Los sensores subfoliares podrían ofrecer información en tiempo real sobre la salud de los cultivos

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Controlar la salud de los cultivos a partir de imágenes aéreas tiene sus límites, ya que sólo pueden ofrecer una visión general. Ahora se presenta un innovador sensor espectral diseñado para acoplarse directamente al envés de las hojas de las plantas.

Desarrollado por Ko-ichiro Miyamoto, Kaori Kohzuma y su equipo de la Universidad japonesa de Tohoku, este dispositivo está pensado para colocarse en varias «plantas centinela» repartidas por un campo. El sensor consta de dos componentes principales.

La configuración incluye un cabezal sensor que se fija al envés de una hoja para que no bloquee la luz solar. Este cabezal se conecta mediante un cable a una unidad de control cercana, que alberga una batería de litio, un microprocesador Arduino, una antena y otros componentes electrónicos.

Iluminación de las hojas y medición de la luz

A intervalos determinados, el cabezal del sensor utiliza dos LED para iluminar brevemente el envés de la hoja. Un fotodiodo situado entre los LED analiza el espectro de la luz reflejada. Además, el diodo mide la luz solar que atraviesa la hoja cuando los LED están apagados.

De hecho, al restar la medición de la luz solar de la lectura de los LED, el sistema determina el espectro de la luz absorbida por la hoja. Estos datos revelan el color actual de la hoja, un indicador clave de la salud de la planta y de los cambios estacionales.

Los datos recogidos por los sensores se procesan en un servidor en la nube, se accede a ellos a través de una red celular y se ponen a disposición de los usuarios.

Despliegue de sensores y recogida de datos en hojas de abedul dorado

Durante las pruebas, se colocaron varias unidades de sensores en las hojas de los abedules dorados del jardín experimental de la Universidad de Tokio. Durante dos semanas, los sensores recogieron automáticamente datos cada dos horas a medida que las hojas cambiaban de color de forma natural, pasando del verde al amarillo o al marrón.

Cuando se analizaron, los datos del sensor coincidían con los resultados de los espectrómetros portátiles utilizados por los investigadores durante el mismo periodo. Sin embargo, en la agricultura a gran escala, el uso de dispositivos manuales requeriría mucho más tiempo y trabajo que el de los sensores automatizados.

La fabricación de los sensores prototipo cuesta «unas decenas de dólares» cada uno, aunque la producción en serie podría reducir considerablemente el precio.

En conclusión, «este sensor económico ofrece una solución práctica para controlar la salud y el estrés de las plantas analizando el color de las hojas y el reflejo de la luz», afirma Kohzuma. «Su asequibilidad permite desplegar múltiples sensores en distintos lugares, habilitando una red para una vigilancia exhaustiva en tiempo real».

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