publicado a: 2021-03-05

Método inovador "contactless" para colheita oportuna de frutos

Os cientistas desenvolvem uma técnica conveniente para medir a maturação usando ondas de choque de plasma induzidas por laser e as vibrações resultantes na superfície da fruta.

Na agricultura, existem muitos métodos mecânicos para medir indiretamente a maturação de uma fruta por meio de sua firmeza. No entanto, a maioria é insuficiente para frutas macias, que não exibem os mesmos tipos de vibração mensurável que as mais duras. Agora, cientistas do Instituto de Tecnologia de Shibaura, no Japão, desenvolveram um método inovador para medir a firmeza de frutas usando ondas de choque de plasma induzidas por laser. Sua abordagem sem contato e não destrutiva funciona com mangas e deve ser útil também para outras frutas moles.

A maioria das pessoas está familiarizada com a sensação desagradável de comer frutas maduras demais ou verdes. Quem trabalha na agricultura tem a tarefa de garantir uma colheita oportuna para que a maturação esteja no ponto ideal quando a fruta é vendida, tanto para minimizar a quantidade de fruta que vai para o lixo quanto para maximizar a qualidade do produto final. Para tal, foram desenvolvidas várias técnicas de avaliação da maturação dos frutos, cada uma com as respectivas vantagens e desvantagens em função do tipo de produto. Embora existam métodos bioquímicos e ópticos, as técnicas mecânicas são as mais amplamente utilizadas. Eles avaliam indiretamente a maturação com base na firmeza da fruta. Por sua vez, a firmeza é quantificada pela observação das vibrações que ocorrem na fruta quando a energia mecânica é fornecida com precisão por meio de dispositivos como martelos, pêndulos ou alto-falantes. Infelizmente, essas abordagens são insuficientes para frutas mais macias, que são mais facilmente danificadas pelos dispositivos de contato usados.

Mas o que é LIP e como ele é usado? O plasma é um estado da matéria semelhante ao estado gasoso, mas no qual a maioria das partículas tem carga elétrica. Este estado energético pode ser produzido no ar normal focalizando um feixe de laser de alta intensidade em um pequeno volume. Como a “bolha” de plasma gerada é instável, ela se expande imediatamente, enviando ondas de choque em velocidades ultrassônicas. O professor Naoki Hosoya e colegas do SIT usaram com sucesso as ondas de choque LIP geradas perto da superfície das maçãs para excitar um tipo de vibração chamado modo 0S2, coloquialmente referido como "vibração do modo futebol" por causa de como a deformação resultante aparece em corpos esféricos. Eles então verificaram que a frequência das vibrações do modo 0S2 estava correlacionada com a firmeza da fruta.

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