Desenvolvimento de uma plataforma de baixo custo com aplicação na agricultura para determinação semi-quantitativa de micro- e macronutrientes no solo

• Autor(a) principal: Makara, Cleyton Nascimento
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-25042018-144610/
• topic: agricultura; agriculture; colorimetric; colorimétrica; microfluidic; microfluídica

Esta dissertação teve como objetivo o desenvolvimento de um dispositivo microfluídico para a determinação de nutrientes em solo. A motivação para o desenvolvimento de uma plataforma microfluídica dedicada à agricultura vem do crescimento populacional, que chegará em 2030 a 8,5 bilhões de pessoas, ante 7,3 bilhões atuais. Com um crescimento tão expressivo da população mundial o fornecimento de alimentos torna-se vital. A agricultura desempenha um papel notável no fornecimento de alimentos e na economia brasileira. O monitoramento de nutrientes no solo para uma boa produção é indispensável. O desenvolvimento de dispositivos microfluídicos vêm tomando destaque na área industrial, alimentar, ambiental e criminal, devido a sua portabilidade, baixo peso, custo de fabricação e consumo de reagentes. Com uma aplicação de amostra de 50 µL no centro do dispositivo microfluídico, o líquido percola o interior do dispositivo por capilaridade até as zonas reacionais, onde estão depositados pequenos volumes de reagente. Após a amostra reagir na zona reacional, uma alteração visual da cor é observada e esta pode ser utilizada para quantificar a espécie de interesse. Dentre os extratores utilizados, a água não é um bom extrator para os analitos aqui trabalhados. A curva analítica de borato e cobalto apresentaram resultados promissores tanto em solução aquosa quanto em ácido cítrico 2%. O emprego de solução de ácido cítrico 2% para construção da curva analítica e extração de ferro e cobre do solo é um reagente eficiente se comparado a água e citrato neutro de amônio. Para o fosfato, o emprego de soluções de água ou citrato neutro de amônio podem ser empregados. A construção de testes para quantificação de nitrito, nitrato e zinco apresentaram problemas de reprodutibilidade. As reações colorimétricas apresentaram resultados promissores para aplicação em dispositivos microfluídicos a base papel. A associação entre reações colorimétricas simples e dispositivos microfluídicos possibilitou o desenvolvimento de testes químicos para serem empregados na agricultura. Os dados gerados podem ser utilizados na modelação da distribuição de nutrientes no terreno em estudo e posterior correção visando benefícios à agricultura.