COLOMBIA: Clorofila Maps, tecnología para medir uso eficiente y sostenible de fertilizantes

Con una aplicación para teléfonos inteligentes, junto con un dispositivo impreso en 3D, se ha desarrollado un sistema que mide de forma rápida y económica el contenido de nitrógeno y clorofila en las plantas de cultivo, como por ejemplo soja, arroz, maíz, e incluso flores. Esta herramienta busca reducir el uso indiscriminado de fertilizantes, contribuyendo así a la protección del ambiente, al tiempo que optimiza el rendimiento agrícola. La tecnología ya está disponible para uso educativo.

El nitrógeno es un componente vital del ADN y de las proteínas de cualquier forma de vida en el planeta, y es el nutriente más utilizado en los fertilizantes; además forma parte estructural de la molécula de la clorofila, principal pigmento que le otorga la coloración verde a las plantas y que es el responsable de absorber la energía luminosa necesaria para iniciar el proceso de fotosíntesis, mediante el cual ellas convierten el carbono, el oxígeno y el hidrógeno que obtienen del aire y del agua en azúcares simples que permiten su desarrollo.

El ingeniero agrónomo Juan Carlos Pérez Naranjo, profesor de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Medellín y director del proyecto, explica que “la planta solo aprovecha entre el 30 y el 50 % del fertilizante sintético utilizado, el resto del nitrógeno se desnitrifica o elimina, percola (moverse a través de un medio poroso) por el suelo en forma de nitratos que pasan al agua subterránea y se volatiliza en el aire”.

Por el contrario, Clorofila Maps establece cómo aplicar nitrógeno de forma correcta: “así se ahorrarían muchos problemas de contaminación en el planeta y se obtendrían los mayores rendimientos posibles; además la cantidad de nitrógeno solo, como fertilizante, es mucho mayor que la de sumar todos los demás nutrientes”.

Según la Asociación de Técnicos de la Caña de Azúcar (Tecnicaña), Colombia es uno de los mayores consumidores de fertilizantes de América Latina, gastando alrededor del 35 % del coste de producción de alimentos en fertilizantes y productos agroquímicos.

App y dispositivo 3D funcionan en celulares

El desarrollo de Clorofila Maps es parte de una investigación doctoral en Ciencias Agrarias, adelantada en la UNAL Sede Medellín por Karen Stefanie Ospino, cuya tesis se centra en el ajuste de un dispositivo con tecnología 3D, acoplado al sensor de luz ambiental de los teléfonos inteligentes, el cual logró medir la cantidad de clorofila y nitrógeno en cultivos como palma de aceite, café, cacao, papa y pasto kikuyo.

“El sistema se puede aplicar en cualquier cultivo; las mediciones que aparecen en cuestión de segundos en la aplicación (app)móvil les permiten a los agricultores tomar decisiones precisas sobre la cantidad de fertilizante que deben aplicar. Con este accesorio y la aplicación móvil cualquier agricultor puede evaluar si es necesario fertilizar o no, dependiendo de la concentración de nutrientes en las hojas”, explica el docente de la UNAL.

Añade que “es muy común que los agricultores apliquen la misma cantidad de fertilizante en todo el campo sin conocer realmente las dosis que requieren, o que en ocasiones no se necesita la misma cantidad en toda el área, o ni siquiera se debe aplicar cuando la planta tiene los suficientes niveles críticos de ese nutriente”.

La aplicación no solo permite medir estos nutrientes, sino que también utiliza el GPS del teléfono para georreferenciar los datos, creando un mapa del campo con la distribución de nitrógeno y clorofila en tiempo real. Esto permite identificar áreas específicas que requieren fertilización, evitando la aplicación uniforme en todo el terreno.

“Este sistema permite determinar cuánto nitrógeno necesita una planta, evitando excesos y sus efectos negativos. Por ejemplo, si el nivel crítico del aguacate es 2,5 % de nitrógeno, al medirlo con el accesorio 3D, si las hojas superan ese porcentaje, no se aplica fertilizante. La clave está en conocer el nivel crítico, es decir la concentración de nutrientes por encima de la cual la planta no responde al fertilizante, o por debajo del cual sí lo hace para su crecimiento”, subraya el profesor.

De bajo costo y fácil de usar

Una de las ventajas de esta tecnología es su bajo costo y facilidad de acceso, mientras que los métodos convencionales de análisis de suelo y plantas requieren movilizar las muestras hacia laboratorios con equipos especializados y personal capacitado, Clorofila Maps ofrece una alternativa rápida y accesible.

“Con este sistema se pueden tomar más de 1.000 lecturas en una mañana y no se tiene que esperar días a que salgan los resultados, también se reduce la huella de carbono sin tener que enviar las muestras de un lado a otro”, anota el profesor Pérez.

La licencia de esta tecnología que pertenece a la UNAL está disponible para fines educativos. Esto significa que la aplicación y el dispositivo se pueden emplear en clases de agronomía y en talleres de formación para estudiantes y agricultores, promoviendo así el uso responsable de los recursos en el campo.

“El diseño del dispositivo está publicado como ‘diseño abierto’ para que cualquiera pueda replicarlo utilizando una impresora 3D, lo que facilita su adopción en cualquier parte del mundo; ya determinar los nutrientes se tendría que calibrar en cada lugar si se construyen en otros lugares sus equipos”, destaca.

El dispositivo se puede replicar a partir de las instrucciones en esta dirección:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468067224000919

https://agenciadenoticias.unal.edu.co/detalle/clorofila-maps-tecnologia-para-medir-uso-eficiente-y-sostenible-de-fertilizantes