Los invernaderos y las granjas abiertas que reciben a los visitantes para que compren productos y carne cultivados localmente se han vuelto cada vez más importantes para la productividad alimentaria.
por el Instituto Americano de Física
Los agricultores no solo buscan formas de monitorear las condiciones para ayudar a mejorar el crecimiento y el rendimiento de los cultivos en invernaderos, sino que también es una preocupación importante mantener frescos los alimentos cosechados en condiciones de almacenamiento.
La tecnología de sensores inteligentes que monitorean y controlan la temperatura y la humedad juega un papel esencial en la producción de alimentos suficientes para satisfacer la demanda cada vez mayor de la población mundial.
En el Journal of Laser Applications , investigadores de la Universidad de Auburn en Alabama presentan sensores de temperatura y humedad basados en papel que son precisos y confiables, además de ecológicos.
La medición de la temperatura y la humedad en una variedad de circunstancias de cultivo ha impulsado el desarrollo de numerosos sensores, pero garantizar que estos dispositivos sean eficaces y al mismo tiempo respetuosos con el medio ambiente y rentables es un desafío.
«En los últimos años, la agricultura se ha visto gravemente afectada por cambios drásticos en factores ambientales como la humedad y la temperatura, lo que impulsa la urgencia de encontrar soluciones innovadoras para mejorar la productividad y mejorar la calidad con un impacto ambiental mínimo», afirmó el autor Masoud Mahjouri-Samani.
Los sensores y la electrónica flexible se fabrican de forma rápida y sencilla. Las tecnologías de impresión que se utilizan para producir estos sensores incluyen métodos como la impresión por chorro de aerosol, la impresión por chorro de tinta, la impresión por huecograbado y la serigrafía. Debido a la naturaleza líquida de estas técnicas y a su incompatibilidad con materiales de base biodegradables, la mayoría de las impresiones se realizan sobre plásticos no biodegradables.
El papel es una excelente alternativa a estos materiales plásticos tradicionales. Sus fibras de celulosa proporcionan una superficie porosa, es biodegradable y abundante.
El equipo de investigación creó sensores de temperatura y humedad imprimiendo líneas de plata en cuatro tipos de papel disponible comercialmente mediante un proceso llamado nanofabricación aditiva en seco.
Se controlan los cambios en la capacidad de almacenar energía eléctrica , denominada capacitancia, y la resistividad de los electrodos impresos para determinar los cambios de temperatura y humedad. A medida que el papel absorbe vapor de agua , se mide el cambio de su capacitancia para reflejar la humedad relativa del ambiente.
El mecanismo de detección de temperatura se basa en cambios en la resistencia. A medida que aumenta la temperatura, el conductor metálico experimenta un aumento en la resistividad.
Los sensores demostraron ser confiables y sensibles a los cambios en los niveles de temperatura y humedad. Detectaron con éxito cambios en los niveles de humedad relativa de entre el 20% y el 90% y variaciones de temperatura de entre 25°C y 50°C. Además, los sensores biodegradables son asequibles y se pueden reutilizar, y cuando llegue el momento, se pueden desechar de manera segura.
«Al integrar técnicas avanzadas como la nanofabricación aditiva seca con sustratos biodegradables, esta investigación combina funcionalidad con responsabilidad ambiental, abordando la creciente preocupación por la eliminación de equipos electrónicos», afirmó Mahjouri-Samani.
«Este enfoque ofrece el potencial de revolucionar las prácticas agrícolas inteligentes al permitir el monitoreo preciso de factores clave en el crecimiento de las plantas».
Más información: Sensores de humedad y temperatura basados en papel ecológicos para impresión en seco asistida por láser, Journal of Laser Applications (2025). DOI: 10.2351/7.0001652
