Tecnologías ópticas en agricultura:
LA LUZ COMO HERRAMIENTA

Es bien conocido que las plantas necesitan agua, sales minerales, dióxido de carbono y luz para elaborar su propio alimento, permitiendo así su supervivencia y crecimiento.

Los múltiples usos que la luz tiene en el ámbito tecnológico, el pilar base que es la luz en la agricultura, y la necesidad de incrementar la producción y productividad en el mundo globalizado en que vivimos, sitúa la luz como una herramienta clave en el desarrollo de nuevas técnicas agrícolas.

Algunas de las tecnologías vinculadas a la luz que se utilizan en la agricultura son la radiometría, espectrofotometría, colorimetría, iluminación LED, etc.

Pero… ¿por qué el manejo de la luz es importante en agricultura?

Porque parámetros como la cantidad, el tipo de luz y tiempo de exposición influyen en el crecimiento de las plantas.

La cantidad de luz determinará la velocidad en el proceso de fotosíntesis, influyendo así en la velocidad de crecimiento de las plantas. El tipo de luz, o mejor dicho el rango espectral de la radiación determinará el tipo de interacción con la planta. Por ejemplo: la radiación visible es absorbida por la clorofila permitiendo el desarrollo de la fotosíntesis, la radiación ultravioleta que puede provocar daños en el ADN, disminuir el florecimiento y desarrollo de las semillas, o la radiación ultravioleta A que puede provocar la elongación de la planta. Además, dependiendo del tipo de planta, para desencadenar el florecimiento necesitará que la duración de la radiación sea más o menos abundante según el caso.

Así, variaciones en el uso de la luz podrían mejorar la forma y color de las plantas, la precocidad de las cosechas o mejoras en el control de plagas y enfermedades. Cuando la luz natural no es suficiente, se quieren cultivar especies que se suelen desarrollar en otras zonas y temporadas, o incluso cultivos en interior se utilizan fuentes artificiales, en cuyo caso destaca la iluminación LED por su eficiencia, gran vida útil, variedad de longitudes de onda de emisión con espectros estrechos que permiten concentrar toda la energía en la longitud de onda donde la eficiencia de interacción con la planta sea mayor.

El estudio de como distintos parámetros de la luz afectan a un cultivo concreto es muy relevante para ayudar a los agricultores a aumentar la calidad y el rendimiento de sus cultivos. Además de añadir luz artificial como suplemento, algunas radiaciones pueden ser poco beneficiosas para ciertos cultivos. Una solución a este problema son las mallas fotoselectivas, que son cubiertas con propiedades ópticas para seleccionar que componentes de la radiación solar dejan pasar hasta los cultivos pudiendo mejorar la calidad de los frutos o proteger de plagas.

Además del uso de la luz sobre el cultivo, también existen aplicaciones con luz que ya se están implementando en el ámbito agrícola, donde destaca la desinfección mediante radiación ultravioleta de aire, agua y superficies (algunas de las cuales pueden ser las propias hortalizas recolectadas, con el fin de evitar se pudran rápidamente).

Entonces, ¿la luz sirve sólo como tratamiento?

La verdad es que no, la luz también funciona como una herramienta de reconocimiento y detección. Entre ellos destaca el uso de la colorimetría para determinar el grado de maduración de algunos frutos o el uso de firmas espectrales tanto sobre alimentos como sobre cultivos.

 

¿Qué son y para qué sirven las firmas espectrales?

Las firmas espectrales son un método en el que se recoge la intensidad reflejada para distintas longitudes de onda, registrando un espectro que será diferente según la pigmentación de las hojas u otros factores que pueden estar relacionados con el estado de la planta. De este modo, diferencias en los espectros pueden servir como indicador de síntomas que presentan las plantas, aunque no necesariamente las causas que los provocan, para lo cual se requiere de estudios de correlación de imágenes multiespectrales con otro tipo de análisis.


En definitiva, la luz es una forma de energía con versatilidad de uso en herramientas de tratamiento como de detección en todo tipo de ámbitos, y en el caso del sector agrario, hay una amplia gama de técnicas que pueden revolucionar su desarrollo.

BEATRIZ MENÉNDEZ

Responsable de Radiometría y colorimetría - FOTOGLASS


FOTOGLASS es una empresa líder en bio-óptica que combina la óptica física y la biomedicina. Su actividad se centra en el uso de la luz como herramienta para resolver problemas en un entorno vivo, como la inactivación de patógenos por ultravioleta C, la capacidad de discernir con exactitud entre tejido tumoral y no tumoral por tecnología nanoplasmónica, el uso de cromatografía dentro la alimentación o la creación de textiles inteligentes. Colabora con el Hospital Universitario Marqués de Valdecilla y la Universidad de Cantabria. Para más info: https://www.fotoglass.es