{"id":152522,"date":"2014-01-13T09:05:37","date_gmt":"2014-01-13T11:05:37","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=152522"},"modified":"2014-07-16T18:25:51","modified_gmt":"2014-07-16T21:25:51","slug":"el-campo-iluminado","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/el-campo-iluminado\/","title":{"rendered":"El campo iluminado"},"content":{"rendered":"

\"LaserInfograf\u00eda: Ana Paula Campos \/ Ilustraci\u00f3n: Alexandre Affonso<\/span><\/a>Dentro de algunos a\u00f1os, peque\u00f1os haces de luz l\u00e1ser apuntados hacia la hoja una planta o hacia un fragmento de suelo podr\u00e1n volverse comunes en los cultivos agr\u00edcolas. El l\u00e1ser se est\u00e1 convirtiendo en un medio confiable a la hora de analizar los elementos qu\u00edmicos presentes en un vegetal y para suministrar informaci\u00f3n importante sobre el abono, por ejemplo. Y lo que es m\u00e1s importante: estos ensayos pueden hacerse en tiempo real en el propio campo, en unos pocos minutos, e incluso contando con el apoyo de la localizaci\u00f3n v\u00eda GPS. Esta tecnolog\u00eda, denominada espectroscopia de plasma inducido por l\u00e1ser (Libs, por sus siglas en ingl\u00e9s), es la que emplea el robot Curiosity de la Nasa, para la detecci\u00f3n de elementos tales como hierro, carbono y aluminio en las rocas de Marte. Un aparato similar se desarroll\u00f3 en Embrapa Instrumentaci\u00f3n, unidad de la estatal brasile\u00f1a de investigaci\u00f3n agropecuaria con sede la localidad de S\u00e3o Carlos, en el interior paulista. \u201cEs el primer sistema Libs embarcado construido en Brasil\u201d, dice la investigadora D\u00e9bora Milori, de Embrapa, coordinadora del proyecto en el Centro de Investigaciones en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica, uno de los Centros de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid) de la FAPESP. Adem\u00e1s de su apoyo al Cepid, la Fundaci\u00f3n patrocina esta investigaci\u00f3n mediante una beca posdoctoral cuyo adjudicatario es el f\u00edsico Jader Cabral.<\/span><\/p>\n

Una versi\u00f3n m\u00e1s sofisticada de la t\u00e9cnica Libs es la de doble pulso. En \u00e9sta, existe un retardo entre ambos haces de l\u00e1ser en un lapso que va de los nanosegundos a los microsegundos. La ventaja de la misma sobre el sistema de pulso \u00fanico, que es el m\u00e1s utilizado por la comunidad cient\u00edfica, radica en la posibilidad de aumentar varias veces la intensidad de la se\u00f1al, mejorando as\u00ed el l\u00edmite de detecci\u00f3n de esta t\u00e9cnica empleada para la cuantificaci\u00f3n de elementos. Embrapa tambi\u00e9n construy\u00f3 recientemente un sistema Libs de doble pulso, con la colaboraci\u00f3n del f\u00edsico Gustavo Nicolodelli y del becario de posdoctorado de la FAPESP.<\/p>\n

\u201cExisten varios trabajos que muestran que el sistema Libs de doble pulso tiene un desempe\u00f1o anal\u00edtico mejor, con un aumento de la sensibilidad y de los l\u00edmites de detecci\u00f3n entre dos y 20 veces mayores que los que se obtienen con los m\u00e9todos que se valen de configuraciones con un solo pulso de l\u00e1ser\u201d, dice el profesor Francisco Krug, del Centro de Energ\u00eda Nuclear en Agricultura (Cena) de la USP. Krug coordin\u00f3 un proyecto financiado por la FAPESP entre 2005 y 2009 mediante el cual se avanz\u00f3 en el conocimiento y el desarrollo del an\u00e1lisis de hojas y del suelo v\u00eda espectrometr\u00eda de plasma inducido por l\u00e1ser. El proyecto cont\u00f3 con la participaci\u00f3n de Milori y de otros investigadores de Embrapa. \u201cEn general, el Libs de doble pulso requiere de una instrumentaci\u00f3n un poco m\u00e1s compleja; pero ambos son relativamente sencillos. Actualmente, los sistemas port\u00e1tiles disponibles en el mercado operan con las mediciones generadas por un pulso de l\u00e1ser\u201d, dice Krug.<\/p>\n

\u201cDe cualquier manera, lo que es seguro es que la tecnolog\u00eda de doble pulso incorporada a los aparatos port\u00e1tiles derivar\u00e1 en una expansi\u00f3n a\u00fan mayor de la cantidad de aplicaciones anal\u00edticas\u201d, dice. \u201cExisten en la actualidad aparatos comerciales que explotan otras \u00e1reas de la espectroscopia y que se encuentran instalados en m\u00e1quinas agr\u00edcolas para permitir el an\u00e1lisis de los suelos en tiempo real; por ende, cabe esperar que el Libs pueda pronto ayudar en la evaluaci\u00f3n del estado nutricional de los cultivos agr\u00edcolas tambi\u00e9n en tiempo real\u201d. El Grupo de Espectrometr\u00eda At\u00f3mica del Cena-USP, bajo la coordinaci\u00f3n de Krug, se especializa en el desarrollo y la validaci\u00f3n de m\u00e9todos cuantitativos para el an\u00e1lisis directo de muestras de inter\u00e9s agron\u00f3mico y ambiental.<\/p>\n

\u201cLa cuantificaci\u00f3n puede llevarse a cabo mediante modelos de calibraci\u00f3n, con muestras de referencia. La intensidad de la emisi\u00f3n de los elementos es proporcional a la concentraci\u00f3n existente en la muestra. La calibraci\u00f3n es bastante dependiente de la matriz. En otras palabras, esto quiere decir que hay que construir un modelo para cuantificar el carbono del suelo y otro para el carbono de las plantas\u201d, dice Milori. El an\u00e1lisis con l\u00e1ser tambi\u00e9n es ventajoso con relaci\u00f3n al menor tiempo que requiere si se lo compara con los test convencionales realizados en laboratorios, en los cuales existe la necesidad de preparar las muestras con reactivos qu\u00edmicos. Como no contempla el uso de estos productos, el Libs ayuda a disminuir la generaci\u00f3n de residuos. \u201cEs una t\u00e9cnica limpia\u201d, dice Milori.<\/p>\n

El objetivo de los investigadores de Embrapa consisti\u00f3 en construir un aparato port\u00e1til y adaptarlo a una especie de autito, similar a un robot, que puede transportarse al campo. \u201cMontamos un sistema rob\u00f3tico para demonstrar el concepto, con la colaboraci\u00f3n de los profesores Marcelo Becker y Daniel Magalh\u00e3es, de la EESC [la Escuela de Ingenier\u00eda de S\u00e3o Carlos] de la USP.\u201d<\/p>\n

La ruptura de las mol\u00e9culas
\n<\/b>En el robot, un l\u00e1ser pulsado se enfoca sobre muestras de hojas o de suelo. El \u00e1rea es calentada y la temperatura asciende a los 50.000 kelvin (K). Este efecto t\u00e9rmico provoca una ruptura de las mol\u00e9culas presentes en el material y una evaporaci\u00f3n, formando as\u00ed un plasma, es decir, una densa nube gaseosa de \u00e1tomos, iones y electrones. Al cabo de algunos microsegundos, el plasma se enfr\u00eda a temperaturas ubicadas entre 5.000 y 15.000 K y aparecen las l\u00edneas de emisi\u00f3n de luz caracter\u00edsticas de cada elemento qu\u00edmico presente en la muestra. Esta luminosidad es captada por un conjunto de lentes instaladas en el aparato y enfocadas en un espectr\u00f3metro.<\/p>\n

En el espectr\u00f3metro, la luz ser\u00e1 detectada por un sistema optoelectr\u00f3nico, como el que poseen las c\u00e1maras fotogr\u00e1ficas digitales para captar las im\u00e1genes. De acuerdo con el espectro de luz emitido, es posible clasificar en el aparato a los elementos presentes en la muestra, tales como f\u00f3sforo, carbono y cobre, por ejemplo. \u201cLas emisiones producidas por los \u00e1tomos y iones representan la impresi\u00f3n digital de cada elemento qu\u00edmico\u201d, dice Milori. El an\u00e1lisis con l\u00e1ser se encuadra en el concepto de agricultura de precisi\u00f3n, que se vale cada vez m\u00e1s de instrumentos y recursos de la tecnolog\u00eda de la informaci\u00f3n, tales como computadoras, GPS y redes inal\u00e1mbricas para implementar mejoras en el \u00e1mbito de la producci\u00f3n agr\u00edcola.<\/p>\n

Proyectos<\/strong>
\n1<\/b> Desarrollo y evaluaci\u00f3n de un sistema Libs de doble pulso: Aplicaci\u00f3n en la caracterizaci\u00f3n de suelos (n\u00b0 2012\/ 24349-0<\/a>); Modalidad <\/b>Beca posdoctoral Becario<\/b> Gustavo Nicolodelli\/ Embrapa; Coord.<\/b> D\u00e9bora Milori\/ Embrapa; Inversi\u00f3n<\/b> R$ 163.082,88 (FAPESP)
\n2<\/b> An\u00e1lisis de suelos mediante el empleo de t\u00e9cnicas fot\u00f3nicas para el desarrollo de aparatos port\u00e1tiles de medici\u00f3n in situ<\/i> (n\u00ba 2012\/ 22196-1<\/a>); Modalidad <\/b>Beca posdoctoral; Becario<\/b> Jader de Souza Cabral\/ Embrapa; Coord.<\/b> D\u00e9bora Milori\/ Embrapa; Inversi\u00f3n<\/b> R$ 163.082,88 (FAPESP)
\n3<\/b> Centro de Investigaci\u00f3n en \u00d3ptica y Fot\u00f3nica (Cepof) (n\u00b0 2013\/ 07276-1<\/a>); Modalidad<\/b> Programa Centro de Investigaci\u00f3n, Innovaci\u00f3n y Difusi\u00f3n (Cepid); Coord. <\/b>Vanderlei Bagnato\/ USP; Inversi\u00f3n<\/b> R$ 1.000.000,00 por a\u00f1o (FAPESP)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"L\u00e1ser se convierte en medio fiable para el an\u00e1lisis qu\u00edmico en los cultivos","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[267,288,293,304],"coauthors":[97],"class_list":["post-152522","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-agronomia-es","tag-computacion","tag-ecologia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/152522","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=152522"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/152522\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=152522"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=152522"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=152522"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=152522"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}