Destaque

Sensor vestível aprofunda condições de monitoramento de lavouras de soja e cana

Fonte

CNPEM | Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais

Data

sábado, 26 março 2022 11:10

Os sensores vestíveis (weareables) estão cada dia mais presentes na vida de pessoas que usam dispositivos eletrônicos para monitorar a frequência cardíaca durante atividades físicas, qualidade do sono, entre tantos outros padrões sensíveis para a saúde humana.

Dispositivos semelhantes estão sendo projetados para usar conhecimento e tecnologia para aprofundar o monitoramento da saúde das plantas em busca de aplicações úteis para a agricultura de precisão.

Os sensores vestíveis são uma estratégia promissora para determinar a perda de conteúdo de água (LWC) das folhas, pois podem fornecer quantificação no local e não destrutiva da água presente no seu interior a partir de uma única medição. Como o teor de água é um marcador importante da saúde das folhas, o monitoramento em tempo real pode fornecer informações valiosas para orientar o manejo na agricultura de precisão, bem como para estudos de toxicidade e desenvolvimento de novos insumos agrícolas.

“Os sistemas convencionais têm limitações porque são baseados em sistemas por imagem, satélites e drones. Eles precisam que a planta atacada por uma doença, apresente sinais fenotípicos ou indícios visuais para gerar alertas no monitoramento. Em culturas como a da soja, por exemplo, a alteração de coloração pode sinalizar um estágio irreversível de doenças como a ferrugem-asiática”, explicou o pesquisador Dr. Renato Sousa Lima.

Apesar dos avanços tecnológicos nessa área, a fabricação de eletrodos adequados para monitoramento de plantas carrega desafios. Os materiais precisam ser leves, flexíveis e capazes de aderir à superfície das folhas, recobertas de tricomas, pêlos que as protegem de insetos e contribuem para redução da perda de água. Além disso, precisam ser biocompatíveis, ou seja, não podem prejudicar os processos biológicos de desenvolvimento das plantas.

A superação de todos esses desafios a partir de um dispositivo foi descrita no artigo ‘Biocompatible Wearable Electrodes on Leaf Toward On-Site Monitoring of the Water Loss from Plants‘, publicado recentemente na revista científica ACS Applied Materials & Interfaces e foi selecionado para integrar um volume especial da revista dedicado a jovens pesquisadores de todo o mundo (Special Issue: Early Career Forum).

O estudo, que usou como amostras plantas de soja e cana-de-açúcar, é resultado de um projeto de pesquisa do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), organização supervisionada pelo Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI), que mobilizou uma equipe multidisciplinar que inclui pesquisadores da Unicamp e Harvard, especialistas e recursos do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), do Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR) e a estação de pesquisa Carnaúba do Sirius, sob responsabilidade do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Além do MCTI, financiaram a pesquisa, a FAPESP e o CNPq.

O dispositivo

O dispositivo desenvolvido no CNPEM usa um eletrodo obtido por litografia. Uma peça única recoberta por um filme fino de níquel fixado com ajuda de um adesivo do tipo micropore. Por esse eletrodo é aplicado um campo elétrico gerando um capacitor. A polarização dos íons de nutrientes presentes na água revela com muita sensibilidade mínimas variações de impedância, ou resistência elétrica, que têm relação com os níveis de hidratação da planta.

“Se tem mais água, tem mais íons, você carrega mais o sistema, então a impedância diminui. Se tem menos água, menos íons, você carrega menos o sistema e a impedância aumenta”, exemplificou o Dr. Lima.

Acesse a notícia completa na página do CNPEM.

Fonte: Assessoria de Comunicação CNPEM.

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