Una ambiciosa iniciativa de dos años y medio de duración está ayudando a desarrollar y probar nuevas tecnologías para determinar de forma rápida, sencilla y no destructiva la madurez y otras características de calidad de melocotones, nectarinas, ciruelas y duraznos. La iniciativa, denominada Sensores para la Fruta de Verano, incluye dos temporadas de ensayos en el campo, una de ellas recién terminada, seguidas de análisis exhaustivos para evaluar el rendimiento de tres avanzadas tecnologías de sensores.
Lanzado por el Centro de Investigación Cooperativa sobre Agilidad Alimentaria de Australia y dirigido por Agriculture Victoria, Sensores para la Fruta de Verano se dirige al mercado de la exportación, según el director del proyecto y científico investigador de Agriculture Victoria, Ian Goodwin.
“La exportación de fruta es una de las prioridades, sobre todo en Asia, donde los mercados tienen sus propias preferencias, ya sea por el tamaño de la fruta, su firmeza o su dulzor”, explica Goodwin. Los productores y distribuidores también quieren información sobre el tiempo de conservación de la fruta, para poder cumplir con las expectativas del mercado.
“Se trata de cuestiones muy importantes para los productores, y creemos que la rápida evolución de la tecnología de los sensores, así como la disponibilidad de la electrónica, el Bluetooth y los teléfonos móviles, ofrecen la oportunidad de mejorar las mediciones objetivas de la calidad y la madurez de la fruta mientras ésta se encuentra en el árbol del huerto”, afirmó. Se espera que estas herramientas puedan “orientar a los productores sobre lo que deben hacer para determinar si la fruta necesita ser cosechada, si llegará al mercado y si satisfacerá a los consumidores”, dijo.
La iniciativa se centra en una serie de tecnologías, todas ellas en desarrollo por grupos de investigación de Australia. Entre ellas se encuentran:
—Dispositivos de mano para medir la madurez, el dulzor y el color antes de la cosecha, y potencialmente el oscurecimiento interno después de la cosecha.
—Una plataforma de sensores montada en un vehículo para contar rápidamente los frutos en hileras enteras y que también puede medir el color y el diámetro de los frutos.
—Un enfoque de vehículo tipo dron para detectar los gases asociados a la madurez de la fruta, así como la salud global del árbol.
Durante la recién terminada temporada de cultivo en Australia, Goodwin y su grupo de investigación probaron las tecnologías en los huertos experimentales de la Granja Inteligente Tatura de Agriculture Victoria y recogieron datos de algunas explotaciones comerciales. Tienen previsto continuar y ampliar la evaluación la próxima temporada, pasando tiempo con los productores para conocer su opinión sobre la tecnología y examinar los costos y beneficios globales.
Sensores de mano y montados en vehículos
Rubens Technologies, de Melbourne, ha desarrollado unos sensores de mano que funcionan con baterías y que se asemejan a una vara corta con una copa en forma de embudo en un extremo. Tras colocar la copa sobre una pieza de fruta, el dispositivo la ilumina y capta la luz que se refleja en la superficie de la fruta, así como la fluorescencia emitida por los pigmentos que componen el color de la piel, explica Daniel Pelliccia, fundador y director general de la empresa. Para utilizar los datos de reflectancia y fluorescencia, los investigadores comparan los datos con parámetros de calidad conocidos que han recogido con la forma tradicional, de manera destructiva, y luego enseñan a los algoritmos qué rango de medición se correlaciona con cada parámetro.
“El dispositivo en sí es muy sencillo”, explica Pelliccia. “Solo tiene un botón para iniciar el escaneo, y luego hay una aplicación para smartphone que se encarga de recoger los datos y devolver los valores de interés para el usuario. Así, un productor puede escanear una fruta y, en tiempo real, obtener un informe en su smartphone con todos los parámetros de calidad comercial que le interesan”.
Hasta ahora, la evaluación de Agriculture Victoria muestra que el dispositivo funciona muy bien para determinar el color, la firmeza y el contenido de azúcar, dijo Goodwin, y espera que el equipo de investigación de Rubens pueda añadir pronto un algoritmo para predecir el oscurecimiento de la fruta cosechada.
El trabajo sobre el oscurecimiento está un poco menos avanzado, pero los estudios de Agriculture Victoria del año pasado proporcionaron datos preliminares que muestran que el algoritmo puede predecir con más del 90 % de precisión si una fruta cosechada tiene oscurecimiento; con el 80 % de precisión si una fruta que sale del almacenamiento en frío se oscurecerá en unos pocos días, y con el 65 % de precisión si una fruta recién recogida desarrollará oscurecimiento tres semanas después tras el almacenamiento en frío, explicó Pelliccia. Espera que otra temporada de recogida de datos confirme estos resultados.
Goodwin también está entusiasmado con la plataforma de sensores montados en vehículos, llamada Cartographer, desarrollada por Green Atlas de Sydney. La empresa ya ofrece esta tecnología a los productores de manzanas (véase “Evolución de la tecnología de imagen” en la página 36) y también la está ampliando para el sector de la fruta de hueso, explica el cofundador de la empresa, Steve Scheding. En este enfoque, un vehículo todoterreno está equipado con una plataforma de sensores que incluye una cámara óptica de alta velocidad que cuenta la fruta en los árboles mientras sube y baja por las filas, y también un método de teledetección basado en el principio de detección y medición de distancias por luz o lidar, que mide los detalles de la geometría de los árboles. Con los datos combinados, el Cartographer elabora un mapa del huerto y revela qué zonas pueden necesitar raleo u otro tipo de atención.
En el caso concreto de las frutas de hueso, Green Atlas trabajó con el grupo Agriculture Victoria de Goodwin para realizar una validación independiente de su nuevo análisis de tamaño y color de la fruta de verano, comparando los resultados de los métodos tradicionales de recogida de datos con los de los sensores. El trabajo de mapeo del color ha ido tan bien que la empresa empezó a ponerlo a disposición de todos los fruticultores a finales de junio.
“En cuanto al dimensionado, estamos siendo un poco más prudentes y estamos pasando por un proceso de desarrollo comercial, pero algo así como una función beta”, informó Scheding, señalando que quieren realizar pruebas adicionales de dimensionado de calibre frente a las de Cartographer para asegurarse de que esta última sea “absolutamente verdadera a escala”.
Sensores montados en un dron
El tercer proyecto que se está estudiando en la iniciativa Sensores para la Fruta de Verano es similar a un enfoque utilizado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos para controlar las condiciones atmosféricas, según Alessandro Gardi, coautor del proyecto e investigador principal de la Escuela de Ingeniería Aeroespacial, Mecánica y de Fabricación de la Universidad RMIT de Melbourne.
“Basándonos en una tecnología similar, se nos ocurrió la idea de controlar el dióxido de carbono y ahora estamos ampliando a otros gases, en particular a los compuestos orgánicos volátiles que emiten los frutos de los huertos durante el proceso de maduración”, afirmó.
La idea es utilizar los gases atmosféricos para determinar la salud y la productividad del huerto, señaló Goodwin.
“Por el momento, lo que más les interesa es observar el dióxido de carbono y el grado de fotosíntesis del árbol, pero también debería detectar la respiración elevada relacionada con el estrés o incluso la madurez de la fruta”, agregó. Con el tiempo, le gustaría medir el etileno que sale de la fruta, “porque es un buen indicador de la madurez del fruto y podría utilizarse también para aplicaciones de almacenamiento”, apuntó. “Eso sería muy emocionante”.
Este enfoque, denominado lidar biestático, combina un transmisor láser y un receptor: uno en un dron y otro en un vehículo terrestre, como un tractor. En función de los filtros de detección utilizados, este sistema de transmisión-recepción analiza las distintas concentraciones de los diferentes gases atmosféricos a medida que el transmisor y el receptor se desplazan de forma sincronizada por el huerto. Un segundo rayo láser ligeramente alejado del objetivo actúa como control.
Ya se ha completado un prototipo de la tecnología lidar biestática, que incluye el hardware óptico y electrónico, y las pruebas han dado muy buenos resultados, afirmó Gardi. Los investigadores están perfeccionando el software para medir con mayor precisión las concentraciones buscadas de dióxido de carbono y compuestos orgánicos volátiles, y esperan poder realizar más pruebas de vuelo para validar sus mediciones en la próxima temporada de cultivo.
El siguiente paso es empezar a buscar la comercialización.
“Es realmente gratificante ver lo mucho que se ha avanzado ya en el proyecto”, declaró el codesarrollador Roberto Sabatini, profesor de la escuela de ingeniería RMIT. “Estamos muy contentos de servir a los productores y a la comunidad industrial en general, ofreciendo valor con un producto y un sistema que verdaderamente puede llegar rápidamente al mercado”.
por Leslie Mertz
