Monitoramento dos nutrientes NP, de soluções nutritivas, em sistemas hidropônicos, por meio de imagens digitais, baseado no sistema de cores RGB

Abstract

O cultivo de hortaliças e a agricultura em geral, possuem um grande impacto na alimentação humana. Como alternativa ao cultivo tradicional, tem-se a hidroponia, que consiste no cultivo sem solo, utilizando apenas um meio aquoso nutritivo para o desenvolvimento das plantas. As plantas necessitam de 16 nutrientes para seu desenvolvimento, os quais são divididos em macro e micronutrientes em função da quantidade consumida pelos vegetais. Dentre os macros nutrientes Nitrogênio e Fósforo têm sua relevância devido a seus ciclos biogeoquímicos e às suas abundancias relativas. Alguns estudos definiram um intervalo de concentração adequado de cada nutriente na solução nutritiva. Na maioria das aplicações hidropônicas, a concentração de nutrientes é monitorada através do valor de condutividade elétrica. Assim, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de métodos de análise in situ dos macronutrientes: Nitrogênio e Fósforo, em soluções nutritivas, através do uso do sistema de cores RGB em imagens digitais, obtidas por câmera de smartphone. Para isso, reagentes cromogênicos seletivos foram utilizados, obteve-se as imagens, através de fotos, e desenvolveu se uma relação linear entre as variáveis R e G especificamente, R para o Fósforo e G para o Nitrogênio. Para aquisição das imagens, foi desenvolvido um software na plataforma “App Inventor”, o qual após alimentados, com os dados de calibração feito a partir das equações lineares obtidas para cada analito, apresenta os valores das concentrações dos mesmos. Para a determinação de fósforo empregou-se a reação com molibidato de amônio seguido por redução com ácido ascórbico para formação do complexo azul de molibdênio, a faixa de resposta linear foi de 0,83 a 12,50 mgL⁻¹ de PO₄³⁻, considerando a curva obtida pelo sinal do vermelho, a qual apresentou maior sensibilidade entre as 3 cores, obteve-se um limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ) de 0,25 e 0,83 mgL⁻¹, respectivamente. Para a determinação de Nitrogênio na forma de nitrato, empregou-se o método de Griess o qual consiste na reação do nitrito, proveniente da redução com Zinco em meio ácido, com uma amina aromática primária para formação de um sal de diazônio, o qual é acoplado com um composto aromático para produzir o corante Azo, a faixa de resposta linear foi de 2,02 a 12,50 mgL⁻¹ de NO₃⁻, obtendo-se um LD e um LQ de 0,60 e 2,02 mgL⁻¹ de NO₃⁻ respectivamente.