Desarrollaron un sensor para detectar malezas en los cultivos

Investigadores del Centro de Investigaciones Opticas de La Plata (Ciop) desarrollaron un sensor remoto de bajo costo que permite detectar diferencias en la cobertura del suelo con malezas y, por lo tanto, regular la aplicación de herbicidas.

"Al extenderse el uso de la siembra directa en los campos, aumentó la aplicación de herbicidas para evitar la propagación de malezas en el rastrojo, especialmente en las primeras etapas de crecimiento de los cultivos -explica el ingeniero agrónomo Christian Weber, becario del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas y docente de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP)-. Por eso es conveniente controlar el uso de estos productos con el fin de disminuir su impacto en el ecosistema. Nuestro sensor de malezas permite determinar qué zonas del campo requieren mayores dosis de herbicidas y cuáles menos, con la ventaja adicional de ahorrar gastos."

El sensor fue desarrollado en el mencionado centro, que depende del Conicet y de la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC), y fue probado exitosamente en los terrenos de experimentación agraria que posee la universidad.

Un "radar" de campo

Según explican sus creadores, el instrumento mide la intensidad de luz reflejada por la vegetación.

La luz solar está compuesta por la superposición de luces de distintos colores, cada una de ellas caracterizada por su longitud de onda. Por otra parte, cada material (sea orgánico o inorgánico) tiene la propiedad de reflejar con mayor intensidad ciertas longitudes de onda de la luz.

Esto permite que, al enfocar con el sensor una superficie en el campo, se pueda determinar si las intensidades máximas de la luz reflejada corresponden a malezas, al suelo o a vegetación seca.

Estas longitudes de onda características son bien conocidas, y en la actualidad existen sensores importados que emplean filtros de luz especiales, pero son de alto costo, y un sistema de detección para medir la intensidad lumínica.

Lo que aportaron los científicos y técnicos del Ciop es un diseño que permite eliminar los filtros utilizando LED para detectar la luz reflejada. Un LED es un diodo que emite luz de un color determinado, acotada dentro de una estrecha banda de longitudes de onda. Pero el LED puede también absorber bandas de luz específicas, distintas de las emitidas.

El grupo del Ciop, dirigido por el doctor en física Jorge Tocho (investigador principal del Conicet y profesor de la UNLP), utilizó esta propiedad y determinó las bandas de absorción de distintos tipos de LED, ya que no están establecidas por el fabricante. Encontró así cuáles son los LED que absorben las longitudes de onda de las bandas reflejadas por las malezas.

Detector automático

El técnico electrónico Edmundo Rodríguez, personal de apoyo del Conicet, tuvo a su cargo la elaboración de este sensor que es más económico que el importado, ya que el costo de los LED es mucho menor que el del instrumental convencional.

El nuevo equipo, instalado en los picos de la máquina de pulverización, detectará la maleza, y un sistema electrónico emitirá una señal que abrirá el pico para rociarla con el herbicida. Actualmente se está tramitando la patente del sensor a nombre del Conicet, la CIC y la UNLP, las tres instituciones que patrocinaron el proyecto.

Un agrónomo entre físicos

En 2002, Weber empezó a trabajar en un laboratorio donde se procesan imágenes satelitales para obtener información sobre el estado de cultivos y de vegetación silvestre.

Esto llevó al Ciop a hacer un curso sobre aplicaciones tecnológicas de la óptica, y allí surgió la oportunidad de realizar un trabajo de doctorado empleando sensores de vegetación, pero situados sobre el suelo.

"Comencé en 2004 con el objetivo de detectar nitrógeno en trigo -detalla Weber-. El nitrógeno integra la molécula de clorofila, una sustancia indispensable para el crecimiento de las plantas. Por eso, midiendo la clorofila puede saberse si están bien nutridas con nitrógeno o si es necesario agregarles fertilizantes. La absorción de la radiación solar por las plantas para el proceso de fotosíntesis se realiza en la clorofila y es controlada por interacciones moleculares dentro de los tejidos vegetales. Entonces, la luz solar absorbida por una planta -y por lo tanto la reflejada- varía según el contenido de clorofila de sus hojas."

Para detectar la banda del espectro de luz absorbida por la clorofila se debe utilizar la tecnología convencional de filtros de luz. Se empleó un equipo confeccionado en el Ciop por el ingeniero Fabián Videla, profesional de la CIC.

Los científicos también desarrollaron un sistema por el cual ese sensor mide simultáneamente la luz incidente y la luz reflejada, lo que permite eliminar la influencia en la medición de fluctuaciones en la luz solar que llega, debidas por ejemplo al paso de nubes o a polvo en el ambiente.

Luego de este trabajo, los investigadores exploraron la detección de malezas en los rastrojos con la tecnología de los LED. Aunque la investigación multidisciplinaria todavía no terminó, todo indica que pronto dará nuevos resultados.