Desenvolvimento de um sistema LIBS à distância embarcável para aplicações em campo

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Larenas, Manuel Alejandro Cerna
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Agricultura de precisão.; Espectroscopia de Plasma Induzido por Laser; Laser-Induced Breakdown Spectroscopy; LIBS à distancia; Potássio em solo; Potassium in soil; Precision agriculture; Stand-off LIBS
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-22012020-111549/

Devido principalmente ao contínuo crescimento da população mundial, espera-se um importante aumento da demanda global de alimentos nas próximas décadas. Esse grande desafio pode ser enfrentado aumentando a eficiência dos processos de produção agrícola, onde os fertilizantes desempenham um papel central. Neste trabalho é apresentado um protótipo de um sistema de Espectroscopia de Plasma Induzido por Laser, conhecido como LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy), capaz de obter informação elementar do solo diretamente no campo, quando integrado com uma plataforma robótica móvel (ou rover). Tal informação se pode utilizar tanto para identificação dos macro e micro nutrientes presentes, quanto para avaliar sua concentração. O sistema foi desenvolvido visando trabalhar com o potássio que, junto com o nitrogênio e o fósforo, constituem os fertilizantes mais importantes para a agricultura. O instrumento, o Módulo LIBS, foi implementado em uma configuração à distância (ou Stand-off LIBS), utilizando os seguintes componentes comerciais principais, um laser de 50 mJ em 1064 nm, um telescópio de 200 mm de abertura, e um espectrômetro na faixa 600-800 nm. Os testes feitos com amostras de solo com níveis de compactação similares ao solo de uma cultura, mostraram a viabilidade de uso da informação espectroscópica coletada pelo protótipo para medir a concentração de potássio no solo. Nestes testes também foi mostrada a possibilidade do uso do Módulo LIBS quando montado sobre um rover.