Con la ayuda de la IA, una fuerza laboral de abejas rastrea la contaminación y aumenta la biodiversidad
Cuando Karl Wenner mira su granja en el lago Upper Klamath, en las montañas del sur de Oregón, ve un paisaje en transición.
Él y sus socios convirtieron parte de sus campos de cebada en humedales a lo largo de la orilla del lago para filtrar la escorrentía y proteger la calidad del agua que, de manera eventual, regresa al río Klamath, que desemboca en el Pacífico en la costa de California. El proyecto es parte de un esfuerzo mayor para limpiar el río, eliminar represas y recuperar el salmón.
En Lakeside Farms, esa transformación es guiada por una sorprendente fuente de información: el polen recolectado por decenas de miles de abejas. Una nueva empresa belga llamada BeeOdiversity reclutó a Wenner, que también es apicultor, para ayudar en un estudio en la cuenca del río Klamath. Cada colonia, con 50 mil abejas, recolecta polen en un área de más de dos millas cuadradas, para recolectar hasta 4 mil millones de pequeñas muestras en un año. Los datos resultantes crean una imagen clara y precisa de la vida vegetal y la contaminación presente en el medio ambiente.
«No sabía nada sobre lo que iban a hacer», dice Wenner. “Pensé, bueno, eso suena genial, qué diablos, lo intentaré. Y luego empezaron a enviarme los datos y fue como ‘¡Dios mío! Esto es algo poderoso”.
Los datos de las abejas revelaron plantas nativas raras que Wenner no sabía que estaban allí, así como especies invasoras que debían eliminarse para crear equilibrio.
Los agricultores se encuentran entre un número cada vez mayor de beneficiarios del sistema único de recopilación de datos de BeeOdiversity. La empresa ahora tiene clientes en 20 países. En Europa, los servicios públicos de agua y las empresas embotelladoras de agua como Nestlé utilizan el sistema para monitorear y proteger las fuentes de agua mineral. Los clientes industriales utilizan las abejas para comprobar el cumplimiento de las normativas y controlar el medio ambiente para preservar los suelos y la biodiversidad.
Con experiencia y herramientas compartidas por Microsoft y Accenture, la compañía ha desarrollado lo que llama BeeOimpact, un sistema que utiliza el aprendizaje automático para extrapolar datos a áreas mucho más grandes. Esto evalúa el impacto de una actividad en la biodiversidad local. BeeOdiversity ya tiene sus primeros clientes para esta plataforma. En la nube de Azure, utiliza el aprendizaje automático en Azure Data Factory para identificar áreas donde los pesticidas pueden estar en altas concentraciones. Esto lleva los beneficios de los datos recopilados por las abejas a áreas mucho más amplias a un costo mucho menor.
La tecnología innovadora y el genio de la naturaleza trabajan juntos para crear un conjunto de datos que no se encuentra en ningún otro lugar.
Salvar a las abejas
El cofundador de BeeOdiversity, Bach Kim Nguyen, escribió su disertación de doctorado sobre las razones detrás del colapso de las colonias de abejas, un problema global. Las causas incluyen el uso de pesticidas, la pérdida de hábitat y una mayor vulnerabilidad a plagas y enfermedades. Cuando terminó sus estudios, Nguyen hizo de salvar a las abejas su misión en la vida.
Dice que siempre le han apasionado estos insectos sociales y describe una colonia de abejas como un super organismo. Cada una de las 50 mil abejas de una colonia tiene una función y todas trabajan juntas para sustentar la colmena. «Son un buen modelo para nosotros», afirma.
Las abejas también son esenciales para nosotros. De las 100 especies de cultivos que proporcionan el 90% de los alimentos en todo el mundo, 71 son polinizadas por abejas, según la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación.
Nguyen inventó un sistema que elimina una pequeña cantidad de polen de las abejas obreras cuando regresan a la colmena: suficiente para la investigación, pero no tanto como para privar a las abejas de su nutrición. A través de un análisis de laboratorio y modelos de inteligencia artificial para establecer algunas correlaciones entre los resultados, BeeOdiversity puede identificar más de 500 pesticidas y metales pesados, así como las plantas de la zona.
Una vez que se analizan los datos, los científicos de BeeOdiversity hacen recomendaciones a los clientes y partes interesadas para reducir el uso de pesticidas y mejorar el medio ambiente en general. «De esa manera trabajamos en factores como la biodiversidad y la contaminación», dice Nguyen. «Y al final, salvamos a las abejas».
Desde su fundación en 2012, BeeOdiversity ha ganado numerosos premios, incluida una beca Ashoka, financiación para investigación de la Unión Europea y la inclusión en los programas Share AI y Entrepreneurship for Positive Impact Accelerator de Microsoft. BeeOdiversity también fue seleccionada para el programa 100+ Accelerator de AB InBev.
Como parte de ese programa, el gigante de las bebidas AB InBev y BeeOdiversity colaboran en un proyecto piloto en y cerca del área de producción de lúpulo de AB InBev cerca de George, en la costa sur de Sudáfrica.
Alyssa Jooste, gerente de sustentabilidad de AB InBev en África, dice que es el único lugar del continente donde se puede cultivar lúpulo para cerveza. Las plantas invasoras, como los pinos, la acacia negra y los eucaliptos, utilizan hasta un 60% más de agua que las especies nativas en una zona donde es escasa, dice. Durante más de 10 años, AB InBev ha trabajado con el Fondo Mundial para la Naturaleza de Sudáfrica para limpiar áreas de esas especies para proteger preciosas fuentes de agua y restaurar especies nativas.
Como parte de su proyecto piloto con AB InBev, BeeOdiversity ha utilizado datos recopilados por seis colonias de abejas para medir el impacto de la eliminación de especies invasoras, así como la presencia de pesticidas en el medio ambiente. Las abejas recolectan polen en granjas y reservas naturales cercanas. BeeOdiversity también utiliza análisis de ADN para evaluar el suelo de la zona.
«La información del muestreo del suelo, así como el análisis del polen y la biodiversidad, inferirá el éxito de nuestras iniciativas de limpieza en la restauración de la biodiversidad y la salud del suelo», dice Jooste. «Constituirá una base sobre la cual podremos tomar decisiones en el futuro».
La IA expande el valor de los datos
Michaël van Cutsem, director ejecutivo y otro cofundador de BeeOdiversity, dice que la empresa ha comenzado a utilizar una versión beta de su software BeeOimpact. El sistema utiliza IA para extrapolar datos a áreas mucho más amplias para evaluar el medio ambiente a un costo mucho menor.
BeeOdiversity ha recopilado datos sobre cientos de miles de acres en toda Europa. Con el nuevo software, puede utilizar imágenes satelitales y otras tecnologías cartográficas para ver qué cultivos e industrias están presentes en un área y estimar los pesticidas y plantas que, es posible que estén presentes. Las pruebas iniciales del software muestran alrededor de un 80% de precisión, afirma van Cutsem.
“A través de esta plataforma, les brindamos resultados en un segundo”, afirma. “Les permite examinar múltiples sitios muy rápido y a un costo muy bajo. Luego pueden centrarse en áreas de alto riesgo y, si lo desean, utilizar el sistema BeeOmonitoring para obtener mayor precisión”.
Uno de los primeros clientes de BeeOdiversity fue De Watergroep, la empresa de agua más grande de Flandes, la parte norte de Bélgica de habla flamenca. Desde hace unos ocho años utiliza colonias de abejas para analizar las zonas cercanas a sus puntos de extracción de agua subterránea.
La organización ha comenzado a probar la plataforma impulsada por IA BeeOimpact este año. De Watergroep tiene 86 plantas de extracción de aguas subterráneas repartidas por todo el país, así como cinco plantas de aguas superficiales. La empresa de servicios públicos presta servicios a más de 3 millones de clientes.
«La herramienta que desarrollan con Microsoft es interesante para nosotros», afirma Simon Six, director del equipo de Water Resources. «Podemos priorizar nuestros campos y decir OK, tal vez el riesgo será muy alto en esa área donde no tenemos colmenas, y luego podemos trasladar las colmenas allí y planificar análisis de agua más detallados para identificar los riesgos específicos».
Six dice que los datos son sólo un aspecto importante del valor que ofrece BeeOdiversity.
“El enfoque de BeeOdiversity es muy útil, porque hacen seguimiento, analizan los pesticidas y también verifican las propiedades de los productos que encuentran: ¿es un riesgo para las aguas subterráneas o no? Y el tercer paso es la gestión de las partes interesadas”.
En este último paso, un experto en agronomía de BeeOdiversity presentará los datos a agricultores y ciudadanos de pueblos y ciudades cercanas.
“Vemos que la gente está en verdad interesada si dices: ‘Oye, monitoreamos el medio ambiente con abejas’”, dice, “¿y qué nos dicen las abejas? Los datos objetivos inician la conversación y, bueno, las abejas no mienten”.
Nguyen dice que el enfoque de BeeOdiversity es ayudar a los agricultores a adoptar técnicas sostenibles sin gastar más dinero.
«Una operación agrícola convencional no puede cambiar en un año», afirma. “Así que lo primero que decimos es aplicar el pesticida a última hora de la noche. De esa manera, las personas cercanas no estarán afuera en una barbacoa. Los polinizadores no vuelan. Y el impacto es menor que antes.
“Entonces, la mayoría de las veces preguntarán: ¿cuál es el siguiente paso?” él dice. “La idea para nosotros es darles alternativas. A veces siguen siendo productos químicos, pero con menos impacto y toxicidad que antes. Después pasamos al manejo integrado de plagas, y después, si quieren, al orgánico.
«La idea es no sólo trabajar en el medio ambiente sino también en el modelo de negocio y crear valor para ellos», dice Nguyen.
Para Karl Wenner, de Klamath Falls, los datos recopilados por las abejas ya han comenzado a surtir efecto. El trabajo de restauración en Lakeside Farms es parte de un proyecto más amplio para restaurar el salmón en el río Klamath; allí se lleva a cabo el proyecto de eliminación de represas más grande del mundo. El salmón necesita agua limpia y que fluya con libertad para poder prosperar.
Debido a que quedaron tan impresionados con los resultados del estudio más amplio de dos años que comenzó en 2020, Wenner y sus socios solicitaron otra subvención para BeeOdiversity para analizar datos de manera más específica en Lakeside Farms, que consta de alrededor de 400 acres, para determinar cómo a los humedales que crearon les estaba yendo bien.
La Fundación Weeden, que financió la primera encuesta BeeOdiversity en el área, acordó apoyar una segunda subvención. El proyecto también cuenta con el apoyo de la Clif Family Foundation. Desde principios de año, las abejas han recopilado datos que ayudarán a guiar los esfuerzos de Lakeside Farms para ser sostenibles y responsables con el medio ambiente.
El humedal restaurado ya ha dado resultados, afirma Wenner. Hubo una caída “increíble” en el fósforo que fluye hacia el lago, y eso se debe a las plantas del humedal, dice. Lakeside Farms también se convertirá al cultivo de cebada orgánica durante los próximos tres años; Wenner dice que eso puede resultar en un aumento de hasta un 50% en el valor de la cosecha. Por lo tanto, los cambios tienen sentido económico y contribuyen a una restauración más amplia de la cuenca del río Klamath.
«Era prácticamente un monocultivo de cebada», dice. “Ahora tenemos todo tipo de cosas que crecen ahí fuera y podremos monitorearlas con las abejas. También quiero que haya abejas porque muchas de las plantas que son más importantes como alimento para las aves acuáticas son polinizadas por insectos. También nos interesan los contaminantes y los pesticidas.
«Las abejas nos ayudarán a determinar con objetividad qué hay allí y luego podremos actuar», afirma. «Podemos obtener mucha información útil de ellos».
Imagen de portada: Morgane Dron cuida las abejas en la oficina y el laboratorio de BeeOdiversity cerca de Nivelles, Bélgica. Foto de Chris Welsch para Microsoft.