Apisense: un dispositivo que detecta enfermedades en la colmena de forma automática

Un sensor de Apisense, en un panal.

La firma polaca Apisense protagoniza una de las innovaciones apícolas más llamativas de los últimos años: un sensor que es capaz de detectar enfermedades en las abejas de forma automática. Lo hace analizando las feromonas que flotan en el aire de la colmena.

En los últimos años, la apicultura de precisión se ha ido abriendo un hueco muy importante en las técnicas y manejos de los apicultores. Desde balanzas inteligentes, a cámaras en las colmenas, una gran cantidad de dispositivos basados en la inteligencia artificial han irrumpido en las prácticas apícolas.

Sin embargo, pocos han ido tan lejos como Apisense, un llamativo equipo que ha desarrollado una empresa polaca y que ya está en pruebas en muchos apiarios. Apisense promete detectar varias enfermades de las abejas simplemente analizando el aire del interior de la colmena para encontrar los problemas en las feromonas que flotan en él.

En este artículo te contamos qué es y cómo funciona Apisense, una solución tecnológica que podría cambiar totalmente el juego en el ámbito de la sanidad apícola y que avanza por un terreno realmente innovador. Sigue leyendo para saberlo todo.  

Este avance que llega desde Polonia fue una de las innovaciones más atractivas de la última edición de Meliza, la Feria Apícola de Zamora. Allí, conocimos de primera mano esta novedad y pudimos conocer a sus creadores.

1 – Apisense: qué es y cómo funciona

La idea de Apisense es revolucionaria: si las feromonas son el soporte comunicativo fundamental de la colonia de abejas, en ellas debe estar la información sobre el estado de salud de las colmenas. Y esa información se puede leer, porque está hecha de compuestos químicos que sufren variaciones. Si se analizan esas variaciones, se detectan las enfermedades.

Sobre el papel, la propuesta parece sencilla. Sin embargo, ponerla en práctica es muy complejo y ha requerido de años de investigación y desarrollo. El resultado de ese esfuerzo es un sensor capaz de detectar y analizar los compuestos volátiles del aire de la colmena. Es decir, de los  gases que flotan en el interior de la colonia y que, en gran medida, son eso que se denomina feromonas.

Después, un análisis basado en inteligencia artificial estudia esos compuestos volátiles y decide si los datos que ofrecen indican la presencia de alguna enfermedad. Actualmente, son capaces de detectar varroa, loque americana y nosema, las patologías más habituales en los apiarios comerciales.

En realidad, Apisense ofrece estos nuevos sensores como parte de un esquema de monitorización remota de colmenas que incluye estas piezas:

• Apisense VitalSensor. Se trata de un dispositivo que se coloca sujeto a un panal de la colmena. Incluye varios sensores que recogen los llamados CVO, o compuestos orgánicos volátiles, además de medir el CO2 (dióxido de carbono) y el NOx (óxido de nitrógeno). Es decir, los componentes químicos de las feromonas. Es el corazón del sistema y la pieza más innovadora. Además, incluye un micrófono para registrar el sonido de la colonia.

Hub de comunicaciones de Apisense.

• Apisense Scale. Una báscula inteligente que mide constantemente el peso, la humedad y la temperatura de la colmena.
• Apisense Hub. Es la pasarela de comunicación que conecta los equipos de las colmenas con un software en la nube que analiza lo datos. Tiene capacidad para conectar hasta 100 colonias. Ese software, basado en inteligencia artificial, combina toda la información de sensores y báscula para evaluar y explicar los cambios que sufre el aire de la colmena y la evolución de los gases interiores. De esa forma, es capaz de detectar la presencia de varroa, loque o nosema con una precisión del 95 por ciento.
• Apisense Pro Ai. Es la parte final del sistema y se materializa en una aplicación web y móvil en la que los apicultores reciben toda la información sobre el estado de sus colmenas. Incluye también recomendaciones de tratamiento y gestión de las abejas. Además, tiene una función de “cuaderno de campo” para que el apicultor lleve el registro del estado y manejo de sus colmenas.

Con toda esta tecnología, en Apisense explican que no solo pueden determinar la presencia de enfermedades de forma temprana, sino que también pueden generar modelos de previsiones para prevenir la expansión de una patología. Incluso pueden producir un mapa de riesgo.

Se buscan probadores

La empresa polaca está en pleno proceso de mejora de su dispositivo y busca empresas, asociaciones, investigadores y apicultores que quieran probar el equipo. Si estás interesado, puedes inscribirte a través de su web y recibirás el producto gratuitamente a cambio de que colabores con información. La idea es entrenar mejor al algoritmo de inteligencia artificial con la mayor cantidad de datos posible.

2 – Feromonas: la comunicación invisible de las abejas

Como se ve, la propuesta de Apisense es muy disruptiva: detectar cambios en las feromonas que rigen la vida de la colonia de abejas para identificar rápidamente enfermedades. Sin embargo, su equipo no analiza específicamente las feromonas, puesto que estas no son exactamente entidades aisladas, sino que están compuestas por muchos elementos diferentes.

Ahí está la dificultad que afronta Apisense: en saber qué son las feromonas de la colmena y qué no. Y lo hace analizando diferentes gases, esos compuestos volátiles orgánicos que se sabe que forman parte de las feromonas. Sin embargo, detectarlos con precisión requiere un enorme entrenamiento para los algoritmos de inteligencia artificial, que deben ser capaces de identificarlos y, después, determinar que hay cambios en ellos por culpa de alguna enfermedad.

Como cada patología apícola es diferente, las alteraciones en las feromonas también lo son, así que se pueden establecer patrones y alertar de la presencia de una enfermedad. Y todo se apoya en algo tan difícil como acotar qué es una feromona.

Las reinas son la principal fuente de feromonas de la colonia. Foto: Gr8What, en Flickr.

Un idioma químico

Todo apicultor sabe que una colonia de abejas no se gobierna con jerarquías visibles, sino con química. Las feromonas son el idioma químico invisible que mantiene unido a este superorganismo.

En términos generales, una feromona es una sustancia química que un animal libera al exterior y que provoca una respuesta específica en otros individuos de su misma especie. A diferencia de las hormonas, que actúan dentro del propio cuerpo, las feromonas viajan fuera del organismo: se difunden por el aire o se transmiten por contacto, y funcionan como señales de alarma, atracción sexual, marcaje de rutas o reconocimiento entre miembros de un grupo. Las usan desde las polillas hasta los mamíferos, pero pocas especies dependen de ellas tanto como la abeja melífera.

En una colonia de abejas, las feromonas son el auténtico sistema nervioso colectivo. La reina produce la llamada “sustancia real” (feromona mandibular), que comunica a los miles de obreras que ella está presente y sana. Mientras este mensaje circula, las obreras no desarrollan ovarios ni intentan criar una nueva reina, y la cohesión social se mantiene. Cuando la reina falta o envejece, la concentración de esta señal cae y la colmena reacciona produciendo nuevas reinas.

Aspecto de la aplicación de Apisense.

Las obreras también emiten las suyas. La feromona de alarma, liberada cerca del aguijón, huele a plátano y desencadena el ataque defensivo del enjambre: por eso una sola picadura puede provocar una respuesta colectiva. La feromona de Nasonov, en cambio, sirve de “señal de guía” para orientar a las compañeras hacia la entrada o reagrupar un enjambre. Las larvas emiten feromonas de cría que regulan cuánto alimento reciben y frenan el envejecimiento de las nodrizas.

Entendidas en conjunto, estas señales explican cómo decenas de miles de individuos actúan como una sola entidad coordinada. Para el apicultor, leer estos mensajes —el nerviosismo de una colmena huérfana, el olor a alarma al abrir el cajón— es tan importante como observar los panales. Y ahí aparecen ideas como la de Apisense, que propone, por primera vez, una herramienta capaz de leer y sistematizar esas feromonas.

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3 – Apicultura de precisión: las colmenas se llenan de sensores

El producto de la empresa polaca es muy llamativo, pero también es solo el penúltimo eslabón de una ya muy larga cadena de herramientas tecnológicas que utilizan la inteligencia artificial para transformar el manejo de las abejas. Es lo que se conoce como apicultura de precisión.

El sector apícola lleva varios años sufriendo una auténtica revolución que supone, por un lado, el empleo de equipos de lo que se denomina internet de las cosas (IoT), u objetos conectados. Y, por otro, la constante incorporación de capas de inteligencia artificial que, utilizando técnicas como el learning machine y el aprendizaje profundo, aceleran procesos de cálculo y análisis que, en otras circunstancias, requerirían muchísimo tiempo y dinero.

Algunos de los avances más llamativos en este sentido son estos:

• Colmenas sensorizadas o robotizadas. Algunas de los desarrollos más avanzados en este ámbito van por el camino de la sensorización de las colmenas. Es decir, incluir sensores capaces de monitorizar todos los parámetros del manejor, de forma que el apicultor tenga toda la información. El producto más sofisticado es la colmena robot BeeWise. Sin embargo, hay incluso propuestas que permiten sensorizar una colonia desde el “hazlo tu mismo”. Es el caso de BeeSense, el prototipo de una “colmena digital e inteligente”.
• Balanzas inteligentes. Las básculas inteligentes para colmenas son, seguramente, el dispositivo conectado más habitual en los apiarios. Ya son miles los apicultores que las tienen en todo el mundo y, gracias a ellas, reciben constantemente información sobre la marcha de sus abejas. Combinan los sensores físicos (peso, humedad, temperatura, movimiento) con algoritmos de inteligencia artificial para detectar cambios y lanzar alertas.
• Escaneado de varroa. Una forma habitual de determinar el nivel de infestación de varroa de una colmena es contar ácaros caídos. Esto se puede hacer con test de campo, pero también con escáneres inteligentes. Es lo que hace, por ejemplo, BeePal, un sofisticado equipo que vimos en la última edición de Apimondia y que supone incorporar un escáner a una colmena para que lea los ácaros que caen a través del fondo sanitario. Una solución parecida es BeeSion, un gran escáner presentado recientemente en Corea.
• Monitorización de sonido. Escuchar el sonido de las colmenas es otra de las ideas que añaden inteligencia a la apicultura. Los cambios en el ruido que hacen las abejas son siempre indicadores del estado de la colonia y eso es lo que quieren aprovechar desarrollos capaces de analizar ese sonido.

Montaje del dispositivo BeeTV de Broodminder.

• Análisis de imágenes. Muchas técnicas recurren al reconocimiento de imágenes a través de inteligencia artificial. Los escáneres de varroa son una muestra de esta tecnología, pero también se utiliza para monitorizar la entrada de polen, la presencia de puesta o zánganos y otras muchas posibilidades. Incluso para alertar de la presencia de depredadores como la avispa asiática.
• Certificación genética. Una compañía chilena, Beeing, ya ofrece genética apícola certificada por inteligencia artificial. Es una forma mucho más rápida y barata de asegurar la calidad de las reinas que se venden en los grandes criaderos.

• Análisis de miel. La inteligencia artificial también se puede utilizar para analizar la miel y alertar sobre la presencia de posibles fraudes. Es una técnica muy reciente que están poniendo a punto investigadores universitarios.

A todos estos métodos y técnicas se une ahora Apisense, un nuevo enfoque en la detección de enfermedades que puede cambiar totalmente el manejo apícola.

4 – Bibliografía empleada

Biri, Melchiorre & Prats, Carmen (1988) El gran libro de las abejas. Barcelona: Editorial de Vecchi.

Jean Prost, Pierre (2007) Apicultura. Conocimiento de la abeja. Manejo de la colmena. Barcelona: Editorial Mundi Prensa.

Lasanta, Eugenio (2018). Apicultura práctica tradicional y moderna: La esencia en el hexágono. Madrid: Liber Factory.

Robles, Elena & Salvachúa, Carmelo (2012) Iniciación a la apicultura. Tecnología y calendario. Madrid: Editorial Mundi Prensa.

Salvachúa, Carmelo & Robles, Elena (2003) Manual de apicultura práctica. Sector apícola Galego.

Wilson, Noah (2014) La abeja. Una historia natural. Librería Universitaria de Barcelona: Barcelona.

Libros para saber más sobre apicultura