laboratorio o sensoriales para asegurar la calidad de los alimentos, calidad microbiológica, calidad diferenciada y fomento de productos alimentarios ecológicos. Retos 16. Desarrollar alimentos innovadores y seguros para satisfacer la demanda de los consumidores 17. Incrementar la calidad de los alimentos. Calidad diferenciada. 20

21 RETO 16: Desarrollar alimentos innovadores y seguros para satisfacer la demanda de los consumidores Una gran parte de los consumidores se preocupan por una dieta saludable y por la calidad, seguridad y forma de presentación de los alimentos. La industria agroalimentaria necesita seguir desarrollando nuevos productos y mejorar los ya existentes, adaptándose a las necesidades y preferencias de los consumidores. La innovación se dirige a atender las demandas del consumidor, hacia el desarrollo de alimentos funcionales, complementos alimenticios, sustancias bioactivas, mayor aplicación de la genómica nutricional, uso de biomarcadores y a mejorar la calidad microbiológica. 47. Alimentos adaptados a las demandas del consumidor Desarrollo de productos alimentarios seguros, cómodos, básicos, específicos y sensoriales, adaptados a las demandas del consumidor. Alimentos destinados a determinados grupos de consumidores (niños, embarazadas, tercera edad, etc.), o con determinadas características, texturas y sabores. Innovación en nuevas gamas de productos (IV, V y ulteriores gamas). Formatos y presentaciones para alimentos fáciles de preparar y consumir. 48. Alimentación y salud Alimentos funcionales y complementos alimenticios. Influencia de la dieta en la prevención y reducción de enfermedades. Diseño, desarrollo y validación de nuevos alimentos e ingredientes con propiedades nutricionales y saludables. Desarrollo de alimentos e ingredientes funcionales que incorporen compuestos bioactivos, ciertos nutrientes, o un menor contenido en sal, grasas, azúcares, etc. Identificación de nuevas sustancias bioactivas y evaluación de su inocuidad, sus interacciones con los medicamentos y su influencia en la salud humana. Análisis de los cambios en la composición de los alimentos sobre las propiedades físico-químicas, nutricionales y de calidad microbiológica. Calidad microbiológica e industrial. Análisis de los mecanismos moleculares y factores que favorecen la aparición en los alimentos de virus, parásitos y nuevos patógenos. Desarrollo de bases de datos para el análisis molecular de microorganismos en alimentos y piensos, técnicas basadas en el genotipado y secuenciación. Nuevos sistemas de análisis microbiológicos automatizados. Genómica nutricional. Aplicación de la nutrigenómica al desarrollo de dietas personalizadas para prevenir enfermedades, mejorar la función inmunológica, el rendimiento intelectual u otras funciones. Biomarcadores. Identificación, validación y desarrollo de biomarcadores moleculares robustos, sensibles y fiables para conocer la respuesta del organismo humano a determinados nutrientes y alimentos. 21

22 RETO 17: Incrementar la calidad de los alimentos. Calidad diferenciada Entre las herramientas disponibles para conocer y garantizar la calidad, se encuentran los análisis físicos, químicos y sensoriales de los alimentos, así como de los piensos y medios de la producción que pueden influir en la composición, calidad e inocuidad de los alimentos y piensos. 49. Nuevas metodologías y técnicas analíticas para garantizar la calidad y seguridad de los alimentos Desarrollo de técnicas analíticas de respuesta rápida que faciliten el análisis de un gran número de muestras y de nuevos contaminantes. Nuevas aplicaciones basadas en técnicas biomoleculares y en el desarrollo de biosensores, para el análisis de la composición e inocuidad de los alimentos y piensos (detección de compuestos contaminantes, alérgenos, antinutrientes, micotoxinas y microorganismos patógenos) y para el control de procesos online. Desarrollo de estrategias para la reducción y mitigación de contaminantes bióticos y abióticos (riesgos químicos, microbiológicos, toxinas y contaminantes de proceso). 50. Calidad sensorial Estudio de los factores que afectan a la calidad sensorial de los alimentos, en función de sus características genéticas intrínsecas y de los procesos de producción y transformación utilizados. Aplicación de las nuevas tecnologías al análisis de la calidad sensorial, mediante la utilización de nuevos sensores y aplicaciones TIC. La gran diversidad de condiciones agroclimáticas y culturales permite seguir desarrollando productos de calidad diferenciada y productos ecológicos que precisan cada vez más, una acertada autentificación. 51. Calidad diferenciada Desarrollar nuevos productos de calidad diferenciada (DOP, IGP, ETG, etc.) y metodologías de autentificación y nuevas estrategias para evitar fraudes. 52. Productos ecológicos Métodos de detección que permitan discriminar y certificar los alimentos de producción ecológica de los de producción convencional. 22

23 MC5. Vertebración y optimización inteligente de la cadena agroindustrial para generar y repartir mejor el valor añadido. Incluye el desarrollo de nuevos modelos, estrategias, cadenas y canales de comercialización y distribución más flexibles, además de la innovación sobre técnicas de análisis, de formación y de seguimiento de los precios. Mejora de la logística del transporte y avanzar en la sostenibilidad económica y ambiental de la cadena. Retos 18. Desarrollar nuevos modelos de comercialización y cadenas de distribución más flexibles, eficientes y sostenibles. 19. Mejorar la logística del transporte 23

24 RETO 18: Desarrollar nuevos modelos de comercialización y cadenas de distribución más flexibles, eficientes y sostenibles La innovación debe contribuir a desarrollar sistemas flexibles, eficientes, inteligentes y sostenibles de producción, transformación, organización y distribución a lo largo de toda la cadena. Una adecuada organización y gestión de las cadenas de valor alimentarias, requiere poner mayor énfasis en aspectos de seguridad, gestión de la calidad y eficiencia empresarial (regularidad, flexibilidad, capacidad de adaptación, suministro continuo, altos volúmenes y bajos costes de producción). Es necesario impulsar la realización de proyectos innovadores para crear, apoyados en las tecnologías TIC, otros esquemas y modalidades de organización empresarial, nuevos canales de comercialización y nuevas metodologías de análisis de la formación de los precios. La sostenibilidad de la cadena ha de entenderse en sus tres vertientes, ambiental, económica y social. 53. Sistemas avanzados de análisis y de organización de la cadena Nuevas herramientas de análisis de la evolución socioeconómica y cultural de las cadenas de suministro y de las nuevas formas de colaboración y organización entre los distintos agentes. Identificación en cada cadena alimentaria, de las principales barreras y factores críticos, así como de las futuras estrategia y escenarios de operación. Nuevas tecnologías, principalmente las TIC, para la mejora de los sistemas de organización de la cadena. 54. Nuevas estrategias y canales de comercialización Innovación en nuevos tipos de canales de comercialización, cortos, largos y emergentes. Nuevas herramientas de agrupación de Pymes y de comercialización. Desarrollo de servicios más avanzados por parte de las empresas implicadas en la cadena y otros destinados al consumidor. Nuevas estructuras y sistemas de gestión. Investigación sobre nuevos modelos de negocio basados en una relación más estrecha entre productores y consumidores, nuevas plataformas de comercio electrónico, etc. 55. Formación de precios a lo largo de la cadena Desarrollo de técnicas de medida de la formación del precio al consumidor a lo largo de la cadena. 56. Avanzar en la sostenibilidad de la cadena Gestión eficiente de los recursos y de los productos. Disminuir los residuos y el consumo de insumos. Eficiencia energética en la cadena. Nuevas herramientas y métodos de análisis de la sostenibilidad fiables y comparables, con utilización de las TIC. Análisis de riesgos y estrategias de superación de barreras comerciales. Sostenibilidad social en la cadena. Aumentar la vida útil de los productos. 24

25 RETO 19: Mejora de la logística y del transporte Los avances en el transporte y en la logística, tienen una importancia capital para el sector agroalimentario español y en particular, para su comercio exterior. Las redes globales de producción se basan cada vez más en la cadena logística. El transporte de mercancías en el conjunto de la red de carreteras española en el año 2011 fue de Mt-km, representando los productos agroalimentarios el 22,3% de las toneladas trasportadas y el 38% de las toneladas-kilómetro producidas. El volumen de nuestras exportaciones de productos agrarios, alimentarios, forestales y pesqueros superó en 2012 los 31 millones de toneladas. En este mismo año, se destinaron a la UE, el 92% de las exportaciones de frutas y hortalizas, unos 12 millones de toneladas, el 38% del volumen total de exportación del sector. Tan elevada cuantía tiene mucha importancia a la hora de organizar la logística, el transporte, la comercialización y la distribución en destino de este tipo de productos perecederos. 57. Mejora de la gestión de los procesos de distribución. Desarrollo de nuevos servicios para la organización de los flujos y la operación de la cadena de suministro. Mejor aprovechamiento de la intermodalidad y de las plataformas logísticas. Nuevos desarrollos basados en los requerimientos logísticos, físicos y tecnológicos, de los productos, vehículos y materiales de transporte. Nuevos modelos y aplicaciones TIC, para la optimización del transporte de productos agroalimentarios y forestales a partir de plataformas de intercambio de información. Nuevas aplicaciones de control. Herramientas de aplicación de metodologías colaborativas para Pymes. 58. Logística sostenible Mejora de la eficiencia energética y de las emisiones de gases de efecto invernadero en las cadenas de distribución de materias primas, alimentos y otros productos. Optimizar los flujos inversos. Diseño de embalajes y envases más sostenibles. 59. Logística de la cadena exportadora Nuevos sistemas de gestión y organización de la interoperabilidad y de la intermodalidad para productos de exportación. Nuevas tecnologías de manipulación y almacenaje. Análisis de la eficacia logística del sector exportador agroalimentario, con mayor utilización de plataformas logísticas en el exterior. 25