Dispositivo sensor de nutrientes desenvolvido pela UCalgary pode transformar a indústria agrícola

Agricultores de todo o Canadá em breve terão uma nova ferramenta para controle e monitoramento de nutrientes em tempo real, graças a uma equipe de pesquisadores da Universidade de Calgary.

A Dra. Zahra Abbasi, PhD, e sua equipe do Calgary Sensors Lab na Schulich School of Engineering fizeram uma parceria com a Livestock Water Recycling (LWR) para criar um dispositivo sensor de monitoramento de nutrientes de última geração.

Na indústria agrícola, o monitoramento regular de nutrientes na água é um processo necessário, mas tedioso, para avaliar os níveis de nutrientes. Isso envolve coletar solo, secar o solo para remover a umidade, peneirar a amostra, enviá-la ao laboratório e então esperar pelos resultados. Atualmente, não há uma abordagem acessível para monitorar vários níveis de nutrientes ao mesmo tempo em fazendas.

Abbasi e seus pesquisadores estão trabalhando para eliminar esses obstáculos.

“É um processo muito trabalhoso levar a amostra ao laboratório, fazer medições muito precisas e obter os resultados, então um momento muito crítico de tomada de decisão pode ser perdido”, diz Abbasi, professor assistente do Departamento de Engenharia Elétrica e de Software e pesquisador principal do Laboratório de Sensores de Calgary.

O dispositivo proposto se adaptará perfeitamente às configurações agrícolas existentes, usando eletromagnetismo, desenvolvimento de circuitos e sistemas e análise de dados para rastrear instantaneamente nutrientes como nitrogênio, fósforo e potássio.

Um investimento de US$ 1,7 milhão da LWR e do Programa de Inovação Agroalimentar e Bioindustrial da Alberta Innovates apoia o projeto de três anos e meio que começou em abril de 2024.

A parceria com a LWR visa enfrentar os desafios da agricultura de superfertilização, subfertilização e contaminação por nutrientes, na esperança de promover um processo de produção de alimentos mais sustentável.

A iniciativa se alinha com a meta voluntária do Canadá de reduzir as emissões de fertilizantes em 30 por cento abaixo dos níveis de 2020 até 2030. Além disso, complementa o programa 4R Nutrient Stewardship da Fertilizer Canada, Right Source @ Right Rate, Right Time, Right Place, abordando a questão do gerenciamento apropriado de nutrientes. Abordar essa lacuna tecnológica é crucial para o futuro sustentável da agricultura e da conservação ambiental.

A equipe está trabalhando com as instalações da LWR, que fornecem soluções acessíveis e eficazes para ajudar os agricultores a criar fazendas sustentáveis ​​em nutrientes. Abbasi se conectou com a LWR em fevereiro de 2022 durante um evento Schulich Sparks sobre agricultura de precisão, onde encontraram um interesse comum em desenvolver novos hardwares e instalações para gerenciamento de nutrientes.

No laboratório, os alunos de Abbasi aprendem habilidades altamente técnicas relacionadas à engenharia de radiofrequência e micro-ondas. Ela diz que espera que esse conhecimento os ajude a resolver grandes desafios no futuro, como segurança alimentar e agricultura de precisão.

“Estou realmente orgulhoso dos meus alunos e de como eles estão usando conceitos complexos de radiofrequência e micro-ondas para lidar com problemas do mundo real”, diz Abbasi. “Este projeto dá a eles uma oportunidade única de aplicar seus conhecimentos a desafios importantes na agricultura sustentável. Estou confiante de que eles serão os engenheiros que resolverão problemas críticos agora e no futuro.”

O Calgary Sensors Lab desenvolveu anteriormente uma ferramenta para monitoramento não invasivo de glicose e nível de hidratação para humanos e outra para avaliar a superfície de biomateriais de implantes médicos. O comprometimento do laboratório em criar dispositivos de baixo custo e fáceis de usar para realizar monitoramento em tempo real sem estar em contato direto com a amostra que estão testando (reduzindo assim a chance de contaminação) foi demonstrado em vários projetos.

No final deste projeto, o Calgary Sensors Lab e a LWR pretendem integrar este protótipo no ambiente agrícola para testar o quão conveniente o monitoramento é para o setor agrícola de Alberta.