{"id":37150,"date":"2022-12-21T13:10:08","date_gmt":"2022-12-21T16:10:08","guid":{"rendered":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/?p=37150"},"modified":"2022-12-21T13:10:12","modified_gmt":"2022-12-21T16:10:12","slug":"pesquisadores-da-usp-criam-sensor-que-monitora-agua-em-plantacoes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/index.php\/2022\/12\/21\/pesquisadores-da-usp-criam-sensor-que-monitora-agua-em-plantacoes\/","title":{"rendered":"Pesquisadores da USP criam sensor que monitora \u00e1gua em planta\u00e7\u00f5es"},"content":{"rendered":"\n

Eletrodos nas folhas podem ajudar garantir decis\u00f5es mais sustent\u00e1veis, seguran\u00e7a alimentar e crescimento econ\u00f4mico<\/span><\/em><\/p>\n\n\n\n

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Pesquisadores da USP criaram sensores fixados nas folhas (eletrodos vest\u00edveis) que acompanham, em tempo real, a perda de conte\u00fado de \u00e1gua em culturas agr\u00edcolas. O novo m\u00e9todo, testado em laborat\u00f3rio com soja e cana-de-a\u00e7\u00facar, pretende apoiar a gest\u00e3o de decis\u00f5es na agricultura<\/a> de precis\u00e3o e permitir que a\u00e7\u00f5es preventivas e corretivas sejam aplicadas com maior efici\u00eancia em um intervalo de tempo reduzido sem interferir na sa\u00fade das plantas.<\/p>\n\n\n\n

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A ideia foi inspirada no uso de biossensores para o monitoramento cont\u00ednuo de doen\u00e7as cr\u00f4nicas, como a diabete<\/a>, que pode indicar de maneira precoce altera\u00e7\u00f5es na sa\u00fade. Como os m\u00e9todos utilizados no estudo de toxicidade em plantas s\u00e3o laboriosos e n\u00e3o permitiam o acompanhamento em tempo real da perda de conte\u00fado de \u00e1gua, a solu\u00e7\u00e3o veio com o estudo Biocompatible Wearable Electrodes on Leaves toward the On-Site Monitoring of Water Loss from Plants<\/em><\/a>.<\/p>\n\n\n\n

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A pesquisadora J\u00falia Adorno Barbosa, do\u00a0Laborat\u00f3rio Nacional de Nanotecnologia (LNNano)<\/a>,\u00a0pertencente ao\u00a0Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais<\/a> (CNPEM) em Campinas, desenvolveu os eletrodos vest\u00edveis para as culturas agr\u00edcolas durante seu doutorado no Instituto de Qu\u00edmica de S\u00e3o Carlos (IQSC) da USP, sob orienta\u00e7\u00e3o do pesquisador Renato Sousa Lima, do LNNano, professor da p\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o do IQSC.<\/p>\n\n\n\n

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No estudo foram criados sensores vest\u00edveis foliares, ou seja, sensores que podem ser aderidos \u00e0s folhas das culturas agr\u00edcolas para monitorar, na pr\u00f3pria folha, a sa\u00fade vegetal. Segundo Lima, a aplica\u00e7\u00e3o do dispositivo \u00e9 capaz de aprimorar a sustentabilidade das lavouras e promover o crescimento econ\u00f4mico, j\u00e1 que ser\u00e1 poss\u00edvel acompanhar a efici\u00eancia dos agroqu\u00edmicos e aumentar a seguran\u00e7a alimentar<\/a>, al\u00e9m de monitorar a toxicidade desses produtos.<\/p>\n\n\n\n

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O dispositivo
<\/span><\/strong>O sistema \u00e9 composto de tr\u00eas principais elementos. O primeiro \u00e9 o eletrodo vest\u00edvel que fica aderido na epiderme das folhas. O segundo, um equipamento port\u00e1til com um potenciostato, sistema eletr\u00f4nico capaz de aplicar uma for\u00e7a el\u00e9trica, e, por fim, um smartphone para transmiss\u00e3o via bluetooth, acompanhamento e controle dos dados.<\/p>\n\n\n\n

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Eletrodo na folha aderido com aux\u00edlio da fita adesiva, j\u00e1 com conex\u00e3o el\u00e9trica (Foto: J\u00falia Adorno Barbosa\/CNPEM)<\/span><\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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A plataforma tamb\u00e9m pode ser acessada pela internet, tanto por um computador quanto pelo smartphone<\/a>,\u00a0em qualquer lugar e a qualquer momento, inclusive sendo poss\u00edvel o acompanhamento em tempo real das medidas. At\u00e9 o momento, foram realizados estudos de ades\u00e3o dos sensores e, segundo o professor Lima, eles se mantiveram fortemente aderidos \u00e0s folhas de soja a temperaturas diferentes em at\u00e9 50\u00baC e ventos de at\u00e9 dois metros por segundo. Tamb\u00e9m foi determinada a taxa de perda de \u00e1gua das plantas em um per\u00edodo de 24 horas sob temperaturas variadas de 20 a 30\u00baC em estufas controladas.<\/p>\n\n\n\n

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Para tornar poss\u00edvel o teste do dispositivo em campo, os pesquisadores iniciaram estudos com intervalos de tempo maiores, entre dias ou semanas, e tamb\u00e9m sob condi\u00e7\u00f5es ambientes vari\u00e1veis entre temperatura e umidade. <\/p>\n\n\n\n

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No campo, na agricultura, os desafios s\u00e3o outros, por exemplo, a interfer\u00eancia da chuva<\/a>, o uso de agroqu\u00edmicos e a radia\u00e7\u00e3o solar. A nossa previs\u00e3o \u00e9 que no intervalo de dois a tr\u00eas anos esses estudos possam ser concretizados para que nosso dispositivo possa ser utilizado em primeiros testes no campo\u201d, explica Lima.<\/span><\/p><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n

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Vantagens e utiliza\u00e7\u00f5es
<\/span><\/strong>\u201cUma forma comum empregada para o monitoramento no campo s\u00e3o dispositivos que medem a umidade do solo<\/a> e n\u00e3o das plantas. O novo dispositivo de eletrodos vest\u00edveis, incorporados na epiderme das folhas, permite acompanhar a perda de conte\u00fado de \u00e1gua diretamente na planta e em tempo real\u201d, afirma J\u00falia. Outro m\u00e9todo muito utilizado s\u00e3o an\u00e1lises atrav\u00e9s de imagens feitas por drones verificando altera\u00e7\u00f5es fenot\u00edpicas nas folhas. <\/p>\n\n\n\n

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1 \u2013 Eletrodo vest\u00edvel; 2 \u2013 dispositivo aderido \u00e0 folha da planta com o potenciostato; 3 \u2013 plataforma com os dados da medi\u00e7\u00e3o de perda de \u00e1gua, em tempo real, via bluetooth (Fotomontagem: J\u00falia Adorno Barbosa\/Eduardo Nazar\u00e9)<\/span><\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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Essas altera\u00e7\u00f5es muitas vezes s\u00f3 se d\u00e3o em um est\u00e1gio muito avan\u00e7ado, enquanto que no nosso dispositivo \u00e9 poss\u00edvel estimar um status de diagn\u00f3stico precoce em termos de varia\u00e7\u00e3o de estresse h\u00eddrico, uma vez que as medidas eletroqu\u00edmicas s\u00e3o extremamente sens\u00edveis, dada a t\u00e9cnica que n\u00f3s utilizamos para monitorar\u201d, comenta J\u00falia.<\/span><\/p><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n

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Durante o trabalho, o sensor foi testado em folhas de soja<\/a> e cana-de-a\u00e7\u00facar, que possuem estruturas diferentes. A pesquisadora explica que as folhas de soja possuem uma rugosidade consider\u00e1vel devido aos tricomas \u2014 estrutura na epiderme vegetal respons\u00e1vel por diminuir a perda de \u00e1gua das folhas, entre outras fun\u00e7\u00f5es \u2014 por\u00e9m a espessura da camada lim\u00edtrofe \u00e9 bem inferior \u00e0 da cana-de-a\u00e7\u00facar, facilitando a polariza\u00e7\u00e3o por interm\u00e9dio do potenciostato.
Para as folhas de cana-de-a\u00e7\u00facar o sensor teve maior dificuldade devido \u00e0 espessura da folha, o que foi resolvido de forma simples apenas aumentando o potencial aplicado pelo eletrodo. <\/p>\n\n\n\n

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Apenas ajustando os par\u00e2metros do m\u00e9todo anal\u00edtico eletroqu\u00edmico \u00e9 poss\u00edvel medir com sensibilidade a perda de \u00e1gua em diferentes culturas\u201d, conclui J\u00falia.<\/span><\/p><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n

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Teste de biocompatibilidade (Foto: J\u00falia Adorno Barbosa\/CNPEM)<\/span><\/em><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
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Ensaios de biocompatibilidade
<\/span><\/strong>Uma das maiores d\u00favidas dos pesquisadores, segundo J\u00falia, era se a presen\u00e7a dos sensores vest\u00edveis, a longo prazo, sob as folhas afetaria as fun\u00e7\u00f5es biol\u00f3gicas das plantas como, por exemplo, a respira\u00e7\u00e3o e a transpira\u00e7\u00e3o. Outra preocupa\u00e7\u00e3o era se o eletrodo alteraria a incid\u00eancia de luz nas folhas, prejudicando o processo de fotoss\u00edntese.<\/p>\n\n\n\n

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Para verificar a biocompatibilidade a longo prazo dos eletrodos, foram realizados ensaios de simula\u00e7\u00e3o, no Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS)<\/a>, do CNPEM, em Campinas, utilizando uma planta controle \u2014 sem a presen\u00e7a do sensor \u2014 e outra com o sensor aderido ao longo de 27 dias.<\/p>\n\n\n\n

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Com isso, pudemos verificar que todas essas estruturas permaneceram inalteradas na regi\u00e3o abaixo do eletrodo, permitindo a verifica\u00e7\u00e3o de que o eletrodo n\u00e3o afetou em termos de distribui\u00e7\u00e3o e de transporte de nutrientes nas folhas. Tomando essa estrutura como base, podemos verificar que as fun\u00e7\u00f5es da planta naquela regi\u00e3o foram inalteradas\u201d, finaliza J\u00falia.<\/span><\/p><\/blockquote><\/figure>\n\n\n\n

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Fonte: CicloVivo<\/a><\/em><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Eletrodos nas folhas podem ajudar garantir decis\u00f5es mais sustent\u00e1veis, seguran\u00e7a alimentar e crescimento econ\u00f4mico Pesquisadores da USP criaram sensores fixados nas folhas (eletrodos vest\u00edveis) que acompanham, em tempo real, a perda de conte\u00fado de \u00e1gua em culturas agr\u00edcolas. 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