El sector agrícola es uno de los sistemas socioeconómicos más expuestos a los efectos del cambio climático. Al mismo tiempo, la agricultura se enfrenta a un reto histórico: alimentar a una población mundial en rápido crecimiento y preservar al mismo tiempo los recursos naturales finitos del planeta.
Producir más con menos ya no es una opción. Requiere una profunda transformación de las prácticas agrícolas.
La tecnología es un factor clave para esta transformación, ya que desempeña un papel central en la mejora de la sostenibilidad de la producción agrícola y contribuye directamente al logro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible 2 (Hambre Cero) y 13 (Acción por el Clima) de las Naciones Unidas.
Uno de los objetivos fundamentales de la Agricultura 4.0 es la optimización del uso del agua. En la actualidad, la agricultura representa aproximadamente el 70 % del consumo mundial de agua dulce, lo que convierte la eficiencia hídrica en uno de los retos más importantes para el sector.
Nuestro trabajo se centra en el desarrollo y la aplicación de un innovador biosensor basado en plantas, un transistor electroquímico orgánico (OECT), diseñado para insertarse directamente en el tallo de la planta.
Este sensor permite monitorizar de forma continua y en tiempo real las variaciones en la composición iónica de la savia de las plantas, lo que proporciona información directa sobre el estado fisiológico de la planta.
El sensor, denominado BIORISTOR, consta de un canal transistor y un electrodo secundario. Cuando se aplica un potencial eléctrico adecuado, se genera un campo eléctrico que impulsa los iones presentes en la savia hacia el polímero conductor depositado en el canal principal.
Este mecanismo permite al BIORISTOR detectar cambios fisiológicos sutiles y tempranos en el interior de la planta.
El BIORISTOR ha sido sometido a exhaustivas pruebas en condiciones controladas en una amplia gama de especies, entre las que se incluyen el tomate, el kiwi, la soja, la vid, el trigo y la caña de río.
En las plantas de tomate, el sistema es capaz de detectar la aparición de estrés hídrico en las primeras 30 horas, mucho antes de que aparezcan los síntomas visibles.
En las aplicaciones sobre el terreno, BIORISTOR está conectado a una unidad de control IoT que transmite los datos a un cloud propietario.
El sistema detecta la aparición temprana del estrés hídrico y puede alertar al agricultor o a los sistemas de gestión de la explotación cuando es necesario regar, lo que permite intervenciones oportunas y específicas. Este enfoque reduce significativamente el desperdicio de agua, al tiempo que mejora el rendimiento y la sostenibilidad de los cultivos.
