Tecnologa lser y sus beneficios en la agricultura

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Una de las principales caractersticas de la agricultura moderna es que cada vez se ha vuelto ms sofisticada y precisa, gracias al uso de las ltimas tecnologas disponibles, como es el caso de la tecnologa lser.

Pero cabra preguntarnos, cmo se usa esta tecnologa en la agricultura? Cuando escuchamos hablar sobre el lser, pensamos en pelculas de ciencia ficcin, en pistolas lanzando rayos rojos, y dems cosas por el estilo, pero en la agricultura jams.

Sin embargo, hoy en da s podemos hablar de tecnologa lser en agricultura, como un conjunto.

Precisamente en este artculo analizaremos sus aplicaciones ms conocidas:

1. Bioestimulacin con lser

2. Nivelacin de terrenos para cultivos con lser

3. Momentos de cosecha con tecnologa lser

Bioestimulacin con lser

Uno de los grandes avances en el uso del lser en la agricultura lo constituye, sin lugar a dudas, la Bioestimulacin, la cual puede ser aplicada en semillas y plantas, con el objetivo de mejorar su desarrollo, sus niveles de resistencia, as como la calidad de los cultivos.

De acuerdo con investigaciones recientes realizadas por un grupo de cientficos en Mxico, se revel que la bioestimulacin, tiene la virtud de beneficiar las siembras afectadas por sequas, exceso de fro y contaminacin por el efecto de metales como el aluminio, los rayos ultravioleta y una alta salinidad. En general, favorece el desarrollo de cultivos en condiciones adversas.

Las investigaciones fueron desarrolladas por el Departamento de fsica del Cinvestav (Centro de Investigacin y de Estudios Avanzados del Instituto Politcnico Nacional) de Mxico, en combinacin con expertos de la Escuela Superior de Ingeniera Mecnica y Elctrica (ESIME) del Instituto Nacional, Universidad Autnoma de Zacatecas, entre otras instituciones tanto nacionales como extranjeras.

Dentro de las novedades de las investigaciones, se dirigieron esfuerzos en la caracterizacin de las semillas, buscando saber su espectro de absorcin ptico, trabajando con longitudes de ondas de diversos colores para determinar a qu longitud absorben ms o menos luz.

Igualmente, las investigaciones arrojaron resultados, sobre los niveles de penetracin del lser, para conocer si se da en la superficie o llega hasta el germen.

Se trabaj en los procesos de anlisis,con muestras de varios productos como trigo, frijol, tomate y lechuga, haciendo uso de un equipo de laboratorio especializado llamado espectmetro fotoacstico.

Una vez recaudados los datos, se generan los referentes que servirn de gua para as determinar con precisin los niveles de dosificacin y los intervalos ptimos de irradiacin, dependiendo de cada caso.

Desde la dcada de los 60 se han venido haciendo experimentos con radiaciones sobre muchos cultivos, principalmente el trigo. En un principio se usaban lseres de rub, argn, neodimio y dixido de carbono.


Imagen cortesa de laboratoryequipment.com

Hoy en da, los cientficos disponen de diodos lser, los cuales son altamente eficientes y una tecnologa mucho ms econmica que las anteriores.

La intensidad de las irradiaciones, medidas como miliwatts, as como los perodos de exposicin, que van de o.1 hasta 10,800 segundos, varan por varios factores. Por un lado el tipo de lser usado y por el otro el tipo de planta a ser tratada.

El planteamiento de los expertos en la materia es encontrar las vas para aplicar estas tecnologas a escala industrial para aumentar la produccin de alimentos y el rendimiento de los cultivos, buscando con eso afrontar el cambio climtico, as como el incremento de la poblacin a nivel mundial.

Por otro lado todo, esto puede lograrse de modo econmico y sostenible en el tiempo, en tanto se reducira considerablemente el uso de plaguicidas qumicos, lo cual qued registrado en documentos cientficos sobre la Bioestimulacin lser en semillas y plantas.

Estamos hablando de que, una de las grandes ventajas de la tecnologa lser en la agricultura redunda en la preservacin del medio ambiente, algo verdaderamente importante.

Los cientficos involucrados en los estudios consideran que se deben seguir estudiado a profundidad los efectos de la Bioestimulacin lser, tanto a nivel micro como a nivel macro, en semillas, para determinar los parmetros exactos de irradiacin que generen efectos positivos y favorables en estas.

Las irradiaciones con la Bioestimulacin lser se aplican en baja intensidad; esto se debe a que se han observado casos donde las irradiaciones son ms intensas durante mayor tiempo de exposicin, pudiendo presentarse alteraciones genticas en las plantas.

Sin embargo, los cientficos afirman que el lser no tiene capacidad ionizante, es decir, que es incapaz de producir alteraciones en los balances qumicos de las molculas de las plantas.

Los cientficos trabajan arduamente en desarrollar diversas fuentes de lser controladas para hacer estos experimentos, con los que buscan obtener las combinaciones precisas de intensidad, potencia, longitud de onda, irradiacin y tiempos de exposicin a la luz, de acuerdo a cada tipo de semilla.

En Mxico esto es algo muy novedoso y reciente, en comparacin con otros pases donde ya existen mtodos muy desarrollados de tecnologa lser en agricultura, como Rusia, China o Japn. De hecho, an est en una fase experimental, pero muy pronto se podr acceder a estos avances, con irradiadores porttiles, en beneficio del desarrollo agrcola del pas.

Nivelacin de terrenos para cultivos con lser

La labor de nivelar los terrenos agrcolas es de mucha importancia, de cara al inicio de las labores de cultivo.

Los avances tecnolgicos hoy en da ofrecen la posibilidad de llevar a cabo este trabajo de modo ms preciso para aprovechar al mximo la geografa de los suelos por medio de dispositivos con esta tecnologa, que permiten hacer nivelaciones altamente optimizadas.

La gran utilidad en el uso de estos dispositivos es que las labores de nivelacin dejan de depender exclusivamente del tractorista, quien a pesar del mayor de sus esfuerzos no puede ver con exactitud el nivel del terreno para llevarlo al punto necesario. De hecho, pasa que muchas veces se desnivelan los suelos, en lugar de nivelarlos.

Pero ya eso es pasado: ahora, con el uso del lser, es posible nivelar todo el terreno, simplemente siguiendo las instrucciones del apuntador, que va indicando dnde trabajar y con qu intensidad. Ahora el conductor del tractor slo se ocupa de conducir.

Otro gran aporte al desarrollo agrcola lo constituye el que las nivelaciones de terrenos hechas con tecnologa lser son de larga duracin. Estamos hablando de que duran alrededor de 10 aos o ms sin necesidad de rehabilitaciones.

Cuando se comenz a usar estas tecnologas, hace alrededor de 20 aos, se pensaba que lo mximo que duraran los terrenos sin necesidad de ser nivelados nuevamente seran unos 5 aos. Pero la prctica ha demostrado que los terrenos permanecen perfectamente nivelados por ms de 10 aos, y sin requerir de retoques, que es todava mejor.

Aprende un poco ms sobre el proceso de nivelacin del terreno con lser haciendo clic en la siguiente imagen:

Nivelacin del terreno con tecnologa lser

Foto cortesa de laverderevolucionblog.wordpress.com

Ventajas de la nivelacin de terrenos con lser

1. Disminucin en el consumo de agua de riego. Al estar perfectamente nivelado el suelo, se nota una reduccin significativa en las cantidades de agua para irrigacin.

2. Se disminuye la cantidad de “muros” en las plantaciones, lo que repercute en la disminucin de costos y un aumento del rea de cultivo de alrededor del 8%.

3. Los efectos negativos generados por la erosin desaparecen, por lo que se consigue una buena conservacin del suelo, as como la optimizacin en el aprovechamiento de los fertilizantes.

4. Los mecanismos para la siembra directa se facilitan enormemente, as como el uso de trasplantadoras y cosechadoras, dada la reduccin de los “muros”.

5. Incremento de la produccin, como efecto de la disposicin de grandes rectngulos de cultivos.

6. Se logra un crecimiento uniforme de las plantaciones, dado el aprovechamiento en iguales partes del terreno, de los nutrientes y de los fertilizantes, lo que garantiza una produccin abundante a lo largo de toda la superficie plantada.

Momentos de cosecha con tecnologa lser

Dentro de los avances ms recientes y significativos en el tema nos encontramos investigaciones en el campo de la deteccin del punto exacto para cosechar los frutos, lo que se conoce popularmente, como punto de maduracin, que permite desde el conocimiento de los as llamados frutos “climatricos”, determinar cuando estn listas las bananas, manzanas, peras y tomates, aprovechando el conocimiento de cul es el mejor momento de calidad, a nivel de sabor y textura.

Dichas investigaciones son desarrolladas desde hace poco tiempo por cientficos de la Universidad de San Jos en el Lbano, y la Universidad de Bretaa Occidental de Brest en Francia, todo lo cual est publicado en la revista cientfica Applied Optics, que maneja The Optical Society (OSA).

Se trata de programas en pleno desarrollo, cuyos resultados arrojarn interesantes resultados, con sus posibilidades de implementacin agrcolas. El mismo est basado en la as llamada tecnologa lser biospeckle, la cual tiene la capacidad de detectar el punto de apogeo exacto en los frutos climatricos.

De acuerdo a los cientficos todo gira en torno a la importancia de ese apogeo en los frutos climatricos.

Ellos clasifican los frutos en climatricos y no climatricos. Los frutos climatricos pueden continuar su maduracin, despus de ser separados del rbol o planta de origen, por lo que estos frutos emiten etileno y viven ese proceso conocido como apogeo climatrico, llegando a un nivel mximo de emisin de etileno, que indica el momento de madurez. En ese punto los frutos estn ms expuestos al ataque de hongos, o se deterioran progresivamente, debido a la muerte de las clulas.

Los equipos usados en los experimentos fueron increblemente sencillos, una luz coherente, el rayo lser, algunos polarizadores, y unas placas de cuarto de onda, para ayudar en la generacin de las diferentes polarizaciones con sus correspondientes incidencias, y una cmara digital para registrar en video el patrn de speckle.

Los experimentos de la actividad de biospeckle fueron realizados usando la iluminacin con luz coherente, sobre un medio biolgico, en este caso se usaron lotes de manzanas Golden, unas fueron colocadas a baja temperatura, mientras que el otro lote a temperatura ambiente.

Pero en s cmo funciona esto?

La luz lser tiene la capacidad de interactuar con cualquier medio, para lo cual se pueden usar diferentes vas como la absorcin, la reflexin y la dispersin.

Cuando los fotones se dispersan por el medio, son interceptados por el campo de luz incidente, crendose un patrn speckle. Este patrn cual se manifiesta como un grupo de puntos resplandecientes y oscuros que se llaman granos speckle, y le dan forma al patrn. Cuando el medio es biolgico, lo que se traduce como actividad celular, el patrn speckle mostrar cambios en el tiempo.

Cuando se obtienen los patrones speckle, estos a su vez son interrelacionados con la referencia estndar, la cual se basa en las emisiones de etileno emitidas y obtenidas mediante otros anlisis. Todo esto valida al biospeckle como mtodo no invasivo e inocuo para la actividad celular de los frutos, cuyo nico objetivo es determinar los niveles de emisin de etileno para as detectar el momento mximo de su apogeo, traducido como la maduracin plena del fruto.

El objetivo ltimo de estas investigaciones es desarrollar herramientas porttiles de uso para los agricultores, las cuales permitirn evaluar, desde el interior de las frutas, el momento exacto de madurez, para as cosechar en el tiempo preciso, aprovechando al mximo el apogeo de los cultivos.

La agricultura de maana, Hoy!

Ya sabes que utilizar tecnologas en el campo puede resultar altamente beneficioso y rentable.

Antes, en este artculo, revisamos los tipos de tecnologa que se usan en el agro y los principales motivos por los que deberas considerar su implementacin.

La tecnologa informtica es una de las ms populares hoy por hoy. Existe un gran nmero de aplicaciones mviles que permiten mantener un cuaderno de campo electrnico de fcil uso y manejo.

Sin embargo, cuando la produccin se incrementa y las labores hacen lo propio, se necesita tener el control no solamente del rea de produccin, sino tambin de la administracin y las finanzas agrcolas en un solo lugar.

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Te explicamos mejor en qu consiste en slo 2 minutos con el siguiente video:

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Conclusin

Como pudimos apreciar, aunque suene un poco futurista, son cosas que estn sucediendo; la tecnologa lser en la agricultura es un hecho. Vimos cmo se pueden nivelar los terrenos, ayudar en el rendimiento de semillas y plantas, as como detectar sin afectar los frutos, el momento preciso para cosecharlos.

Tambin existen otros usos, como por ejemplo, en conjunto con drones y tecnologa GPS:

Para concluir debemos agregar que esto apenas est comenzando, ya que las investigaciones sobre la tecnologa lser y sus aplicaciones en la agricultura son bastante recientes.

En los prximos aos es mucho lo que est por verse, y lo mejor de todo es que nuestro pas est pendiente de sumarse a estas iniciativas de vanguardia, entendiendo que ahora la agricultura es una labor de gran alcance, lo que implica la incorporacin de tecnologas de punta.