Respuesta espectral de la hoja
Absorción de la luz roja y azul por la clorofila y reflexión del infrarrojo cercano por la estructura interna de la hoja.
Lo que aprenderá
- La absorción del rojo y el azul y la reflexión del verde en una hoja sana
- La dispersión del infrarrojo cercano en la estructura interna de la hoja
- El contraste entre el rojo y el infrarrojo como criterio para distinguir suelo, hoja debilitada y hoja sana
Los índices de vegetación se fundamentan en que una hoja no devuelve todas las longitudes de onda por igual.
Absorción de la luz visible
La radiación solar es una mezcla de longitudes de onda. La longitud de onda es la distancia entre dos crestas consecutivas de la onda y se expresa en nanómetros (nm). El ojo humano percibe aproximadamente entre 400 nm (violeta y azul) y 700 nm (rojo).
Las hojas contienen clorofila, el pigmento con el que la planta capta energía para la fotosíntesis. Este pigmento absorbe con gran eficiencia el azul y el rojo, y en menor medida el verde. Dado que el verde es la luz visible que más se devuelve, la mayoría de las hojas se perciben de ese color.
Dispersión en el infrarrojo cercano
Más allá del rojo se extiende el infrarrojo cercano, que abarca aproximadamente de 700 a 1.300 nm, aunque los límites varían según el autor. Esta radiación no es visible para el ojo humano, pero los instrumentos de medición la registran, y la clorofila casi no la absorbe.
El interior de la hoja contiene células de paredes húmedas separadas por espacios con aire, tejido denominado mesófilo. Cada vez que la luz pasa de una pared celular al aire cambia de dirección, y esa dispersión múltiple devuelve hacia el exterior buena parte del infrarrojo cercano. Una hoja sana puede reflejar cerca de la mitad de esa radiación, una proporción muy superior a la que refleja en el rojo.
Contraste entre el rojo y el infrarrojo cercano
La reflectancia es la fracción de la luz incidente que una superficie devuelve. En una hoja sana resulta baja en el rojo y alta en el infrarrojo cercano, de modo que la diferencia entre ambas es amplia.
Cuando la hoja se debilita, cambian sus pigmentos o su estructura. Con menos clorofila absorbe menos rojo y, si la estructura está dañada o seca, devuelve menos infrarrojo, por lo que la diferencia entre las dos reflectancias se reduce. El suelo desnudo presenta valores similares en ambas franjas, con un ligero aumento hacia el infrarrojo.
Animación en cuatro pasos. La luz del sol incide sobre dos hojas: la sana absorbe el rojo y devuelve mucho infrarrojo cercano, mientras que la debilitada devuelve menos. Luego una escala muestra cómo el índice aumenta desde el suelo desnudo hasta el dosel cerrado y, al final, cómo el NDVI casi no varía mientras el NDRE aún distingue diferencias.
Construcción de un índice
La comparación de reflectancias es el fundamento de los índices de vegetación. Un índice combina las reflectancias de dos o más franjas del espectro con el fin de resaltar una propiedad de la vegetación y atenuar otros efectos. Dado que las franjas se miden con el mismo instrumento y bajo la misma iluminación, su cociente es más estable que cada reflectancia por separado.
Como describe únicamente la distribución de la luz entre las franjas, un índice permite inferir la cantidad de follaje o el contenido de pigmento, pero no mide de forma directa el estado de salud de la planta.