Diseñan un módulo climático para el crecimiento de plantas en condiciones controladas

Un sistema desarrollado por investigadores de la FAUBA y una empresa privada permitió mejorar las condiciones de luz y temperatura a las que están expuestos los cultivos en ensayos académicos. Inauguraron una instalación que hasta ahora no se fabricaba en el país.

Por: Juan M. Repetto

 Cuando los investigadores realizan experimentos con plantas en el laboratorio, suelen encontrar varias limitaciones a la hora de intentar simular las condiciones naturales del ambiente. Una de las variables más difíciles de controlar es la temperatura, debido a que las luces que se utilizan para el crecimiento de las plantas, también pueden generar un calor excesivo y afectar los resultados de los ensayos.

Ante esta situación, docentes de la Facultad de Agronomía de la UBA (FAUBA) diseñaron un módulo climático que combina diferentes tipos de luces LED y, junto a una empresa, lo instalaron en el predio de la institución académica, para funcionar en el ámbito de Instituto de Investigaciones en Biociencias Agrícolas y Ambientales (INBA-Conicet/FAUBA).

La puesta a punto del sistema estuvo a cargo de Karina Balestrasse y Carla Zilli, investigadoras del Conicet y docentes de la cátedra de Bioquímica de la FAUBA. Al respecto, explicaron que la cámara de cultivo que tradicionalmente utilizaban en el laboratorio estaba equipada con lámparas de vapor de mercurio de 400 watts, intercaladas con lámparas incandescentes. Esta combinación era ineficiente desde todo punto de vista. Elevaba la temperatura del cuarto de cultivo por encima de 35ºC. Incluso podía llegar a alcanzar 40 ºC porque el climatizador y los extractores de aire instalados no lograban compensar ese incremento.

“Este diseño implicaba un alto costo energético y la disminución de la vida útil de los equipos de refrigeración, ya que trabajan 24 horas a su máxima capacidad. La otra desventaja radicaba en la calidad de luz. La radiación fotosintéticamente activa (RFA) se ubicaba por debajo de los requerimientos mínimos de la soja, la principal especie vegetal con la que trabajamos en nuestro laboratorio y, por lo tanto, las plantas crecían y se desarrollaban de un modo anormal”, explicó Balestrasse.

A raíz de este problema, las investigadoras de la FAUBA buscaron una solución en conjunto con la empresa Cuben S.A. Primero diseñaron paneles con tubos fluorescentes de 36 watts y luces incandescentes, que se utilizan en los modelos más básicos de las cámaras que comercializan las principales firmas internacionales. En forma paralela, se construyó un panel de similares características, al que además se incorporaron tubos LED mixtos (que combinan azul y rojo).

“A lo largo de un año trabajamos para poner a punto las condiciones de luz y temperatura, hasta encontrar el balance más adecuado para que las plantas germinaran y crecieran sin estrés”, explicó Balestrasse al sitio de divulgación científica Sobre la Tierra.

Las primeras investigaciones tuvieron algunos problemas: “Las experiencias iniciales con los paneles de tubos fluorescentes registraron un rango de temperatura entre 20 y 26ºC y la RFA se incrementó hasta un máximo de 300 µmoles.m-2.s-1. Sin embargo, el flujo de fotones emitidos no se distribuía uniformemente dentro de los paneles, ya que decaía significativamente en los extremos”.

El siguiente paso fue avanzar hacia un módulo equipado exclusivamente con luces LED blancas frías. Este arreglo aportó considerables ventajas: generan menos calor que los tubos fluorescentes y, además, cada punto evaluado del panel tiene la misma intensidad PAR y un espectro de emisión muy similar al de las luces LED utilizadas en horticultura. “En estas condiciones obtuvimos plantas más robustas, con mayor área foliar y contenido de clorofila. Por primera vez pudimos prolongar el cultivo hasta el estadío de madurez completa”, detalló Zilli.

Para fabricar las instalaciones se emplearon conteiners reciclados, a los cuales se introdujo paneles de aislamiento y se los compartimentó para poder trabajar en dos cámaras: una orientada al material sucio (donde se manipulan las plantas, la tierra y las macetas) y otra zona limpia donde se ubican las luces. Además, equiparon el módulo con un sistema digital que permite controlar la temperatura y automatizar el riego, y cuenta con la posibilidad de acceder a ellos desde una aplicación en el celular.

El proyecto fue presentado en la edición 2018 del Concurso Nacional de Innovaciones Innovar, a modo piloto. Actualmente, ya está instalado en el predio de la FAUBA el módulo climático, diseñado y construido por la empresa, siguiendo las recomendaciones brindadas por el laboratorio académico. Según Balestrasse, se trata de un equipamiento que hasta ahora tenía que importarse de otros países, y entre los disponibles tampoco existía uno que tuviera las dimensiones que se alcanzaron con el módulo desarrollado desde UBA.

“La idea de este primer módulo es garantizar el crecimiento de todos los cultivos de interés agronómico. Pero a la vez se seguirá trabajando en la evolución de paneles que puedan adaptarse, con mínimas modificaciones, a los requerimientos específicos planteados por los diferentes usuarios”, informaron las investigadoras.

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