Alla New Mexico State University il ricercatore Colby Brungard e un suo studente hanno ideato una soluzione basata sulla semplice fotocamera di uno smartphone e su alcuni strumenti stampati in 3D per misurare la densità del suolo.
Questa soluzione, accessibile e poco costosa, permette di valutare e misurare in modo veloce e intuitivo la densità del suolo e di conseguenza consente di confrontare la presenza di nutrienti e di carbonio nelle zolle per riuscire a gestire le esigenze in modo mirato. I risultati sono stati eccellenti: dopo prove ripetute, l’efficacia di questa soluzione è risultata analoga a quella degli altri metodi attualmente disponibili ma con vantaggi in termini di costi e tempi.
Per determinare la densità, è necessario conoscere la massa di una zolla di terreno e il suo volume. Ma se per individuare il peso basta solo una bilancia determinarne il volume è un’operazione molto più complessa.
Tradizionalmente per misurare il volume di una zolla la si rivestiva accuratamente con la cera e la si immergeva nell’acqua, poi si è passati all’utilizzo della scansione laser tridimensionale, un’alternativa precisa, ma costosa e che richiede tempo. Brungard stava cercando un metodo più facilmente accessibile.
Sulla base del lavoro di un collega, Brungard sapeva che le fotografie potevano essere utilizzate per misurare il volume quindi ha pensato alla sua applicazione per il suolo e in una conferenza ha proposto l’idea di sviluppare un’app “mobile” dedicata, un progetto che si è realizzato proprio grazie alla collaborazione di un suo studente.
Per ottenere una visione coerente dell’intero campione di terreno, con una stampante a 3D è stata creata una base rotante di soli pochi centimetri di diametro con un piccolo tassello per agganciare il cellulare in modo stabile e fermo. Una semplice manovella permetteva di girare manualmente la base per permettere al telefono di catturare più immagini.
Gli scienziati hanno caricato le immagini su un programma in grado di unirle insieme in un’immagine tridimensionale e in tal modo di restituire interamente il volume della zolla. Questa tecnica confrontata con la scansione laser e con l’immersione in cera dava risultati analoghi.
Il sistema risultava anche molto veloce. Bastavano solo 15 minuti per campione, mentre per effettuare una scansione laser poteva essere necessaria anche un’ora e mezza, poi toccava al programma del computer analizzare le immagini, un lavoro ad alta intensità di calcolo. Tuttavia, il metodo era semplice, veloce, economico e preciso.
“La tecnica della fotogrammetria non richiede apparecchiature complicate o costose come i tradizionali scanner laser 3D perché anche ormai tutti i telefoni cellulari hanno fotocamere adeguate“, ha afferma Brungard. ” Inoltre, le istruzioni per costruire basi in 3D sono disponibili online.
“Il nuovo approccio – ha commentato il ricercatore – potrebbe consentire agli scienziati di tutto il mondo di accelerare il loro lavoro con strumenti che già possiedono o che possono facilmente acquisire”.
Questo progetto è stato descritto in un articolo della rivista della Soil Science Society of America.
Le immagini sono di Colby Brungard.