Cartografía de Raíces

Tecnología

El tecnología es capaz de hacer una tomografía 3D milimétrica de las raíces, utilizando las señales de radar (GPR -Ground Penetration Radar), esto se logra controlando la medición por un sistema robotizando y visualizando la imagen en 3D, lo que se conoce como tomografía en medicina. La tecnología busca afinar el método de muestreo para obtener una tomografía fina, donde se pueda manejar con precisión todos los aspectos de adquisición y desplazamiento de la antena de radar (TX y RX) con el fin de generar modelos de objetos en el rango de milímetros. Para ello, la propuesta consiste en robotizar la adquisición de datos, integrando un sistema de desplazamiento por control numérico computarizado (CNC), permitiendo la generación de grillas ultra finas a mayor velocidad, haciendo posible una rápida y precisa visualización de los objetos en terreno en una superficie de hasta de 3*3 m. Se postula a mejorar la frecuencia de muestreo, incorporando nuevos generadores y muestreadores de pulsos de última generación hasta de 5 GHz, que implicaría detectar cambio en el perfil a nivel sub- milimétrico. El conjunto GPR propuesto, se desplazara a mayor velocidad mediante motores de paso a paso de alto rendimiento controlados por un sistema CNC, la energía será provista con un mini generador de 2KWA a gasolina para uso en terreno.

Qué problema resuelve esta capacidad

El desarrollo de la raíz es fundamental para el crecimiento y desarrollo de la biomasa aérea y fructificación de la planta. El diagnóstico oportuno de las raíces indica si los manejos agronómicos de poda, raleo de yemas, flor y frutas, junto a los programas fitosanitarios y nutrición son los adecuados, puesto que en las raíces es donde las plantas almacenas gran parte de los carbohidratos, minerales y proteínas aprovechables para crecer en la temporada y seguir colonizando el suelo para nutrirse, aquí se generan simbiosis con bacterias y hongos específicos, como también defensa del espacio por efectos alelopáticos para poder competir por el espacio y disponer de más luz en la parte aérea para la fotosíntesis. El ambiente de crecimiento de raíces, está exenta de luz y baja oxigenación, la alteración de esta condición genera un cambio irremediable en el comportamiento y evolución de la misma. Pese a la rica investigación existente en todos estos temas, todas ellas topan en el problema que las raíces están ocultas en el suelo y la mayor parte de los métodos existentes para analizarlas son destructivos o invasivos, por excavaciones, exposición a la luz y oxigenación, lo que dificulta el seguimiento en el tiempo bajo el ambiente natural y con ello la invisibilización de los efectos a causas de manejo y problemas fitosanitarios de la misma zona radicular, es decir no invasivo.

Cuáles son las ventajas competitivas de esta capacidad

La tomografía de raíces planteada en éste prototipo es de carácter no invasivo, con una repetividad de captura de datos de la raíz de forma continua, que permite ver los cambios que allí se producen. De esta manera el principal aporte de la tecnología es que permitirá agilizar la investigación de la morfología radicular de manera no destructiva, rápida, y sin disturbar las condiciones en que la raíz se encuentra de manera natural, en un formato digital y con imágenes 3D, siendo ésta una gran oportunidad y una solución innovadora. El tomógrafo de raíces, se diferencia con otras soluciones que actualmente se utilizan y que se encuentran en el mercado, por el hecho que es un sistema que integra la antena GPR a un sistema robotizado que controla el desplazamiento punto y punto a un nivel milimétrico y logra generar una imagen 3D del sistema, esto no es posible sin un sistema robotizado de control numérico (CNC). El hecho de no destruir raíces o alterar el medio es suficiente razón para justificar el prototipo, es lo que lo hace muy atractivo, ya que se puede medir una y otra vez en la misma área de 3*3 m pero se puede cambiar la ubicación y medir superficies grandes, y con ello, visualizar y analizar la evolución y crecimiento radicular en el tiempo, para visualizar, medir y cuantificar densidad de la raíz y como se altera o limita con los tratamientos de manejo agronómicos principalmente aéreos, de poda, manejo hídrico, fertilización, problemas fitosanitarios, compactación del suelo entre otros. Todos los otros mecanismos existentes, alteran el suelo, airean el suelo y/o destruyen las raíces, como es el caso de los rizotrones, que es una excavación al lado del vegetal y se instala un vidrio vertical y se mantiene tapado para impedir el ingreso de luz, es decir, destrucción, aireación y obstrucción a la expansión natural de la raíz. El tomógrafo de raíces propuesto no existe en el mercado, es móvil, transportable y su principal característica es la posibilidad de medir indefinidamente las mismas áreas de monitoreo a alta definición con las antenas GPR a distintas frecuencias, en términos generales a mayor frecuencias mayor definición y menos penetración en el suelo, una antena de 900 Hz, puede penetrar hasta 3 m de profundidad y medir raíces de 1 cm de grosor y una antena de 5 Ghz, puede penetrar 30 cm y medir milímetros de grosor.

Qué más deberías saber sobre esta capacidad

TRL 3

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Juan Alberto Barrera Berrocal Investigador / Responsable

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