Conduciendo a través de Iowa, Hendrik J. Viljoen, profesor distinguido de ingeniería química y biológica en la Universidad de Nebraska, notó que los campos de soja estaban cada vez más infestados de malezas cada temporada. El culpable es una mala hierba resistente al glifosato llamada "palmer amaranto, "que está amenazando los cultivos en el Medio Oeste.
Un pesticida que se utiliza actualmente para controlar el amaranto es "Dicamba, "pero tiene efectos devastadores en áreas adyacentes, dañar árboles y otros cultivos, porque tiende a desplazarse cuando se rocía durante condiciones de viento.
Como firme creyente en el concepto de que nuestro bienestar está estrechamente relacionado con la salud de los cultivos y los animales dentro de nuestra cadena alimentaria, Viljoen informa en la revista Física de fluidos , que se inspiró para crear una forma de detectar las malas hierbas que elimina cualquier riesgo de deriva de pesticidas.
"Una solución de pesticida se puede estabilizar en un cilindro / rodillo horizontal giratorio similar a un cucharón de miel de madera, "dijo Viljoen." Su estabilidad depende de la velocidad a la que gira el aplicador. Pero el rodillo es solo una parte de un proceso más grande, y hay algunos detalles técnicos relacionados con el rodillo que también estamos abordando, es decir, reponer la carga de pesticida a través de la mecha de un depósito en el centro del cilindro ".
La forma en que se aplican los pesticidas a las plantas marca la diferencia. Se pueden rociar desde la parte superior de la hoja, enrrollalo, o entregado con un rodillo dentado para rasparlo y aplicar el pesticida simultáneamente. "Solo llegaremos a un diseño óptimo si entendemos cómo el ingrediente activo del pesticida se entrega a la maleza, cómo ingresa al floema (el sistema vascular de la planta que transporta el ingrediente activo), y la eficacia de su mecanismo de muerte, "Explicó Viljoen.
Para aplicar el pesticida a las malas hierbas, Los rodillos se pueden montar en pequeños robots o tractores. "Nuestro objetivo de investigación actual es desarrollar un sistema en el que los vehículos aéreos no tripulados muestren campos y alimenten las imágenes a redes neuronales capacitadas para identificar las malezas, "La información sobre las especies de malezas y su ubicación exacta serán luego utilizadas por los robots para tratar las malezas".
Un hallazgo clave del grupo de Viljoen es que la forma preferida de operar el rodillo es rotarlo de modo que la velocidad original en la parte inferior del rodillo coincida con la dirección en la que se desplaza el robot. Ahora están haciendo experimentos para determinar cualquier sesgo de captación de palmer amaranto, así como explorar hacer parte de la superficie del rodillo dentada. "La idea es penetrar físicamente en la epidermis para mejorar la cantidad de ingrediente activo que se entrega a la hierba, ", dijo." Para ampliar nuestro entendimiento, hemos desarrollado un modelo matemático del transporte del pesticida en el floema ".
La importancia de este trabajo es que, si bien existe una presión cada vez mayor para producir suficientes alimentos para una población en crecimiento, el enfoque actual es insostenible. La tendencia actual es utilizar cantidades mayores y productos químicos más potentes para controlar las malas hierbas y las especies invasoras que han desarrollado resistencia a pesticidas que antes eran eficaces.
"Debemos minimizar el impacto de nuestras prácticas en el medio ambiente y reducir el uso de productos químicos, sus residuos y metabolitos dentro de nuestra cadena alimentaria y en la ecología en general, ", Dijo Viljoen." Existen tecnologías que pueden ayudarnos a lograr estos objetivos. Las tecnologías de pulverización de precisión utilizan inteligencia artificial para identificar malezas y solo pulverizan áreas específicas. Pero lo podemos hacer mejor. Debemos eliminar el riesgo de deriva y minimizar la exposición de los cultivos y el suelo a los pesticidas ".
Desarrollando un ambiente libre de deriva El aplicador específico de malezas allanará el camino para el control autónomo de malezas con robots inteligentes. "En este punto, no podemos imaginar la utilidad total de estos robots, pero nos ofrecen la oportunidad de estudiar campos y alertarnos sobre brotes de enfermedades, plagas o nematodos, "dijo Viljoen." En el futuro, el rodillo, con algunas modificaciones, también podría usarse para entregar pequeñas moléculas de ARN a las plantas. Las operaciones agrícolas más pequeñas que se centran en productos especializados probablemente serán las primeras en adoptar la tecnología ".
