Espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR)

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Uso de la espectroscopía en el infrarrojo cercano (NIR) para la estimación rápida del carbono orgánico y la respiración basal en suelos forestales

Uso de la espectroscopía en el infrarrojo cercano (NIR) para la estimación rápida del carbono orgánico y la respiración basal en suelos forestales

poder usar esta técnica como una herramienta predictiva, es necesario desarrollar previamente modelos para cada uno de los parámetros desea- dos (B LANCO & V ILLAROYA , 2006). Tras esta fase de calibración (y validación), esta técnica muestra numerosas ventajas frente a otras, sobre todo en aquellas situaciones en donde se deban analizar cientos o miles de muestras. Para ello, se deben de analizar los parámetros en un con- junto de muestras, obtener sus espectros, y bus- car la ecuación o modelo que relacione la información espectral con aquella a calibrar. Los modelos o ecuaciones deben validarse con otro conjunto (o set) de muestras en donde se dispon- ga tanto de sus espectros como del dato analíti- co a estimar, con el fin de verificar que el modelo funciona correctamente. Tras esta fase de calibración (y validación), esta técnica mues- tra numerosas ventajas frente a otras, sobre todo en aquellas situaciones en donde se deban anali- zar cientos o miles de muestras. El pretratamien- to que es necesario realizar en las muestras de suelo para obtener su espectro NIR es mínimo (secado al aire y tamizado a < 2mm). El tiempo empleado para la obtención del espectro es menor de 1 minuto, no empleando reactivos quí- micos. Una vez tenemos el espectro de una muestra, en él podremos estimar simultánea- mente los parámetros calibrados (en este caso carbono orgánico y respiración basal). Por ello, podemos decir que esta técnica es rápida, preci- sa, sencilla, barata y limpia. Debemos tener en cuenta que, además, para algunos parámetros, esta técnica es más sensible que la técnica clási- ca o de referencia (S HEPHERD & W ALSH , 2006). Es interesante destacar que existen determina- dos índices estadísticos, como la distancia de Mahalanobis, que nos pueden alertar sobre la aplicabilidad o no de un modelo a una muestra nueva. En este sentido, cuando las muestras usa- das para la construcción del modelo sean muy

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Predicción de composición nutricional de pastos nativos de Pomacochas usando espectroscopía en infrarrojo cercano

Predicción de composición nutricional de pastos nativos de Pomacochas usando espectroscopía en infrarrojo cercano

También Armenta et al. (2007), mencionan que el principio fundamental de la espectroscopia es la radiación, y al interactuar con la muestra sufre una serie de modificaciones observables y medibles que dependen de la composición nutricional, química, físicos y estructurales de la muestra. Asimismo, Groenewald & Köster (2006), indican que la espectroscopía NIR depende de la calibración, proceso que se realiza para reconocer los resultados de diferentes productos y elementos, en la calibración, un número de muestras son analizados por métodos tradicionales de laboratorio donde se determina la composición real de las muestras, posteriormente las muestras que fueron analizadas por métodos tradicionales se colocan en el equipo NIR y se obtienen la reflectancia en las diferentes longitudes de onda de cada muestra. Luego en un computador con un software, se realiza la combinación de los resultados de la composición real de las muestras y los valores de reflectancia que son transformados a las constantes de calibración.

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Control de atributos críticos  utilizando la espectroscopía de infrarrojo cercano en el proceso de fabricación de Claritromicina 250 mg/ 5 ml, Lima, octubre 2014 a enero 2015

Control de atributos críticos utilizando la espectroscopía de infrarrojo cercano en el proceso de fabricación de Claritromicina 250 mg/ 5 ml, Lima, octubre 2014 a enero 2015

Al no presentar diferencias del método NIR y el de referencia se decidió aplicar el método NIR para determinar la humedad en muestras correspondientes a tres etapas críticas donde la humedad es un atributo crítico, las etapas son: molienda 1, secado y molienda 2 (4 muestras por etapa). La figura 23 muestra los resultados obtenidos por el método NIR para cada una de las etapas. Observándose en la etapa de molienda 1 (etapa después de la adición del aglutínate) la humedad se encuentra entre 4 y 6 %. Determinar la humedad en esta etapa nos permite controlar nuestro proceso ya que valores superiores indicaría que se ha adicionado demasiado diluyente o aglutinante y valores inferiores nos puede indicar lo contrario. La etapa del secado se dividió en 2, una con aire para eliminar el alcohol y otra con calor para eliminar el agua. Se observa que en el secado con aire los valores tienen mayor desviación que en el secado con calor,

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Propuesta y validación de una técnica de extracción de IMAZAPYR aplicado al suelo para su determinación por HPLC y espectroscopía NIR.

Propuesta y validación de una técnica de extracción de IMAZAPYR aplicado al suelo para su determinación por HPLC y espectroscopía NIR.

El fundamento de la espectroscopia en el infrarrojo cercano (NIRS) es que la información contenida en los espectros NIR que se obtiene de un conjunto de muestras, puede correlacionarse con magnitudes físicas o química, por medio de ecuaciones o modelos de calibración. El propósito de la calibración es establecer una relación entre la señal instrumental y la propiedad a determinar, y posteriormente predecir esta propiedad en muestras desconocidas. Sin embargo la señal que se obtiene mediante la NIRS contiene información de la composición y de otras propiedades de la muestra, sin ser éstas señales debido a una especie única. Por ejemplo, el espectro de una muestra será la suma de la contribución a la absorbancia o reflectancía de cada uno de los componentes que la conforman a cada longitud de onda. Además, la elevada cantidad de información contenida en los espectros NIR requiere del uso de herramientas matemáticas para el tratamiento de datos. En este sentido la quimiometría permite extraer la información presente en los espectros de un conjunto de muestras, ya sea de forma cualitativa como cuantitativa (Blanco et al. 2008).

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Espectroscopía de infrarrojo cercano como respuesta alternativa en la caracterización y valoración de crudo en la refinería de petróleo

Espectroscopía de infrarrojo cercano como respuesta alternativa en la caracterización y valoración de crudo en la refinería de petróleo

La finalidad de este capítulo de la tesis es realizar la evaluación económica de la implementación de un sistema NIR en una refinería peruana, en la que fue tomada el esquema de la refinería La Pampilla. No se pretende crear un modelo matemático de costos del proceso, por lo que simplificaremos los cálculos considerando que fueron obtenidos mejoras en el rendimiento y estimativas de las propiedades de cada producto en la unidad de destilación primaria, mejorando el control de temperaturas de corte, calidad del producto en tiempo real, que llevaría a una reducción de costo de operación. Inclusive se prevé reducción en la energía necesaria en los hornos, que produciría un gran beneficio económico y ambiental.

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Elaboración de una base de datos para forrajes de maíz mediante espectroscopia en infrarrojo cercano (NIR)

Elaboración de una base de datos para forrajes de maíz mediante espectroscopia en infrarrojo cercano (NIR)

Las propiedades ópticas de los alimentos, y en particular la aplicación de la espectroscopía de reflectancia en el infrarrojo cercano (NIRS), se emplea desde la década de los 70’s en la industria alimenticia, farmacéutica, y petroquímica, como alternativa a los métodos químicos y químico-biológicos tradicionales. El NIRS es una técnica rápida, no destructiva ni contaminante, y de gran exactitud siempre que se sigan los procedimientos adecuados para crear las ecuaciones de calibración. El método utiliza la región de longitudes de onda entre los 700 y 2500 nanómetros (nm) del espectro electromagnético. Este método se basa en que cuando la luz incide sobre una muestra, una parte de los fotones es transmitida a través de la misma, siendo el resto absorbido. La absorción de energía por la muestra produce que los enlaces entre C-H, O-H y N-H, componentes principales de la estructura básica de las sustancias orgánicas, vibren en distintas formas (Cozzolino, 2002).

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Eficiencia energética de fachadas ventiladas con baldosas cerámicas reflectantes al infrarrojo cercano

Eficiencia energética de fachadas ventiladas con baldosas cerámicas reflectantes al infrarrojo cercano

La creciente concienciación social respecto a la construcción sostenible y el ahorro energético en edificios está conduciendo a prescriptores y usuarios finales a tomar en consideración nuevas soluciones constructivas. Sin embargo, su introducción en el mercado es lenta y difícil, debido tanto a las limitaciones de las herramientas reconocidas de simulación térmica, que no permiten efectuar estimaciones integrando sistemas innovadores, como a la dificultad para validar su eficiencia en edificios reales previamente a su comercialización. En el presente trabajo se analiza la eficiencia energética de una fachada ventilada resuelta con baldosas cerámicas reflectantes al infrarrojo cercano, mediante la integración en el programa Ener- gyPlus de un modelo matemático que ha sido validado en el edificio experimental CIES Living Lab de Castellón.

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Tipificación de miel de diferente origen botánico o geográfico mediante la espectroscopia de infrarrojo cercano

Tipificación de miel de diferente origen botánico o geográfico mediante la espectroscopia de infrarrojo cercano

*(! La tercera región, en lila corresponde a la región espectral NIR (1100 – 2500 nm) en donde se presenta únicamente absorción de energía reflejada en estiramiento y doblez de las moléculas; pero independientemente de realizar la identificación de los componentes es precisamente en la primera y en parte de la segunda región en donde los espectros obtenidos en las lecturas de cada una de las muestras presentan la mayor diferencia. Por ejemplo, en la Figura 19 podemos observar que las mieles que presentan mayor vibración electrónica son las mieles de coco, seguida por las mieles de cítrico, y las mieles multiflora de Tabasco, las cuales están más próximas entre si, y por ultimo las mieles multiflora de Campeche. Sin embargo, podemos ver que el comportamiento cambia al observar la abundancia de componentes pues en este caso se observa que la miel multiflora de Campeche es la que presenta mayor abundancia, seguida por un traslape entre las mieles de cítrico y multiflora de Tabasco y por ultimo se observa en la miel de coco, una diferencia más pronunciada sobre todo en la parte cercana a las región de transición entre la región UV-Vis y NIR.

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Fotopletismografía por transmisión con múltiples diodos láser en el infrarrojo cercano durante el ejercicio físico

Fotopletismografía por transmisión con múltiples diodos láser en el infrarrojo cercano durante el ejercicio físico

inclusión de un tercer emisor en 980 nm obedece al hecho de que esta longitud de onda podría ser menos sensible que las anteriores a las variaciones de la cantidad de oxígeno enlazado en la hemoglobina de la sangre 6, 7 , pudiendo constituir una señal de referencia. Para conseguir cuantificar el nivel de oxigenación empleando los principios de la pulsioximetría es necesario primeramente, obtener señales fotopletismográficas de estas longitudes de onda en las condiciones de medida reales. En el presente trabajo exponemos los valores de frecuencia cardiaca obtenidos tras el análisis de las señales fotopletismográficas, registradas en atletas durante la ejecución de pruebas de esfuerzo máximo en tapiz rodante, y su comparación con los registrados mediante electrocardiografía, la técnica de referencia establecida. Hemos utilizado el nuevo sensor por transmisión basado en tres diodos láser con emisiones en longitudes de onda del infrarrojo cercano (NIR), en un sistema de medida con un algoritmo de procesamiento desarrollado recientemente 11 .

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Evaluación mediante la tecnología NIRS de los insumos, su transformación y el chocolate elaborado con cacao (Theobroma cacao L.) de Tabasco.

Evaluación mediante la tecnología NIRS de los insumos, su transformación y el chocolate elaborado con cacao (Theobroma cacao L.) de Tabasco.

La evaluación cualitativa y cuantitativa de los parámetros fisicoquímicos mínimos (proteína, humedad, ceniza y grasa) de los chocolates puede realizarse con métodos convencionales establecidos en el CODEX STAN 141-1983, o con espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS). La utilización de los procedimientos convencionales utilizados para resolver la mayoría de los problemas analíticos implica obtener información sobre los compuestos individuales de una muestra. El tratamiento de la muestra incluye, generalmente, etapas de separación y es la parte más costosa de todo el proceso. Además suele ser, también, la etapa más larga y la de mayor fuente de error. El procesado de los datos suele ser sencillo y la información obtenida se utiliza para detectar, identificar y cuantificar los analitos de interés (Guerrero, 2006).

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Application of imaging techniques for the evaluation of phenolic maturity of grape seeds

Application of imaging techniques for the evaluation of phenolic maturity of grape seeds

La calidad del vino depende en gran medida del estado en que se encuentren los diferentes componentes de la uva en el momento de la recolección y, en este sentido, las semillas afectan directamente a su astringencia, así como a la estructura y estabilidad del color del vino. En el presente trabajo se han evaluado semillas de uva de diferentes variedades aplicando distintas técnicas de análisis de imagen. En todos los casos se han desarrollado metodologías que implican la mínima preparación de muestra y la máxima rapidez del método, con el objeto de poder sustituir, en la medida de la posible, el análisis químico, que suele suponer largos y tediosos procesos que impiden un seguimiento rápido de la maduración. La metodología propuesta para la medición y evaluación del color y el espectro infrarrojo cercano ha dado resultados satisfactorios en la estimación del estado de madurez de las semillas de uva, y ha sido útil para establecer etapas de maduración a partir de sus propiedades ópticas.

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Prospección arqueológica en NDVI con drones.

Prospección arqueológica en NDVI con drones.

La fotografía en infrarrojo cercano a demostrado ser más eficaz que la fotografía convencional para mostrar las marcas de crecimiento diferencial (Verhoeven, 2012) , no solo porque de más contraste sino porque permite ver a simple vista la salud de la cobertura vegetal (Figura 3). Cuanto mejor está haciendo la fotosíntesis una planta me- nos radiación infrarroja absorbe, por lo que en una foto de infrarrojo cercano las plantas aparecen como blancas, cuanto más saludables más blancas. Esto permite hoy en día con el uso de drones, cámaras digitales preparadas para capturar infrarrojo cercano y software especializado hacer análisis rápidos de grandes extensiones cultivadas. Uno de los índices más útiles para las nuevas técnicas de agricultura de precisión es el NDVI (normalized difference vegetation Iindex), en el que la información de una foto de infrarrojo cercano se combina con la de una foto de luz visible para tener una idea de que plantas están funcio- nando bien y cuales están bajo estrés.

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Relaciones período luminosidad infrarrojas de variables cefeidas en la gran nube de Magallanes [recurso electrónico]

Relaciones período luminosidad infrarrojas de variables cefeidas en la gran nube de Magallanes [recurso electrónico]

estrellas proporcionadas por este telescopio en el proyecto son variables Cefeidas. Por lo cual, es necesario que de alguna manera se pueda reconocer entre las m´ as de dos millones de estrellas que se encuentran en este cat´ alogo, cu´ ales de ellas son variables cefeidas cl´ asicas pulsando en el modo fundamental (F), lugar donde se enfoca nuestra investigaci´ on. Como se explic´ o anteriormente, este cat´ alogo brinda la informaci´ on fotom´ etrica suficiente para nuestro desarrollo. Por consiguiente no es preciso realizar reducci´ on alguna a los datos u otro tipo de modificaci´ on. Para la ubicaci´ on de nuestras estrellas, es adecuado tener en cuenta otro cat´ alogo, en el cual aparezcan en detalle la ubicai´ on de estas variables Cefeidas y de este modo, poder compararlas con nuestra muestra. En otras palabras lo que se quiere es descartar por medio de las coordenadas aquellas estrellas en el cat´ alogo del IRST que no hagan parte de la LMC y que adem´ as por supuesto no est´ en pulsando en el modo fundamental, para lo cual se utiliz´ o otra base de datos de donde se pudiera extraer esta informaci´ on. Por consiguiente, en este cap´ıtulo realizaremos la descripci´ on del proceso que se llev´ o a cabo para definir el conjunto final de estrellas y de este modo producir nuestro propio cat´ alogo. Adem´ as de la obtenci´ on del cat´ alogo, se mostrar´ an los resultados que de su informaci´ on se puedan obtener, como el diagrama magnitud color; para de ´ el posteriormente, observar la banda de inestabilidad donde se ubican este tipo de estrellas. Finalmente, con el cat´ alogo producir las relaciones periodo luminosidad en las bandas del infrarrojo cercano teniendo en cuenta todos los aspectos requeridos para tal fin.

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Colección de Firmas Espectrales de los Deterioros Superficiales en Estructuras de Pavimento Rígido en la Ciudad de Bogotá

Colección de Firmas Espectrales de los Deterioros Superficiales en Estructuras de Pavimento Rígido en la Ciudad de Bogotá

tendrá un comportamiento en el espectro de poca reflectancia dependiendo de la longitud de onda en comparación con los pavimentos viejos; por ejemplo, los materiales de una estructura de pavimento reciente presentan una elevada absorción de la luz, por tal motivo su reflectancia es baja aunque esta aumenta progresivamente hasta llegar a una longitud de onda de 1700 nanómetros (Nm) dentro del espectro; a partir de allí, la reflectancia tiene un comportamiento fluctuante debido a las características del espectroradiómetro a medida que aumenta la longitud de onda, también debido a las condiciones anteriormente nombradas sobre los vapores de agua y los problemas que se presentan en un rango del infrarrojo cercano. En una superficie asfáltica vieja o con bastante uso, donde es notoria la pérdida de componentes que representaban gran absorción de la luz en condiciones óptimas de la estructura y además por el entorno ambiental de la zona, se observa un cambio en el proceso de oxidación y la estructura molecular de los componentes de la capa superficial. Esto es causante de la pérdida de absorción de la luz y por ende la reflectancia aumenta a través de todo el espectro electromagnético. Con los dos puntos de referencia en pavimentos nuevos y estructuras viejas es posible analizar el comportamiento de la firma espectral en una estructura de pavimento con mediana edad, entre 1 y 3 años, donde la absorción de la luz es media, debido a que la pérdida de las características de los materiales no es muy notoria y por ende la reflectancia está en el medio de las firmas correspondientes a los pavimentos nuevos y viejos. El comportamiento de la firma espectral en daños específicos sobre la estructura de pavimento es particular, debido a que fluctúan en parámetros cercanos a la firma del pavimento viejo, pero con comportamientos muy propios (Harold et al, 2008).

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Aplicación de la espectroscopia de infrarrojo cercano para la determinación de curvas de destilación en crudos de carga en la refinería de Barrancabermeja

Aplicación de la espectroscopia de infrarrojo cercano para la determinación de curvas de destilación en crudos de carga en la refinería de Barrancabermeja

La calibración multivariable es probablemente el área de la quimiometría que ha atraído un mayor número de interés en aplicaciones de la espectrofotometría en la región del infrarrojo (WORKMAN & KOCH, Process analytical chemistry, 2005). El propósito de la calibración es establecer una relación matemática cuantitativa entre la señal infrarroja obtenida mediante un espectrómetro y el parámetro fisicoquímico de interés previamente determinado por una técnica independiente (FERREIRA & ANTUNES, 1999). La respuesta instrumental, para la construcción de los modelos, es representada en forma de matriz; mientras que las propiedades de interés, determinadas por una metodología patrón, son representadas por un vector. (MARTENS & NAES, 1996) La figura 7 ilustra como una matriz de datos X de dimensión n x m, o sea, n objetos (espectros) y m variables (números de onda) que puede ser construida a partir de un vector de respuestas instrumental.

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Estudio de medios difusivos con inhomogeneidades fluorescentes inmersas por medio de imágenes de transmitancia en el infrarrojo cercano

Estudio de medios difusivos con inhomogeneidades fluorescentes inmersas por medio de imágenes de transmitancia en el infrarrojo cercano

En concordancia con la potencial aplicación de la técnica a mamografías ópticas, en este trabajo se realizó un estudio de la propagación de luz láser en la región del infrarrojo cercano, en medios difusivos, en geometría slab, con inhomogeneidades inmersas. El medio huésped y la inclusión estaban caracterizados por propiedades ópticas, que denen la absorción y la difusión (o scattering) en ambos. La absorción de la inclusión se estableció como el doble de la del medio, mientras que el scattering se mantuvo similar. Esto se estableció para simular un medio biológico, en particular, una mama, con un tumor dentro. También se incluyó indocianina verde (ICG), como agente de contraste extrínseco. Si bien existen muchas moléculas uorescentes con mayor eciencia cuántica, la ICG es el único agente de contraste autorizado para su uso en humanos. Se debe resaltar que, tanto en el caso de la absorción como de la concentración de ICG, se estudiaron casos exigentes y lo más realistas posibles. En los trabajos previos reportados [10,98,99], otros autores emplean mayores contrastes de absorción entre medio y huésped, y mayores concentraciones del uoróforo en la inclusión, en la mayoría de los casos sin ICG en el medio.

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Síntesis y caracterización de celulosa amorfa a partir de triacetato de celulosa

Síntesis y caracterización de celulosa amorfa a partir de triacetato de celulosa

Se realizó un estudio para la obtención y caracterización de celulosa amorfa a partir de triacetato de celulosa. Para caracterizar el material obtenido, se determinó el grado de cristalinidad mediante la difractometría de rayos X, además de la espectroscopía de infrarrojo FTIR.

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Calibración para determinar composición proximal de la quinua (Chenopodium quinoa W.) usando la espectroscopía de trasmitancia en el infrarrojo cercano

Calibración para determinar composición proximal de la quinua (Chenopodium quinoa W.) usando la espectroscopía de trasmitancia en el infrarrojo cercano

La técnica NIRS obedece a la ley de Lambert – Beer, la cual establece que cuando un haz de radiación atraviesa una especie absorbente de espesor “b” y de concentración “c” se producen interacciones de los átomos y moléculas absorbentes con los fotones, con lo cual la intensidad del haz disminuye. Si consideramos T como la fracción de la radiación incidente transmitida por el medio. Es imprescindible mantener un paso óptico constante, con el fin de minimizar los fenómenos de radiación difusa, la cual modifica el paso óptico efectivo. Esto determina que para un material de naturaleza química heterogénea, el espectro obtenido en la región del infrarrojo cercano es la combinación de bandas de absorciones parciales sobrepuestas o muy cercanas, que suelen confundirse en una línea suavizada, en que se encuentran picos, valles y curvas (Cozzolino et al., 2001).

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Comparación del índice de vegetación de diferencia normalizada obtenido a diferentes escalas en pastos de dehesa

Comparación del índice de vegetación de diferencia normalizada obtenido a diferentes escalas en pastos de dehesa

Las imágenes satelitales son una importante fuente de información para el seguimiento de la vegetación y de la cartografía de la tierra en varias escalas. Varios índices de vegetación se han empleado para evaluar la calidad y cantidad de la vegetación utilizando datos satelitales. Dado que las características de las bandas espectrales del infrarrojo cercano (NIR, radiación reflejada en la longitud de onda 800 nm) y el rojo (RED, radiación reflejada en la longitud de onda 670 nm) son muy distintas según el tipo de sensor, los valores del Índice de Vegetación de la Diferencia Normalizada (NDVI) variarán según el tamaño del píxel y de la heterogeneidad y la escala de las superficies. Se seleccionaron dos zonas de dehesa (Salamanca y Córdoba) y se tomaron imágenes mensuales del satélite DEIMOS-1 con una resolución espacial de 22 m × 22 m. El objetivo de este estudio es establecer una comparación entre diferentes resoluciones, mediante los valores de NDVI obtenidos en diferentes épocas del año en las que la actividad fotosintética de las plantas varía. Los resultados a diferentes escalas mostraron un comportamiento fractal del NDVI por lo que puede concluirse que las áreas de pasto herbáceo evaluadas presentan un comportamiento homogéneo.

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Estimación espectral en ETM+: Infrarrojo Muy Cercano

Estimación espectral en ETM+: Infrarrojo Muy Cercano

En los últimos años han aparecido un conjunto de metodologías que permiten realizar operaciones de fusión de datos, entendiendo esto como un proceso en el que, partiendo de imágenes de diferentes resolución espacial, espectral y/o radiométrica, se obtienen imágenes complementarias. En Teledetección Satelital, los mayores esfuerzos de investigación se han concentrado en la mejora de la resolución espacial de las imágenes de alta resolución espectral conocidas como imágenes hiperespectrales. En este trabajo se presenta una alternativa que permite mejorar la resolución espectral de imágenes multiespectrales obtenidas por el ETM+ a bordo de la serie Landsat. Basándose en los datos de cuatro bandas espectrales, de las ocho que son provistas por este sensor, se calcula una nueva banda que, de aquí en adelante se denomina infrarrojo muy cercano. Esta nueva banda discrimina aquellos valores de energía que deberían haberse recibido en cierto rango del espectro que esta incluido en una de las bandas pero no considerado por las restantes. Es decir, esta nueva banda contiene información que explícitamente no esta discriminada en ninguna otra banda y que, por su proximidad espectral al infrarrojo cercano puede denominarse como tal. Esta característica que puede extenderse tanto a otros rangos del espectro como a otros sensores.

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