Espectroscopía infrarroja aplicada a la agricultura de precisión
Redacción Mundo Agropecuario BET
Determinar el momento óptimo de maduración de un fruto ha sido históricamente uno de los grandes desafíos de la agricultura. En la mayoría de los sistemas productivos, esta decisión se apoya en la experiencia del productor, en observaciones visuales, en pruebas destructivas o, directamente, en la recolección anticipada para evitar pérdidas. Sin embargo, un equipo de investigación de la Universitat Rovira i Virgili (URV), en España, ha desarrollado un enfoque innovador que promete cambiar este paradigma: evaluar la madurez del fruto analizando la química de las hojas más cercanas mediante espectroscopía de infrarrojo cercano y medio, sin necesidad de tocar ni dañar el cultivo.
El estudio, difundido por el medio científico Phys.org y liderado desde el Departamento de Química Analítica y Química Orgánica de la URV, demuestra que las hojas adyacentes al fruto contienen información bioquímica clave que refleja el estado fisiológico del proceso de maduración. Esta relación, hasta ahora poco explorada en aplicaciones prácticas, abre la puerta a una agricultura más precisa, sostenible y tecnológicamente avanzada.
La maduración como proceso fisiológico integral
La maduración del fruto no es un fenómeno aislado. Forma parte de un complejo sistema de señales bioquímicas que involucra a toda la planta. Durante este proceso se producen cambios en el metabolismo de azúcares, ácidos orgánicos, pigmentos, compuestos fenólicos y hormonas vegetales, especialmente el etileno. Estas transformaciones no solo afectan al fruto, sino también a los tejidos vegetales cercanos, como las hojas que lo alimentan y regulan su desarrollo.
Los investigadores de la URV partieron de esta premisa para plantear una pregunta clave: si las hojas y el fruto están fisiológicamente conectados, ¿es posible inferir el estado del fruto analizando las hojas? La respuesta, según los resultados obtenidos, es afirmativa. Mediante técnicas avanzadas de espectroscopía infrarroja, el equipo logró identificar patrones químicos en las hojas que se correlacionan con el grado de madurez del fruto asociado.
Espectroscopía infrarroja: una herramienta no invasiva y precisa
La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR) y de infrarrojo medio (MIR) es una técnica ampliamente utilizada en química analítica para identificar compuestos orgánicos y caracterizar materiales sin necesidad de alterarlos. En el contexto agrícola, estas tecnologías permiten analizar tejidos vegetales de forma rápida, no destructiva y con un alto nivel de precisión.
En este estudio, los científicos aplicaron ambas técnicas a las hojas más próximas al fruto, obteniendo espectros que reflejan la presencia y concentración relativa de diferentes compuestos químicos. Posteriormente, estos datos fueron procesados mediante modelos estadísticos y quimiométricos que permitieron establecer relaciones directas entre el perfil químico de la hoja y el estado de maduración del fruto.
Este enfoque elimina la necesidad de realizar pruebas invasivas, como perforar el fruto, medir firmeza o analizar muestras en laboratorio, prácticas que no solo consumen tiempo y recursos, sino que también generan desperdicio y limitan la capacidad de monitoreo continuo.
Implicaciones para la agricultura de precisión y la digitalización del campo
La posibilidad de conocer el punto óptimo de maduración sin contacto directo tiene implicaciones profundas para la agricultura de precisión. Integrada con sensores portátiles, plataformas digitales o incluso sistemas automatizados, esta tecnología podría permitir a los productores tomar decisiones más informadas sobre el momento exacto de la cosecha.
En cultivos frutales de alto valor, como manzanas, peras, cítricos o frutas de exportación, cosechar en el momento adecuado es determinante para la calidad, la vida poscosecha y la aceptación en mercados internacionales. Un fruto recolectado demasiado pronto puede carecer de sabor y aroma, mientras que uno cosechado tarde puede deteriorarse rápidamente durante el transporte.
Además, esta metodología se alinea con las tendencias de digitalización agrícola, donde el uso de sensores, análisis de datos y modelos predictivos permite optimizar recursos, reducir pérdidas y mejorar la sostenibilidad del sistema productivo.
Reducción de pérdidas y mejora de la sostenibilidad
Uno de los aspectos más relevantes de este avance es su potencial para reducir el desperdicio alimentario. Al evitar cosechas prematuras o tardías, los productores pueden minimizar las mermas tanto en campo como en la cadena de distribución. Esto tiene un impacto directo en la rentabilidad, pero también en la sostenibilidad ambiental, al reducir el uso innecesario de insumos y la huella de carbono asociada a productos que no llegan al consumidor final.
Asimismo, al tratarse de una técnica no destructiva, es posible realizar monitoreos repetidos a lo largo del tiempo sobre las mismas plantas, generando series de datos que mejoran la comprensión del comportamiento del cultivo frente a variables climáticas, hídricas o nutricionales.
Un paso más hacia la biotecnología aplicada al agro
Desde una perspectiva más amplia, este desarrollo se inscribe dentro del campo de la biotecnología agrícola aplicada, donde el conocimiento profundo de los procesos fisiológicos de las plantas se traduce en soluciones tecnológicas concretas. La investigación de la URV demuestra cómo herramientas propias de la química avanzada pueden integrarse al sector agropecuario para resolver problemas prácticos y cotidianos.
Aunque el estudio se encuentra aún en una fase de validación científica, sus autores destacan que la tecnología es escalable y adaptable a diferentes cultivos, siempre que se ajusten los modelos analíticos a las características específicas de cada especie.
Un futuro sin contacto directo con el fruto
El hallazgo de que las hojas pueden actuar como “sensores naturales” del estado del fruto representa un cambio conceptual importante. En lugar de centrarse exclusivamente en el órgano cosechable, la atención se desplaza hacia la planta como un sistema integrado, donde cada parte aporta información valiosa.
A medida que estas tecnologías se perfeccionen y se integren con dispositivos portátiles o plataformas de gestión agrícola, es probable que el productor del futuro pueda saber exactamente cuándo cosechar simplemente escaneando las hojas del cultivo. Un avance que combina ciencia, tecnología y agricultura, y que refuerza el papel de la innovación como motor del desarrollo rural.
Referencias
Phys.org – “Fruit ripeness revealed by leaf chemistry using infrared spectroscopy”
Universitat Rovira i Virgili (URV) – Departamento de Química Analítica y Química Orgánica
Investigación sobre espectroscopía infrarroja aplicada a la maduración de frutos
Nota editorial:
Este artículo ha sido elaborado con fines divulgativos a partir de información pública y fuentes especializadas, adaptado al enfoque editorial del medio para facilitar su comprensión y contextualización.
