Objetivo Geral: O objetivo deste projeto é avaliar sensores portáteis aplicados em caules e folhas de culturas, contribuindo assim para a segurança alimentar e as mudanças climáticas.
Objetivos específicos:
- Desenvolver sensores portáteis projetados e fabricados para monitoramento de culturas (6 meses). Neste estudo, pelo menos cinco tipos de polímeros serão investigados como possíveis materiais para a fabricação de membranas de nanofibras (MNFs), que constituirão o substrato de um sensor flexível capaz de aderir ao caule ou folhas de uma cultura. Os sensores serão caracterizados incluindo propriedades morfológicas, mecânicas e elétricas. Paralelamente, será desenvolvida uma arquitetura para integração de circuitos eletrónicos e implementação de algoritmos de aquisição e processamento de dados. Posteriormente, pelo menos três desenhos de padrões de eletrodos serão impressos nos MNFs, selecionando os dois que apresentam maior sensibilidade e resposta às mudanças na condutividade. Além disso, a resposta do sensor será avaliada sob diferentes variáveis ambientais, como nível de temperatura e umidade. Espera-se obter pelo menos dois protótipos funcionais do sensor para testes em laboratório. Resultados preliminares demonstram que sensores flexíveis podem ser fabricados e circuitos também podem ser impressos na superfície de um sensor flexível para aumentar a condutividade de membranas poliméricas.
- Testar sensores portáteis em nível laboratorial em culturas de ciclo curto na Serra e Costa do Equador (4 meses). Os sensores serão testados em duas culturas de ciclo curto (milho e morango) na região da Serra (Quito-Pichincha). Além disso, o potencial elétrico em resposta ao ataque de insetos, o nível de CO2 e a presença de água serão monitorados em laboratório utilizando o girassol como planta modelo para calibrar e ensinar o sensor. Após calibrar e ensinar o circuito do sensor, serão realizados testes com milho e morangos em ambientes controlados (estufa da Universidade São Francisco de Quito) na fazenda de Puembo. Além disso, outros métodos de monitoramento, como a espectroscopia com drones, serão utilizados para validar os resultados e corroborar as descobertas dos sensores in situ. Será avaliado o funcionamento dos sensores, com foco na capacidade de detectar e monitorar variações no potencial elétrico superficial das folhas e caules, bem como o estresse gerado pela desidratação e ataque de insetos. Espera-se estabelecer correlações entre variações do potencial elétrico e aspectos como crescimento, hidratação e saúde da planta. Espera-se obter pelo menos um protótipo funcional do sensor para testes em campo. Os resultados mostram que o primeiro protótipo do sensor flexível é sensível às alterações fisiológicas do rabanete utilizado como modelo para estudos preliminares.
- Avaliar o potencial dos sensores em campo (6 meses). Os testes de campo terão como foco uma avaliação abrangente do desempenho dos sensores, analisando as variações no potencial elétrico superficial de folhas e caules nas culturas de milho e cacau nas instalações da Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí (ESPAM) em Calceta, Manabí. Os resultados obtidos com os sensores serão validados e corroborados através da implementação de métodos complementares de monitoramento, como espectroscopia de sensores ópticos com drones.
Instituições participantes:
USFQ, EPN, ESPAM
Diretor de Projeto Frank Alexis
Participantes:
- Luis Miguel Procel Moya
- Victor Hugo Guerrero Barragán
- Patrícia Isabel Pontón Bravo
- Alberto Sanches
- Zambrano Semblantes Cesar H Alfonso
- Reyna Bowen José Lizardo
- Mário Caviedes
- Maria Gabriela Alban
Orçamento premiado: $38,300.80
Status do Projeto: Concedido
