Diodos emisores de luz (LED) utilizados en dispositivos médicos y para el cultivo de plantas. como las patatas que se ven aquí, son utilizados por la NASA para cultivar plantas en el espacio. La agencia espacial estadounidense planea cultivar alimentos en futuras naves espaciales y en otros planetas como complemento alimenticio para los astronautas. Crédito:NASA
Si alguna vez has visto la película El marciano , está familiarizado con las "plantas en el espacio". El protagonista de la película, interpretado por Matt Damon, cosecha patatas con éxito en Marte para alimentarse cuando está varado en el planeta.
¿Rebelde? Para nada.
Aquí en la Universidad de Guelph en nuestro Centro de Investigación de Sistemas de Ambiente Controlado (CESRF), hemos estado investigando la producción de plantas en ambientes controlados y la mejor manera de aprovechar al máximo las plantas en términos de alimentos, oxígeno, lavado con agua dulce y dióxido de carbono; en otras palabras, soporte vital humano durante décadas. Desde mediados de la década de 1990, hemos sido el hogar del programa Espacio y Agricultura de Soporte Vital Avanzado (SALSA).
Estas actividades de investigación forman la contribución de Canadá al campo de nicho de la exploración espacial conocido como "soporte biológico de la vida", o plantas en el espacio.
Los desarrollos de investigación y tecnología en este campo incluyen:
Entre las herramientas más recientes en la búsqueda de la producción de alta densidad de una variedad de cultivos se encuentran los diodos emisores de luz (LED) como fuente de energía fotosintética. En nuestro centro de investigación, estamos trabajando para perfeccionar y perfeccionar la tecnología LED.
El advenimiento de la intensidad y la eficiencia cada vez mayores de los LED ha ampliado su uso más allá de los automóviles y las luces de la calle. Ahora consideramos los LED de forma rutinaria como un complemento, o incluso de una sola fuente, iluminación para plantas.
Los LED tienen una banda de luz de onda estrecha única que representa una pequeña subsección del espectro solar. Hay muchos ejemplos de LED que llenan virtualmente el espectro de luz visible y más allá para incluir bandas ultravioleta y componentes de rojo lejano a infrarrojo.
Sabemos bastante sobre cómo responden las plantas a varias longitudes de onda, y ciertas combinaciones de longitudes de onda de luz, basado en investigaciones con filtros y otras luces más convencionales que incluyen sodio de alta presión, iluminación de halogenuros metálicos y fluorescentes.
Mejorando el sol
Sin embargo, Los LED ofrecen la oportunidad de diseñar un espectro y evaluar las respuestas de las plantas a algunas combinaciones de colores muy inusuales.
Resultados de plantas de lechuga cultivadas bajo los tres espectros de luz diferentes que muestran diferencias en la biomasa acumulada y expresiones de antocianina (pigmento) en las hojas. Estas plantas también tenían un sabor diferente, lo que indica respuestas adicionales de metabolitos secundarios al color de la luz. Crédito:Universidad de Guelph, CESRF
Entre el conjunto de variables ambientales que optimizan la producción de la planta, la más poderosa para determinar cómo responde una planta a su contexto es la iluminación.
En efecto, con los nuevos atributos de las luces LED, aparentemente podemos mejorar al sol en la producción de diversos productos vegetales.
Los últimos resultados de la investigación sobre diversas cualidades espectrales:colores, en otras palabras, proporcionar detalles sobre respuestas específicas en algunas plantas relacionadas con el tamaño de la planta, forma y eficiencia fotosintética. Incluso podemos modificar el contenido de compuestos metabólicos que influyen en el color, sabor y propiedades medicinales de una planta.
Esas propiedades medicinales han atraído a las comunidades científicas y de la industria en el sector fito-farmacéutico (medicamentos de origen vegetal) en evolución.
Producción de bajo costo de reproducible, Los compuestos medicinales de alta calidad son el foco principal del sector, y la gama de productos básicos está creciendo rápidamente. Incluyen medicamentos contra el cáncer, vacunas para una variedad de patógenos virales, anticuerpos y, por supuesto, cannabis o marihuana. El cannabis tiene un estado de nuevo descubrimiento debido a los cambios en las leyes en Canadá y en otros lugares que rigen el uso de esta planta única.
Pero estas tecnologías, especialmente las luces LED nacidas en la comunidad de investigación de exploración espacial de Canadá, traiga consigo la responsabilidad de hacerlo bien, y el peligro de hacerlo mal es muy real.
Los primeros intentos en la comunidad del cannabis recreativo hace varios años, cuando los LED se utilizaron como fuente de luz fotosintética en un esfuerzo por reducir el uso de energía en sótanos y armarios, no funcionaron tan bien.
Para aquellos pioneros que cultivaron cannabis con LED fue obvio que algo andaba mal. La vaga idea de que algunas luces rojas y azules harían el trabajo se disipó rápidamente, pero el estigma de esos primeros fracasos todavía atormenta a los defensores de los LED en ese sector en la actualidad.
'Recetas de refinamiento'
Hemos recorrido un largo camino desde esos errores y conceptos erróneos sobre cómo usar los LED, pero tenemos más trabajo por hacer.
Investigadores del CESRF de la Universidad de Guelph han estado trabajando con colaboradores de la industria en el sector fito-farmacéutico (Plant Form Corporation), el sector del cannabis medicinal (ABcann Medicinals Inc.), el sector LED (Intravision Light Systems) y el sector de ambiente controlado (Conviron Ltd.) para refinar recetas de control ambiental para cultivar plantas con fines medicinales.
También estamos trabajando para desarrollar las mejores prácticas de gestión para servir a estos sectores industriales y al público canadiense, mientras buscamos aprovechar al máximo las últimas tecnologías en la producción de plantas en ambientes controlados.
Y dados los recientes comentarios del presidente de los Estados Unidos, Donald Trump, sobre el envío de astronautas estadounidenses de regreso a la Luna y a Marte, es muy probable que podamos probar nuestra experiencia en "plantas en el espacio" pronto.
Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original. 
