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PHYTOMONITOR. Control de todos los parámetros de una planta.

1.- Sistema
2.- Sensores Que Miden Parámetros Mediambientales
3.- Sensores De Crecimiento Y Desarrollo De La Planta
4.- Gráficas


 
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1. SISTEMA

¿ A quién de nosotros no nos han hecho alguna vez un electrocardiograma, para que nuestro médico comprobase el funcionamiento de nuestro corazón?. Ni que decir tiene la de veces que nos hacemos análisis de sangre, pruebas de vista y oído, medidas de altura, etc., para comprobar que nuestro ritmo de crecimiento y fisiología, van correctamente, por si hay cualquier anomalía.

Muchas veces tenemos la planta bloqueada y no sabemos a ciencia cierta por qué. Pensamos que puede ser por un mal abonado, un mal manejo del agua, por una tierra escasa de elementos nutritivos, por una mala ventilación, etc.. En un cultivo intensivo bajo plástico, nos plantearíamos si el material de cubierta es correcto, si estamos abriendo bien las ventanas, si las pantallas las estamos utilizando correctamente, etc..

Pues bien, existe un sistema que realiza una especie de " electrocardiograma a la planta" que nos indica el funcionamiento de esta en cada momento, con lo que los problemas anteriores los podemos solventar en cuestión de días, horas e incluso minutos.
Con este sistema que se conoce como Phytomonitor, podemos controlar todos los parámetros de funcionamiento de la planta, con unos sensores que llamaremos de "crecimiento y desarrollo ", así como los factores climáticos que inciden sobre esta, a través, a través de otros sensores que llamaremos de "parámetros medioambientales ".

Este sistema se está empezando a imponer en países agrícolas tan avanzados como Israel y Holanda, y se ha comenzado a introducir en España y países sudamericanos, ya que mediante diversas técnicas, le podemos sacar el máximo provecho de producción, no sólo a las plantas hortícolas, sino también a árboles frutales y plantas ornamentales.

Con este sistema podemos detectar cualquier fallo en la planta en cuestión de minutos y con ello regaremos más o menos, aplicaremos más o menos fertilizanes, ventilaremos más o menos, etc..
Colocando una serie de sensores en la planta y en los alrededores de esta, podemos calcular factores fisiológicos intrínsecos de la planta, como velocidad de crecimiento del tallo, crecimiento del fruto, velocidad de circulación de la savia, etc., y factores medioambientales en los alrededores de la planta, como temperatura del haz y del envés de la hoja, temperatura del sustrato o del suelo, humedad relativa, etc.
La exactitud en la medición de estos datos es tal, que se pueden medir diámetros muy inferiores al grosor de un cabello humano. 

Todos estos datos se reciben en un ordenador, que puede estar en cualquier parte del mundo, y se comparan con unos datos tipo. Es decir, en el ordenador de nuestra misma casa, conoceremos perfectamente la evolución de la planta, con lo que subimos o bajamos los abonados, subimos o bajamos los riegos, etc., según veamos el ritmo de crecimiento y desarrollo de la planta.
Es por esto, que es de vital importancia disponer de un buen programa informático, que pueda expresar mediante diversos gráficos, la evolución de los diferentes datos, en el crecimiento y desarrollo de la planta.

2. SENSORES QUE MIDEN PARÁMETROS MEDIAMBIENTALES

El éxito de estos sensores radica en que miden el microclima, que rodea las zonas en activo crecimiento de la planta.

El sensor de espesor de capa límite, consiste en dos placas metálicas reflectoras de luz, una de las cuales tiene la cualidad de acumular calor. Este sensor nos indicará movimientos del aire, realizando medidas por diferencias de temperatura entre las placas.




El sensor de temperatura y humedad, consiste en una unidad de aspiración forzosa, con sensores interiores de temperatura y humedad relativa del aire. Con la aspiración conseguimos que las medidas sean lo más exactas posibles.

El sensor de irradiación total, está diseñado para medir la luz total, tanto en invernadero como en campo abierto, incluyendo un detector de temperaturas compensadas.

El sensor de humedad del suelo o del sustrato, está compuesto por una serie de electrodos que miden conductividad eléctrica y permiten medir el tanto por ciento de humedad del suelo o del sustrato, por extracción de la humedad contenida en el volumen delimitado por los electrodos.

Todos estos sensores miden diversos datos medioambientales, los cuales pueden ser enviados al ordenador.

3. SENSORES DE CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE LA PLANTA

Pero existen también una serie de electrodos, que controlan el ritmo de crecimiento de la planta.

En el envés de las hojas, existen unas aperturas que se conocen como estomas. Están constituídas por dos células, que tienen la peculiaridad de abrirse o cerrarse. Si están abiertas se produce transpiración e intercambio de dióxido de carbono por parte de la planta, es decir está funcionando y produciendo, ya que está absorbiendo vía radicular, diversos elementos nutritivos, y está realizando fotosíntesis. Si los estomas están cerrados, la planta no está produciendo.

El funcionamiento de los estomas, tiene mucha relación con un término que se conoce como déficit de presión de vapor, que nos determina la tasa de pérdida de agua de la planta, es decir el poder desecante del aire.

El déficit de presión de vapor aumenta hasta las horas centrales del día y luego va disminuyendo. Lógicamente, cuanto mayor sea la radiacción, mayor sea la temperatura y mayor sea el viento, mayor déficit de presión de vapor habrá, y cuanto mayor sea la humedad medioambiental, menor será el déficit de presión de vapor.
Cuando aumenta el déficit de presión de vapor, se cierran los estomas y la planta no produce, disminuyendo el diámetro del tallo y del fruto. Para controlar todos estos parámetros, se colocan una serie de sensores en la planta.

Hemos comentado que cuando los estomas están abiertos, la planta está produciendo. Al abrirse esta especie de puerta que son los estomas, se produce transpiración por parte de la planta, por lo que la temperatura en el envés de la hoja baja. Este es un fenómeno físico que todos hemos comprobado al salir de la ducha, ya que el agua de nuestra piel se evapora, quedando nuestra piel más fría.

Una vez conocido todo el proceso, si colocamos un sensor de temperatura de la hoja, el cual lleva un semiconductor en el envés y lo sujetamos con una pinza especial de fijación a la hoja, nos permitirá medir temperaturas absolutas. En el momento en que la temperatura de la hoja, sea superior a la del ambiente, los estomas estarán cerrados, luego la planta no está funcionando y no hay producción, y en el momento en que la temperatura en el envés de la hoja sea inferior a la del ambiente, la planta estará produciendo.

El sensor de diámetro de tallo, está diseñado para captar variaciones relativas de diámetro tanto en el tallo, como en el peciolo de la hoja, factores indicativos de la transpiración. Con este sensor comprobamos que el grosor de un tallo aumenta por la noche y disminuye por el día.

Sensor de diámetro de tallo

El sensor de flujo de savia está diseñado para la medición de savia en órganos axiales de la planta, con una extrema sensibilidad. Es un prodigio de la microingeniería y mide la intensidad de savia que circula y la dirección, a través de la diferencia de temperatura que existe entre los extremos del sensor. En el momento en que la temperatura en la parte del punto rojo del sensor, sea mayor que la temperatura que existe en el otro extremo del sensor, el flujo de savia irá en dirección al extremo del punto rojo, y viceversa.

Sensor de flujo de savia

El sensor de incremento del tamaño del fruto, está diseñado para medir incrementos micrométricos en el tamaño del fruto, mediante su diseño especial en forma de pinza. Estos sensores se colocan en frutos en activo crecimiento. En el momento en que el fruto ha terminado su crecimiento, se colocará el sensor en otro fruto. Existen diversos modelos de este sensor en función del tamaño del fruto que queramos medir.

Sensor de incremento del tamaño del fruto

Estos sensores mandan datos a una consola desde un minuto a una hora, mediante un cableado de dos a tres metros de longitud. Lo normal es tomar lecturas cada diez o quince minutos. A su vez, se mandan los datos de la consola a un ordenador directamente, o bien vía modem a un ordenador que puede estar en cualquier parte del mundo o incluso a un teléfono móvil.

Consola

4. GRÁFICAS

Posteriormente se establecen una serie de gráficas que se interpretan.

Como ejemplo podemos comentar la siguiente. Vemos de color rojo una serie de riegos que se realizan en los primeros días mediante una serie de picos. Observamos como en el primer día realizamos dos riegos, el segundo otros dos ( aunque el primero de menor intensidad ), el tercer y cuarto día un solo riego, y los restantes, optamos por realizar dos riegos diarios pero de menor intensidad.

En color azul, vemos el diámetro de un tallo, que curiosamente aumenta por la noche y disminuye por el día. Se observa claramente que el funcionamiento de la planta es mejor haciendo dos riegos diarios de poca intensidad.
Muchas universidades están utilizando el phytomonitor para optimizar los riegos y reducir los drenajes de nitratos, que es muy contaminante muy peligroso.

El origen de este sistema es en Israel a través de Fitech y el objetivo es conocer en cada momento, lo que le pasa a la planta.
Este sistema también se puede utilizar en cultivos leñosos y ornamentales, donde hay numerosos trabajos de investigación ya publicados.

El Phytomonitor inicialmente se utilizó en cultivos leñosos, aunque hoy en día se ha empezado a utilizar en cultivos hortícolas.
Este sistema es una herramienta de trabajo de futuro, mediante la cual, le sacamos el máximo de provecho a la planta, y podemos detectar problemas en el funcionamiento de esta, en cuestión de minutos. 

 

 

Miguel Ángel Cervantes
Profesor del Centro E.F.A. CAMPOMAR 


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