Objectif général : L'objectif de ce projet est d'évaluer des capteurs portables appliqués aux tiges et aux feuilles des cultures, contribuant ainsi à la sécurité alimentaire et au changement climatique.
Objectifs spécifiques:
- Développer des capteurs portables conçus et fabriqués pour le suivi des cultures (6 mois). Dans cette étude, au moins cinq types de polymères seront étudiés comme matériaux possibles pour la fabrication de membranes de nanofibres (MNF), qui constitueront le substrat d'un capteur flexible capable d'adhérer à la tige ou aux feuilles d'une culture. Les capteurs seront caractérisés notamment par leurs propriétés morphologiques, mécaniques et électriques. En parallèle, une architecture sera développée pour l'intégration de circuits électroniques et la mise en œuvre d'algorithmes d'acquisition et de traitement des données. Par la suite, au moins trois modèles de modèles d'électrodes seront imprimés sur les MNF, en sélectionnant les deux qui présentent la plus grande sensibilité et la plus grande réponse aux changements de conductivité. De plus, la réponse du capteur sera évaluée sous différentes variables environnementales, telles que le niveau de température et d'humidité. Il est prévu d'obtenir au moins deux prototypes fonctionnels du capteur pour les tests en laboratoire. Les résultats préliminaires démontrent que des capteurs flexibles peuvent être fabriqués et que des circuits peuvent également être imprimés sur la surface d'un capteur flexible pour augmenter la conductivité des membranes polymères.
- Testez des capteurs portables au niveau du laboratoire dans des cultures à cycle court dans la Sierra et la Costa del Equateur (4 mois). Les capteurs seront testés sur deux cultures à cycle court (maïs et fraise) dans la région de la Sierra (Quito-Pichincha). De plus, le potentiel électrique en réponse aux attaques d'insectes, le niveau de CO2 et la présence d'eau seront surveillés en laboratoire en utilisant le tournesol comme plante modèle pour calibrer et enseigner le capteur. Après avoir calibré et appris le circuit des capteurs, des tests seront effectués avec du maïs et des fraises dans des environnements contrôlés (serre de l'Université San Francisco de Quito) dans la ferme de Puembo. De plus, d’autres méthodes de surveillance, telles que la spectroscopie par drone, seront utilisées pour valider les résultats et corroborer les conclusions des capteurs in situ. Le fonctionnement des capteurs sera évalué, en se concentrant sur la capacité à détecter et à surveiller les variations du potentiel électrique de surface des feuilles et des tiges, ainsi que le stress généré par la déshydratation et les attaques d'insectes. Il est prévu d'établir des corrélations entre les variations du potentiel électrique et des aspects tels que la croissance, l'hydratation et la santé de la plante. Il est prévu d'obtenir au moins un prototype fonctionnel du capteur pour des tests sur le terrain. Les résultats montrent que le premier prototype du capteur flexible est sensible aux changements physiologiques du radis utilisé comme modèle pour les études préliminaires.
- Évaluer le potentiel des capteurs sur le terrain (6 mois). Les tests sur le terrain se concentreront sur une évaluation complète des performances des capteurs, analysant les variations du potentiel électrique de surface des feuilles et des tiges des cultures de maïs et de cacao au sein des installations de l'Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí (ESPAM) de Calceta, Manabi. Les résultats obtenus avec les capteurs seront validés et corroborés par la mise en œuvre de méthodes de surveillance complémentaires, comme la spectroscopie de capteurs optiques avec des drones.
Établissements participants :
USFQ, EPN, ESPAM
Directeur de projet Frank Alexis
Intervenants :
- Luis Miguel Procel Moya
- Victor Hugo Guerrero Barragán
- Patricia Isabel Ponton Bravo
- Alberto Sánchez
- Zambrano Semblantes César H Alfonso
- Reyna Bowen José Lizardo
- Mario Caviédes
- Maria Gabriela Alban
Budget alloué : $38,300.80
Statut du projet : Attribué
