![\"Sensores](\"https:\/\/i0.wp.com\/geopard.tech\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/Printed-Soil-Sensors-shape-and-instalation.jpg?resize=810%2C455&ssl=1\")
<\/p>\nIngenieros de la Universidad de Wisconsin-Madison han creado sensores econ\u00f3micos para monitorear los niveles de nitrato en el suelo en tiempo real, en los tipos de suelo comunes en Wisconsin. Estos sensores electroqu\u00edmicos impresos pueden ayudar a los agricultores a tomar decisiones m\u00e1s acertadas sobre la fertilizaci\u00f3n, lo que podr\u00eda generarles ahorros.<\/p>\n
\u201cNuestros sensores pueden brindar a los agricultores una visi\u00f3n m\u00e1s clara de los niveles de nutrientes de su suelo y de la cantidad de nitrato disponible para los cultivos. Esta informaci\u00f3n les permite tomar decisiones precisas sobre la cantidad de fertilizante necesaria\u201d, afirma Joseph Andrews, profesor asistente de ingenier\u00eda mec\u00e1nica e investigador principal de la Universidad de Wisconsin-Madison. \u201cReducir el uso de fertilizantes podr\u00eda suponer un ahorro significativo, especialmente para las grandes explotaciones agr\u00edcolas\u201d.\u201d<\/p>\n
El nitrato es esencial para el crecimiento de los cultivos, pero un exceso puede filtrarse a las aguas subterr\u00e1neas, contaminando el agua potable y da\u00f1ando el medio ambiente. Estos nuevos sensores tambi\u00e9n pueden servir como herramientas en la investigaci\u00f3n agr\u00edcola, monitoreando la escorrent\u00eda de nitratos y guiando mejores pr\u00e1cticas para reducir la contaminaci\u00f3n.<\/p>\n
Los m\u00e9todos tradicionales para controlar el nitrato en el suelo son lentos, costosos y no ofrecen resultados inmediatos. Para solucionar esto, Andrews, experto en electr\u00f3nica impresa, y su equipo dise\u00f1aron estos sensores como una alternativa m\u00e1s sencilla y econ\u00f3mica.<\/p>\n
Para este proyecto, los investigadores utilizaron un m\u00e9todo de impresi\u00f3n por inyecci\u00f3n de tinta para fabricar sensores potenciom\u00e9tricos, un tipo de sensor de pel\u00edcula delgada que utiliza reacciones electroqu\u00edmicas. Estos sensores se emplean habitualmente para medir con precisi\u00f3n los niveles de nitrato en soluciones l\u00edquidas. Sin embargo, no suelen funcionar bien en suelos, ya que las part\u00edculas \u00e1speras pueden rayarlos y afectar la precisi\u00f3n de las lecturas.<\/p>\n
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Andrews explica: \u201cNuestro principal objetivo era lograr que estos sensores electroqu\u00edmicos funcionaran eficazmente en condiciones de suelo dif\u00edciles y detectaran con precisi\u00f3n los iones de nitrato\u201d.\u201d<\/p>\n
Para solucionar esto, el equipo a\u00f1adi\u00f3 una capa protectora al sensor utilizando un material llamado fluoruro de polivinilideno. Seg\u00fan Andrews, este material posee dos cualidades importantes. En primer lugar, tiene poros extremadamente peque\u00f1os, de unos 400 nan\u00f3metros, que permiten el paso de iones de nitrato pero impiden el paso de part\u00edculas de tierra. En segundo lugar, es hidr\u00f3filo, lo que significa que atrae el agua como una esponja.<\/p>\n
Andrews explica: \u201cEsto significa que cualquier agua que contenga nitratos ser\u00e1 absorbida por nuestro sensor, lo cual es crucial porque el suelo tambi\u00e9n absorbe agua. Sin esto, ser\u00eda dif\u00edcil para el sensor obtener suficiente humedad, pero como nuestro material se asemeja a la absorci\u00f3n de agua del suelo, ayuda a atraer el agua rica en nitratos a la superficie del sensor para obtener lecturas precisas\u201d.\u201d<\/p>\n
Los investigadores compartieron sus avances en un art\u00edculo publicado en marzo de 2024 en la revista Advanced Material Technologies.<\/p>\n
![\"Sensores](\"https:\/\/i0.wp.com\/geopard.tech\/wp-content\/uploads\/2024\/10\/Printed-Soil-Sensors-working-and-testing.jpg?resize=810%2C455&ssl=1\")
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El equipo prob\u00f3 sus sensores en dos tipos de suelo que se encuentran en Wisconsin: suelo arenoso, com\u00fan en la zona centro-norte, y suelo franco limoso, que se encuentra en el suroeste de Wisconsin. Descubrieron que los sensores proporcionaban resultados precisos en ambos tipos.<\/p>\n
Ahora, los investigadores est\u00e1n incorporando sus sensores de nitrato a un sistema que denominan "etiqueta sensora". Este sistema combina tres sensores diferentes \u2014para nitratos, humedad y temperatura\u2014 en una l\u00e1mina de pl\u00e1stico flexible con adhesivo en la parte posterior.<\/p>\n
Planean colocar varias de estas pegatinas sensoras en una varilla a diferentes alturas y luego enterrar la varilla en el suelo. Este sistema les permitir\u00e1 medir las condiciones a diferentes profundidades.<\/p>\n
Andrews explica: \u201cAl medir el nitrato, la humedad y la temperatura a diferentes profundidades del suelo, ahora podemos rastrear el proceso de lixiviaci\u00f3n del nitrato y observar c\u00f3mo se mueve a trav\u00e9s del suelo, algo que antes no pod\u00edamos hacer\u201d.\u201d<\/p>\n
En el verano de 2024, los investigadores continuar\u00e1n probando sus sensores colocando 30 varillas sensoras en el suelo de las estaciones de investigaci\u00f3n agr\u00edcola de Hancock y Arlington de la Universidad de Wisconsin-Madison.<\/p>\n
El equipo est\u00e1 trabajando para patentar esta tecnolog\u00eda a trav\u00e9s de la Fundaci\u00f3n de Investigaci\u00f3n de Exalumnos de Wisconsin.<\/p>\n
Entre los coautores de la Universidad de Wisconsin-Madison se encuentran Kuan-Yu Chen, Aatresha Biswas, Shuohao Cai y la profesora Jingyi Huang del Departamento de Ciencias del Suelo.<\/p>\n
Esta investigaci\u00f3n fue financiada por el Programa Fundacional de la Iniciativa de Investigaci\u00f3n Agr\u00edcola y Alimentaria del USDA (proyecto n.\u00b0 WIS04075), la subvenci\u00f3n Signals in the Soil n.\u00b0 2226568 de la Fundaci\u00f3n Nacional de Ciencias y el Centro de Innovaci\u00f3n L\u00e1ctea de la Universidad de Wisconsin-Madison.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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