Un sensor autónomo mide en el viñedo las esporas de mildiu y oídio casi en tiempo real

Una investigación publicada en la revista científica Frontiers in Plant Science presenta un sensor autónomo capaz de identificar y cuantificar en el viñedo, y casi en tiempo real, las esporas aéreas de mildiu y oídio. El sistema combina holografía digital e inteligencia artificial y, de acuerdo con sus autores, puede ayudar a ajustar mejor el momento de los tratamientos fungicidas, con la posibilidad de reducir aplicaciones sin perder control sanitario ni calidad de la uva.

El trabajo parte de un problema conocido en viticultura. La protección frente a estas dos enfermedades se basa sobre todo en tratamientos preventivos, lo que obliga a anticipar los momentos de infección. En la práctica, esa decisión suele apoyarse en modelos que usan datos meteorológicos y previsiones del tiempo. Los investigadores recuerdan que ese método tiene un margen de incertidumbre: algunos tratamientos acaban siendo innecesarios, aunque eso solo se comprueba después, cuando ya se han visto las condiciones reales y la evolución de la enfermedad.

Ese margen no es menor. El artículo señala que los viticultores suelen aplicar fungicidas desde poco después de la brotación, en el estado de tres o cuatro hojas, hasta el inicio del envero. En una campaña normal eso supone entre 7 y 12 tratamientos. Los autores añaden que la exposición prolongada a estos productos plantea problemas para los trabajadores del campo y puede dejar residuos en la vegetación tratada, además de asociarse a contaminación del suelo y del agua subterránea y a una pérdida de biodiversidad en ecosistemas no objetivo.

Frente a ese esquema, el nuevo dispositivo mide directamente la presencia real de esporas en el aire. Esa es la diferencia de fondo con los modelos basados solo en clima: no calcula el riesgo a partir de variables indirectas, sino que intenta saber si el patógeno está ya presente sobre la parcela y en qué cantidad. Para el viñedo, y por extensión para el sector del vino, esta información puede facilitar decisiones por parcela ligadas al riesgo real de infección, algo útil tanto para reducir insumos como para proteger la calidad de la uva con tratamientos más selectivos.

Los autores probaron el sistema en dos casos con acceso a datos en tiempo real, uno en Changins, en Suiza, y otro en Château le Puy, en Francia. El seguimiento cubrió tres campañas, entre 2021 y 2023. A partir de esos ensayos, el equipo habla de estrategias prometedoras para lograr reducciones amplias en el uso de fungicidas y mantener un control eficaz de la enfermedad. Al mismo tiempo, los investigadores advierten de que harán falta más estudios de campo para confirmar los resultados y darles mayor solidez estadística.

La utilidad de una medición directa se entiende mejor con los umbrales que maneja la bibliografía revisada en el artículo. En mildiu, las concentraciones habituales en aire van de 2 a 40 esporangios por metro cúbico, con picos de hasta 500 en función del clima y del manejo del viñedo. Estudios previos citados por los autores sitúan un umbral de 2,52 esporangios viables por metro cúbico en condiciones de alta humedad y temperaturas de 18 a 25°C. El riesgo de infección aumenta con la carga de esporas: entre 1 y 5 esporangios por metro cúbico se asocia a un 50% de riesgo, y 15 esporangios por metro cúbico a un 90%.

En oídio, el artículo recoge concentraciones de entre 2 y 100 conidios por metro cúbico, con picos de 4.800 cuando se dan condiciones óptimas de desarrollo. En este caso, una concentración de 5 conidios por metro cúbico puede bastar para iniciar infecciones. El trabajo también recuerda que los dos patógenos no se propagan igual. El mildiu tiende a tener una dispersión más local, limitada en torno a 50 metros, mientras que el oídio puede extenderse con más facilidad. Esa diferencia refuerza la idea de una vigilancia muy pegada a cada zona del viñedo y no solo a escalas amplias.

El dispositivo descrito por el equipo toma aire con un caudal controlado de 1,4m3 por hora y concentra las partículas sobre un disco de zafiro. Las imágenes no se hacen sobre partículas en vuelo, sino sobre partículas secas ya depositadas, lo que evita que las gotas de lluvia interfieran en la observación. El disco ofrece una superficie nueva cada dos o tres horas, según la carga de aerosoles, y se limpia de forma automática cada 24 horas para iniciar el siguiente ciclo de trabajo.

La captura de imágenes se realiza con un láser de 510 nanómetros y un sensor de cámara de 48 megapíxeles. Después, un sistema de análisis procesa los patrones holográficos y clasifica las partículas con dos redes neuronales convolucionales. Durante el despliegue inicial, el equipo recurrió además a verificación humana para corregir errores puntuales y mejorar la base de datos de entrenamiento. Tras una campaña de calibración con un espectrómetro de aerosoles de referencia, el límite operativo actual se sitúa, según los autores, en el orden de 2 partículas por metro cúbico para una ventana de adquisición de tres horas.

El aparato está construido con materiales compuestos para evitar acumulación de carga eléctrica y condensación de agua. Funciona con paneles solares, transmite las imágenes por red 4G a un servidor central y puede permanecer toda una temporada en el campo sin mantenimiento. Los investigadores señalan que el equipo puede instalarse en cualquier parcela y que su diseño busca ofrecer información útil antes de que la enfermedad sea visible en las hojas, cuando aún se está a tiempo de decidir si conviene tratar o no.

La investigación enmarca este avance en la presión europea para reducir el uso de pesticidas. El propio artículo recuerda una resolución del Parlamento Europeo de 2019 que cifró en el 80% la proporción de Estados miembros que no habían aplicado medidas eficaces para racionalizar su empleo. En el caso del viñedo, donde el mildiu y el oídio condicionan una parte importante del manejo anual, una herramienta que mida el inóculo real puede tener efecto directo en la organización del trabajo, en el uso de fitosanitarios y en la toma de decisiones dentro de bodegas y explotaciones que dependen de la regularidad de la cosecha.