Redacción

Parece que todo el mundo tiene un smartphone (teléfono inteligente) en el bolsillo, y encontramos nuevos usos para ellos cada día. Pueden ayudarnos a evitar los atascos de tráfico o conectarnos con la familia a distancia. Incluso pueden traducir idiomas sobre la marcha.

Ahora, los científicos han descubierto un nuevo truco para ellos. Usando una cámara de teléfono inteligente normal y algunas herramientas impresas en 3D, han desarrollado una forma más fácil de medir la densidad del suelo. Con el volumen y el peso de las muestras de suelo, los científicos pueden comparar las reservas de nutrientes o de carbono en los suelos para que los gestionemos mejor. Con su nuevo sistema, reprodujeron de forma barata métodos más caros y que consumen mucho tiempo, los cuales requieren láseres u otros elementos.

“El nuevo enfoque podría permitir a los científicos de todo el mundo acelerar su trabajo con herramientas que ya tienen o que pueden adquirir fácilmente”, dice Colby Brungard. Brungard es investigador de la Universidad Estatal de Nuevo México.

Medir la densidad del suelo es simple en principio, pero difícil en el mundo real. Para determinar la densidad, los científicos necesitan el peso, o masa, de un montón de tierra, junto con el volumen. Determinar el peso solo requiere una balanza. Pero determinar el volumen de los terrones de tierra es tradicionalmente una tarea mucho más difícil y cara.

Con estos desafíos en mente, Brungard estaba buscando un método mejor. Basándose en el trabajo de un colega, sabía que podían usarse fotografías para medir volúmenes. Así que pensó que todo lo que necesitaba eran fotos desde los ángulos correctos y una escala. Brungard decidió lanzar la idea de crear una aplicación para móviles a los estudiantes durante una conferencia.

Montaje experimental que muestra una muestra de suelo en una plataforma giratoria impresa en 3D, con un teléfono móvil. Una luz proporciona una iluminación consistente, mientras que un fondo blanco y la parte superior de la plataforma giratoria blanca reducen la influencia del fondo. La muestra de suelo rota en la plataforma giratoria mientras se toma una imagen cada cuatro rotaciones. (Foto: Colby Brungard)

“Cuando di la conferencia, expliqué mi idea y pregunté a los estudiantes universitarios si alguno de ellos estaba interesado en asumir el proyecto”, dice Brungard. “Michael Whiting, un estudiante de la clase y autor principal del artículo, se ofreció como voluntario e hizo la investigación“.

El equipo recurrió a equipos disponibles modernos. Sabían que los teléfonos inteligentes tenían cámaras lo suficientemente buenas para tomar fotos de alta resolución de una muestra de suelo. Para obtener una vista consistente de toda la muestra de suelo, usaron una impresora 3D para crear una pequeña plataforma giratoria de solo unos pocos centímetros de ancho. La plataforma giratoria tenía una base para el teléfono, para mantenerlo quieto. Y tenía una simple manivela que permitía girarla a mano mientras el teléfono tomaba múltiples fotos.

Los científicos subieron las fotos a un programa que podía unirlas en una imagen 3D, que daba una medida del volumen. Cuando compararon el sistema del teléfono inteligente con los antiguos aparatos de escaneo láser o de inmersión en cera, las medidas finales fueron casi idénticas. Esa precisión resultó ser cierta en cinco tipos diferentes de muestras de suelo.

El sistema de teléfono inteligente también era rápido. Tomaba solo 15 minutos por muestra, mientras que un escaneo láser puede tomar una hora y media. Pero había tiempo de inactividad mientras el programa de la computadora analizaba las imágenes, una tarea intensiva de computación. Sin embargo, el método era simple, rápido, barato y preciso. Un método en el que todos ganan.

“El método de fotogrametría no implica ningún equipo complicado o caro como los tradicionales escáneres láser 3D, ya que incluso los teléfonos móviles de bajo presupuesto probablemente tienen cámaras adecuadas”, dice Brungard. “Otros pueden replicar esto rápidamente debido a la alta funcionalidad de los teléfonos celulares”. Además, los planos de la plataforma giratoria 3D están disponibles en línea.

Gracias a estas herramientas ampliamente disponibles, otros científicos pueden usar los teléfonos inteligentes que probablemente ya tienen y simples planos de impresión en 3D para comenzar a analizar de inmediato esta importante propiedad del suelo. Todo con el poder que ya llevan en el bolsillo.

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