¿Cómo aportar desde la ciencia de la computación a la creación de sistemas de producción de alimentos sostenibles en el tiempo y que, a la vez, consideren el cuidado de recursos vitales como el agua? Es la pregunta que abordan el profesor del Departamento de Ciencias de la Computación, Jérémy Barbay, en conjunto con el estudiante de Ingeniería Civil en Computación, Cristián Bustos, quienes trabajan en el desarrollo de un simulador que permita ilustrar de manera didáctica conceptos que se estudian en cursos de permacultura.
El término permacultura proviene de la unión de las palabras permanent agriculture o "agricultura permanente" y, según explica el profesor Barbay, es un sistema de diseño agrícola que busca ser sostenible en el tiempo. “Existen técnicas de producción agrícola que han sido utilizadas por los seres humanos durante miles de años sin efectos negativos como daños a la tierra o contaminación del ambiente. Sin embargo, la permacultura no propone volver al pasado, sino diseñar un sistema de producción de alimentos que combine estos conocimientos con la información que hemos adquirido a lo largo del desarrollo humano, por ejemplo, sobre el manejo correcto de recursos naturales o del uso de elementos como los químicos, de modo que este sistema se pueda proyectar y mantener por miles de años”, señala.
“Lo que la permacultura propone en términos generales es tener métodos de producción de alimentos y tener una forma de vida que no se imponga sobre la naturaleza, es decir, no producir a cambio de destruir lo que nos puede dar la vida”, complementa Cristián Bustos y enfatiza que “uno de los elementos fundamentales es el agua, siendo puntos fuertes de la enseñanza de la permacultura el análisis y la creación de diseño de terrenos, y la gestión de recursos para poder usar el agua de forma óptima de modo que esta no se desperdicie”.
A partir de esta idea, trabajan en el desarrollo de un simulador orientado a la enseñanza de la permacultura, que sea ejecutable en un computador o una tablet, y en el cual los docentes de cursos de permacultura puedan crear ejercicios relacionados con la gestión de uso del agua. El académico del DCC destaca que, en la actualidad, aprender sobre este tema requiere no solo de tiempo, sino también de recursos como contar con un terreno donde poner en práctica lo aprendido, “entonces es algo lento y si lo queremos acelerar y escalar para que más gente pueda aprender en menor tiempo, tenemos que hacerlo en un entorno virtual y en eso desde la ciencia de la computación podemos aportar mucho”.
Las características fundamentales del simulador propuesto tienen que ver precisamente con la capacidad de poder generar y editar terrenos, y la simulación de agua para observar su comportamiento. “Por ejemplo, será posible comenzar con un terreno totalmente plano para luego ir haciendo modificaciones sobre la altura o tomar una imagen de algún terreno en una escala de grises y generar una réplica en 3D, sobre la cual se puedan hacer simulaciones de cómo se podría deslizar o acumular el agua, e incluir variables como el sol o el clima”, explica Cristián Bustos.
Aprendizaje activo e inmediato
Para el desarrollo de esta propuesta, se está trabajando con el investigador del Departamento de Horticultura de la Universidad de Oregon, Andrew Millison, quien se ha dedicado a estudiar el tema de la permacultura. El profesor Jérémy Barbay cuenta que Millison tiene una lista de videos en los cuales explica con una caja de arena, temas como la acumulación del agua según distintas formas de terreno. “Los estudiantes ven sus videos, pero luego tienen que ir a un terreno real para poner en práctica lo que vieron. Con el simulador podrán trabajar inmediatamente en ejercicios sobre el tema, realizando así aprendizaje activo. Se podrá construir una caja de arena virtual donde los alumnos y las alumnas puedan replicar lo que Andrew Millison hace en su video. Por ejemplo, crear un terreno donde el agua se vaya al mar y otro donde se acumule”, explica el profesor Barbay quien destaca que las fortalezas de este simulador radican en la entrega de un espacio “donde será posible experimentar sin consecuencias para el medioambiente, sin necesidad de comprar un terreno y donde se podrá acelerar el tiempo para ver los resultados sin tener que esperar dos o tres décadas”.
Dentro de los desafíos que involucra llevar a cabo este proyecto, destacan aspectos como el trabajo interdisciplinario, por ejemplo, con geólogos para validar visualizaciones de terreno o con los mismos profesores de permacultura. Sin embargo, ambos concuerdan que el mayor desafío tiene que ver con construir un simulador atractivo y de fácil uso no solo para los estudiantes, sino particularmente para los docentes. El profesor Jérémy Barbay afirma que se busca “entregar un entorno donde se pueda pedir al estudiante que ensaye e, incluso, que voluntariamente cometa errores, porque este simulador permitirá que en el curso de permacultura se puedan hacer ejercicios del tipo ‘riega con agua de mar y ve lo qué sucede’. Me parece que va a ser un aporte no solo para mejorar el curso, sino también para cambiar la forma educativa”.
Además, los investigadores buscan documentar todo el proceso de desarrollo, de modo que en un futuro cercano sea posible avanzar hacia la construcción de un simulador con mayores funcionalidades, mayor realismo y precisión, que permita ver aspectos como el flujo de agua en napas subterráneas.
Tanto Cristián Bustos como Jérémy Barbay concuerdan en que este proyecto constituye un aporte desde la computación a los desafíos medioambientales de hoy, relacionado en este caso con la generación de un sistema agrícola sostenible en el tiempo. “Es importante para cualquier ser humano tomar conciencia de este tema y la informática puede aportar mucho”, expresa el académico del DCC. "Siendo la computación y todos sus subproductos herramientas que pueden estar al servicio de la sociedad, creo que es importante usar dichas herramientas para poder solventar problemas que nos afectan a todos nosotros, como lo es la crisis medioambiental. La computación nos permite crear representaciones o modelos de la realidad mediante simulaciones o videojuegos, y aunque estas no sean una representación fidedigna, nos permiten aprender y enseñar cosas que, de otra forma, no serían posibles", concluye el estudiante de Ingeniería Civil en Computación.
