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Una investigación mexicana con lechugas aeropónicas permite asomarnos a una tecnología que podría cambiar la manera de diseñar, monitorear y controlar los cultivos en ambientes protegidos
Imagine poder observar en una computadora cómo responderá una lechuga si aumenta la temperatura, disminuye la humedad o cambian las condiciones de su entorno antes de modificar el cultivo real. Ésta es la lógica detrás de una de las tecnologías emergentes más interesantes de la agricultura digital: los gemelos digitales. En México, investigadores del Tecnológico Nacional de México desarrollaron un modelo digital de lechugas aeropónicas que permite explorar esta nueva frontera tecnológica.
Los gemelos digitales comenzaron a utilizarse principalmente en sectores industriales. La idea consiste en crear una representación virtual de un objeto o proceso físico que pueda alimentarse con información del mundo real.
Una turbina puede tener un gemelo digital.
Una fábrica también.
Y ahora, también puede tenerlo un cultivo.
En agricultura, la posibilidad resulta especialmente atractiva porque las plantas responden simultáneamente a temperatura, humedad, luz, agua, nutrientes, CO₂ y muchas otras variables.
Si podemos representar esas relaciones digitalmente, podemos comenzar a preguntarle al modelo:
¿qué pasaría si modificamos las condiciones antes de hacerlo en el cultivo real?
Del cultivo real al cultivo virtual
Investigadores del Tecnológico Nacional de México, adscritos al Instituto Tecnológico de Celaya y al Instituto Tecnológico de Roque, en Guanajuato, desarrollaron un trabajo denominado Desarrollo de un modelo digital didáctico de lechugas aeropónicas, publicado en 2024 en la revista Research in Computing Science.
Participaron Raúl O. Herrera-Arroyo, Juan J. Martínez-Nolasco, José E. Botello-Álvarez, Mauro Santoyo-Mora y Ricardo Yáñez-López.
El objetivo fue desarrollar un modelo digital de lechugas cultivadas mediante aeroponía que permitiera comprender cómo determinadas variables ambientales afectan su crecimiento.
El sistema considera particularmente temperatura y humedad relativa, permitiendo modificar virtualmente estas condiciones y observar su efecto sobre el desarrollo de las plantas.
Es, en esencia, una forma de experimentar primero en el mundo digital.
Pero ¿es realmente un gemelo digital?
Aquí debemos hacer una distinción importante.
Un modelo digital representa un sistema físico, pero puede permanecer desconectado de él. Los datos se introducen manualmente y lo que sucede en el cultivo real no necesariamente actualiza automáticamente al modelo.
Un gemelo digital completo, en cambio, mantiene comunicación con el sistema físico.
Imagine una lechuga creciendo dentro de una granja vertical.
Sensores registran continuamente temperatura, humedad, iluminación, CO₂, pH y conductividad eléctrica. Las cámaras observan el crecimiento.
Toda esa información actualiza constantemente la representación virtual.
El gemelo sabe lo que está sucediendo en el cultivo.
Pero puede hacer algo todavía más interesante: simular lo que podría suceder después.
El propio trabajo mexicano señala esta diferencia. Por eso resulta más preciso decir que los investigadores desarrollaron un modelo digital que constituye un paso hacia las aplicaciones de gemelos digitales agrícolas.
La diferencia es importante porque evita convertir una tecnología experimental en algo que todavía no es.
¿Para qué queremos una lechuga virtual?
El verdadero potencial aparece cuando utilizamos la representación digital para hacer preguntas.
¿Qué ocurrirá si aumenta la temperatura?
¿Qué sucede si disminuye la humedad?
¿Podemos modificar las condiciones ambientales sin afectar el crecimiento?
¿Podríamos anticipar cuánto producirá el cultivo?
¿Existe una combinación de variables que permita utilizar menos energía?
En una agricultura tradicional, responder algunas de estas preguntas requiere experimentar directamente sobre las plantas.
Un gemelo digital permitiría realizar primero parte de esos experimentos virtualmente.
No sustituye necesariamente al ensayo agronómico real, pero puede ayudar a identificar escenarios prometedores antes de aplicarlos.
¿Por qué comenzar con agricultura indoor?
Los cultivos sin suelo y la agricultura en ambiente controlado son particularmente adecuados para desarrollar esta tecnología.
En campo abierto existen innumerables variables difíciles de controlar: lluvia, viento, radiación, temperatura, suelo y eventos meteorológicos.
En una instalación indoor o una granja vertical, muchas de esas variables pueden medirse y modificarse.
La iluminación puede controlarse.
También la temperatura.
La humedad.
La solución nutritiva.
El pH.
La conductividad eléctrica.
Incluso el CO₂.
Eso convierte estos sistemas en enormes generadores de datos y crea condiciones favorables para construir representaciones digitales cada vez más precisas.
De modelo digital a sistema inteligente
El desarrollo internacional de esta tecnología permite observar hacia dónde podría dirigirse.
En julio de 2026, una investigación publicada en Frontiers in Plant Science presentó un marco de gemelo digital para agricultura en ambiente controlado capaz de integrar sensores, modelos predictivos y sistemas de control.
El estudio utilizó precisamente lechuga como caso de análisis y planteó un sistema donde el modelo puede estimar biomasa y realizar predicciones sobre el crecimiento.
Otra investigación publicada en 2026 desarrolló un sistema de gemelo digital de cultivos que combina datos del microclima, sensores, inteligencia artificial y monitoreo del crecimiento de lechuga. El sistema puede incluso ajustar iluminación artificial para responder a cambios en la luz natural.
Esto muestra la evolución:
modelo digital → sensores → datos en tiempo real → predicción → automatización.
Ahí comienza a aparecer el verdadero gemelo digital.
Una especie de laboratorio virtual
Una de sus aplicaciones más interesantes podría ser probar escenarios.
Supongamos que una granja vertical necesita reducir su consumo eléctrico.
En lugar de modificar directamente las condiciones del cultivo, el sistema podría simular distintas estrategias de iluminación y analizar su posible impacto sobre el crecimiento.
Otro escenario:
los sensores detectan un aumento de temperatura.
El gemelo digital puede utilizar modelos para estimar cómo podría afectar al cultivo y ayudar a determinar qué ajuste ambiental sería conveniente.
Con suficiente información, incluso podría anticipar problemas antes de que sean visibles.
El objetivo ya no sería solamente saber qué está ocurriendo, sino estimar qué puede ocurrir después.
El gemelo digital no trabaja solo
Para llegar a ese nivel se necesita mucho más que una representación gráfica de una planta.
Se requieren sensores confiables.
Internet de las Cosas.
Bases de datos.
Modelos matemáticos.
Cámaras.
Inteligencia artificial.
Capacidad de procesamiento.
Y, sobre todo, información agronómica de calidad.
El gemelo digital funciona como un punto de encuentro entre todas estas tecnologías.
Por eso probablemente escucharemos cada vez más este concepto dentro de la agricultura de precisión.
¿Puede llegar al campo abierto?
Sí, aunque el reto aumenta considerablemente.
En un invernadero o granja vertical muchas variables pueden controlarse. En una parcela abierta no podemos ordenar que deje de llover, modificar la radiación solar o controlar la temperatura.
Sin embargo, pueden incorporarse estaciones meteorológicas, sensores de suelo, satélites, drones y datos históricos para construir representaciones digitales de parcelas completas.
El objetivo sería el mismo: comprender mejor el sistema, simular escenarios y anticipar comportamientos.
La precisión dependerá de la calidad de los datos y de los modelos utilizados.
México comienza a explorar esta tecnología
El trabajo desarrollado en Guanajuato no representa todavía una granja controlada por un gemelo digital.
Y ésa es precisamente una distinción que debemos conservar.
Es un modelo digital didáctico funcional, desarrollado para explorar cómo las variables ambientales influyen sobre lechugas aeropónicas.
Pero también demuestra que investigadores mexicanos están trabajando con conceptos que forman parte de una frontera tecnológica internacional que avanza rápidamente.
En pocos años hemos pasado de digitalizar registros agrícolas a intentar construir representaciones virtuales capaces de seguir el comportamiento de los cultivos.
El siguiente paso será conectarlas permanentemente con sensores y sistemas físicos.
Después vendrán la predicción y la automatización.
Y entonces una pregunta que hoy parece futurista comenzará a formar parte de las decisiones agrícolas:
¿qué dice el gemelo digital que ocurrirá con mi cultivo?
Quizá la agricultura del futuro no comience sembrando.
Quizá, antes de tocar una planta, comience probando posibilidades dentro de una computadora.
Fuentes
Herrera-Arroyo, R. O.; Martínez-Nolasco, J. J.; Botello-Álvarez, J. E.; Santoyo-Mora, M.; Yáñez-López, R. (2024). Desarrollo de un modelo digital didáctico de lechugas aeropónicas. Research in Computing Science, 153(9), pp. 159-168.
Frontzek, J.; Wagner, Z.; Streif, S. (2026). Dynamic, adaptive and modular Digital Twin framework for resource-efficient Controlled Environment Agriculture. Frontiers in Plant Science, 17. DOI: 10.3389/fpls.2026.1864757.
Internet of Things (2026). A crop digital twin system for predictive growth monitoring and adaptive light control in controlled environment agriculture. DOI: 10.1016/j.iot.2026.101935.
