Una técnica desarrollada en la UEx permite medir la actividad fotosintética de las plantas utilizando una cámara fotográfica convencional

El método desarrollado por el profesor Daniel Patón del Área de Ecología de la UEx se basa en medir simultáneamente la luz roja y la luz infrarroja usando cualquier tipo de cámara digital. Según el investigador esta técnica resulta más rápida, barata y accesible más exacta que los métodos convencionales empleados hasta ahora.

03/05/2021. El método desarrollado por el profesor Daniel Patón del Área de Ecología de la UEx se basa en medir simultáneamente la luz roja y la luz infrarroja usando cualquier tipo de cámara digital. Según el investigador esta técnica resulta más rápida, barata y accesible  más exacta que los métodos convencionales empleados hasta ahora.

El Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI) es un indicador básico de la actividad fotosintética que mide la relación normalizada entre la reflexión y la absorción que hacen las plantas de las luces rojas e infrarrojas.  Mediante este índice podemos estimar la cantidad, calidad y desarrollo de cualquier tipo de vegetación. Este índice es empleado frecuentemente en agricultura y en ecología forestal, urbana y del paisaje. Sin embargo, la determinación de alta resolución de NDVI requiere una costosa cámara digital multiespectral difícilmente accesible a todo el mundo. Es por ello que el profesor de la UEx Daniel Patón ha desarrollado un innovador procedimiento que permite convertir una cámara fotográfica corriente, concretamente una Nikon D50, en una cámara de espectro completo.

Tal y como explica el investigador, “este método consiste en una técnica rápida, barata y adaptable a cualquier tipo de cámara digital para poder medir simultáneamente la luz roja y la luz infrarroja con un sensor normal de una cámara digital normal y transferir esos datos a índice de actividad fotosintética”.

Para desarrollar el método en primer lugar, la cámara ha sido modificada eliminando el filtro Hot-Mirror que está pegado al sensor y que bloquea tanto la luz ultravioleta como la luz infrarroja. De esta forma en la cámara entran 5 tipos de luces (ultravioleta, azul, verde, roja e infrarroja) para los sensores de tres luces RGB (rojos, verdes y azules). Es necesario bloquear las luces que no interesan fotosintéticamente lo que se consigue con un filtro rojo en el ocular. Entonces al sensor solo entran ahora dos tipos de luces (roja e infrarroja). Debido a los diferentes patrones de cada tipo de cámara es necesario linearizar o calibrar la misma mediante una carta de colores que presenta diferentes tintas de reflectancia conocida. “La cámara queda entonces lista a falta de que cada vez que se vaya a disparar hay que hacerlo en forma manual para tener un nivel de exposición correcto y realizar un balance de blancos. De esta forma se equilibra el canal rojo y el canal infrarrojo”, explica el investigador.

Gracias a esta técnica, adaptable a cualquier cámara digital, se pueden observar diferencias del índice de vegetación NDVI entre suelo, agua, rocas, algas, líquenes, arbustos, pastos y árboles en distintas condiciones ambientales. Según el profesor de la UEx, este método “permite generalizar el uso de cámaras fotosintéticas hasta ahora restringidas por su alto costo y multiplicar sus aplicaciones, como por ejemplo para determinar las necesidades de riego en cultivos, la presencia de plagas, la identificación de cambios en la vegetación a largo plazo, la detección de genotipos de especial eficiencia fotosintética o el análisis de la desertificación, entre otras”.

La fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso fisiológico mediante el cual las plantas, las algas, ciertos protozoos y algunos tipos de bacterias usan la luz solar y ciertas sustancias inorgánicas (dióxido de carbono y agua) para producir sustancias orgánicas (hidratos de carbono). La luz solar que usan los organismos fotosintéticos se absorbe gracias a alguno de los tipos de clorofila denominados a, b, c1, c2, d y f. La a es universal, la b es propia de la mayoría de las plantas y el resto se encuentran en algas o cianobacterias. Todas las clorofilas absorben en diferentes longitudes de onda del espectro azul y sobre todo del rojo, pero fluorecen o emiten en los espectros verde (color que vemos) e infrarrojo (no lo vemos). Por tanto, midiendo la proporción entre emisión y absorción podemos analizar la capacidad fotosintética de un organismo.

Referencia Bibliográfica

Patón, D. Normalized Difference Vegetation Index Determination in Urban Areas by Full-Spectrum Photography. Ecologies 2020, 1, 22-35:

https://doi.org/10.3390/ecologies1010004