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Friday, January 4, 2019

Weekly tip ISC: Monitorización de Vides mediante THz (VITHZ)

Por Juan Carlos Iriarte

La gestión hídrica es, en la práctica, la herramienta más poderosa de que dispone el viticultor de cara a regular la producción y las características de la misma en los viñedos de zonas templadas y cálidas. Por tanto, disponer de un sensor que permita conocer directamente y de manera no invasiva los flujos de agua de la planta supone un avance muy relevante desde un punto de vista práctico.

Dentro del proyecto VITHZ (subvencionado por el Gobierno de Navarra en 2017 y 2018) se ha estudiado el desarrollo y aplicabilidad de sensores sin contacto en tecnología de THz para la detección de contenido hídrico en, intentando dar solución a las necesidades de los viticultores. Esta aplicación supone en sí misma un avance en el conocimiento y en la tecnología.

Durante los últimos años la banda de frecuencias de Terahertzios (THz) – margen de frecuencias entre el final de la banda de microondas y el principio del infrarrojo (0.1THz a 10THz)- ha experimentado un desarrollo sin precedentes. Los sensores de THzs proporcionan penetrabilidad a través de gran variedad de objetos/substancias/materiales permitiendo “ver” lo que hay en su interior. A su vez, este rango frecuencial es muy sensible a la presencia de agua debido a la alta atenuación presente en esta banda frecuencial. Estas propiedades permiten el desarrollo de sistemas no invasivos para la monitorización del contenido hídrico de plantas colocando el sensor en el tronco.

El trabajo llevado a cabo en este proyecto se ha desarrollado por investigadores del Instituto de Smart Cities pertenecientes al Grupo de Antenas de la Universidad Pública de Navarra en colaboración con el Grupo de Viticultura y Fruticultura de la misma Universidad. Ambos grupos llevan trabajando durante varios años en la monitorización de vides en estos rangos frecuenciales gracias a sucesivos proyectos de investigación. De la misma forma han colaborado en el proyecto tanto la empresa Viticultura Viva S.L.como Anteral S.L..

Durante el proyecto se han monitorizado vides ubicadas en un fitotrón, en el que se pueden variar las horas de día y noche y la temperatura en estas condiciones. En la figura 1 se muestra una imagen de la vid monitorizada con un prototipo de sensor sin contacto.

Figura 1. Vid sensorizada en fitotrón

Gracias a estos sensores se puede apreciar el comportamiento de la planta en cuanto a contenido de agua tanto de día como de noche, los riegos, así como el secado de la misma conforme pasan los días después del último riego tal y como se muestra en la figura 2. En esta figura se muestra en azul la evolución de la señal obtenida por el sensor en comparación con el día y la noche (en rojo) en función del tiempo. Se aprecia claramente la diferencia entre día y noche (más estable durante la noche y con más pérdida de agua durante el día) y el riego realizado en torno a los 1500 minutos de monitorización que se traduce en un incremento del nivel de la señal.

Figura 3. Señal obtenida con el sensor del contenido hídrico de una vid

 

Por lo tanto, se ha mostrado a lo largo del proyecto la viabilidad de la utilización de la tecnología de sensado sin contacto en THz para monitorizar el estado hídrico de vides. Ambos grupos de investigación siguen trabajando en el desarrollo y puesta a punto de estos sensores.



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