Los científicos desarrollan una técnica rentable para evaluar la prudencia utilizando ondas de choque de plasma inducidas por láser y las vibraciones resultantes en la superficie de la fruta – ScienceDaily

0


La mayoría de las personas probablemente estén familiarizadas con la desagradable sensación de comer fruta demasiado madura o inmadura. Quienes trabajan en la agricultura tienen la tarea de asegurar una cosecha oportuna para que la maduración esté en el punto óptimo en el momento de la venta de la fruta, tanto para minimizar la cantidad de fruta que se desperdicia como para maximizar la calidad del producto final. Para ello, se han desarrollado una serie de técnicas para evaluar la madurez de la fruta, cada una con sus respectivas ventajas y desventajas según el tipo de producto.

Aunque existen métodos bioquímicos y ópticos, las técnicas mecánicas son las más utilizadas. Indirectamente evalúan la madurez en función de la compacidad del fruto. A su vez, la firmeza se cuantifica observando las vibraciones que se producen en la fruta cuando la energía mecánica se entrega con precisión a través de dispositivos como martillos, péndulos o parlantes. Desafortunadamente, estos enfoques no alcanzan las frutas más blandas, que se dañan más fácilmente con los dispositivos de contacto utilizados.

En un estudio reciente publicado en Alimentos, un equipo de científicos del Instituto de Tecnología Shibaura (SIT) en Japón abordó este problema a través de un método innovador para medir la firmeza de las bayas utilizando plasma inducido por láser (LIP). Este trabajo es una especie de seguimiento de un estudio anterior en el que se utilizó LIP para cuantificar la firmeza de los frutos más duros.

Pero, ¿qué es LIP y cómo se usa? El plasma es un estado de la materia similar al estado gaseoso pero en el que la mayoría de las partículas tienen carga eléctrica. Este estado energético se puede producir en aire normal enfocando un rayo láser de alta intensidad en un volumen pequeño. Dado que la «burbuja» de plasma generada es inestable, se expande inmediatamente y emite ondas de choque a velocidades ultrasónicas. El profesor Naoki Hosoya y sus colegas de SIT utilizaron con éxito ondas de choque LIP generadas cerca de la superficie de las manzanas para excitar un tipo de vibración llamada 0S.2 modo, coloquialmente llamado «vibración en modo de patada» debido a cómo aparece la deformación resultante en los cuerpos esféricos. Luego verificaron que la frecuencia de la 0S.2 las vibraciones de la modalidad estaban relacionadas con la compacidad del fruto.

Sin embargo, las bayas no aparecen. 0S.2 modo de vibración, por lo que el equipo tuvo que analizar un tipo alternativo de oscilación: las ondas de Rayleigh. Son ondas que se producen exclusivamente en la superficie de los cuerpos sin penetrar mucho en el interior. Usando mangos Kent, una configuración para generar vibrómetros y LIP basados ​​en láser disponibles comercialmente, los científicos verificaron que la velocidad a la que se propagan las ondas de Rayleigh está directamente relacionada con la firmeza de los mangos. Dado que la tasa de propagación disminuye drásticamente con el tiempo de retención, proporciona una forma confiable de evaluar indirectamente la madurez.

El equipo fue más allá y buscó la mejor ubicación en la superficie de los mangos para determinar la velocidad de las ondas de Rayleigh. Los mangos, al igual que otras bayas, tienen semillas grandes en su interior, que pueden alterar la propagación de las ondas superficiales de forma que perjudican las mediciones. «Los resultados de nuestros experimentos indican que las ondas de Rayleigh a lo largo del ‘ecuador’ del mango son mejores para evaluar la firmeza que las del ‘primer meridiano'», explica Hosoya. Los experimentos también revelaron que las cavidades dentro de la pulpa o la descomposición de la fruta pueden influir enormemente en los resultados de la medición. Por lo tanto, como agrega Hosoya, continuarán investigando cuál es la mejor área para medir la firmeza en los mangos utilizando su nuevo enfoque.

En resumen, el equipo de SIT diseñó una estrategia innovadora para evaluar la madurez de las berries desde el exterior. «Nuestro sistema», señala Hosoya, «es adecuado para la evaluación de la firmeza sin contacto y no destructiva en mangos y potencialmente otras bayas que no exhiben lo habitual. 0S.2 modo de vibración. «Un mayor refinamiento de estos métodos de evaluación de la firmeza los hará más confiables y accesibles para la industria agrícola. Con un poco de suerte, su adopción generalizada asegurará que la fruta llegue al plato solo cuando sea el momento adecuado.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Instituto de Tecnología Shibaura. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.

También podría gustarte
Deja una respuesta

Su dirección de correo electrónico no será publicada.

This website uses cookies to improve your experience. We'll assume you're ok with this, but you can opt-out if you wish. Accept Read More