Advancements in disposable electrochemical systems for sustainable agriculture monitoring: Trends, gaps, and applied examples
TrAC Trends in Analytical Chemistry
Volume 180, November 2024
https://doi.org/10.1016/j.trac.2024.117968
- Jéssica Rocha Camargo
- Luiz Otávio Orzari
- Jéssica de Souza Rodrigues
- Lucas Felipe de Lima
- Thiago Regis Longo Cesar Paixão
- Leonardo Fernandes Fraceto
- Bruno Campos Janegitz
Resumo:
O uso potencial de sistemas eletroquímicos descartáveis na agricultura sustentável tem revolucionado as práticas de monitoramento e de manejo. Sensores eletroquímicos portáteis e compactos têm possibilitado a aplicação generalizada em todos os setores agrícolas, permitindo o monitoramento em tempo real e a coleta contínua de dados. Esses sensores oferecem uma solução econômica para o monitoramento contínuo, reduzindo os custos de gestão agrícola e ampliando a acessibilidade, especialmente para pequenos produtores.
A integração com plataformas de Internet das Coisas (IoT) e dispositivos inteligentes permite a coleta automatizada de dados, o monitoramento remoto e o controle preciso das atividades agrícolas. Avanços nos materiais de sensores e nas técnicas de fabricação têm melhorado a sensibilidade e a especificidade dos dispositivos, permitindo a detecção precisa de uma ampla gama de analitos.
No entanto, o desenvolvimento de sensores capazes de resistir a temperaturas extremas e alta umidade ainda representa um desafio. Sistemas eficazes de gestão de dados e interfaces amigáveis são fundamentais para lidar com grandes volumes de informações e fornecer insights acionáveis aos agricultores.
A pesquisa voltada ao desenvolvimento de materiais sustentáveis e biodegradáveis para sensores é essencial para minimizar o impacto ambiental e promover práticas agrícolas ecologicamente corretas. Dessa forma, os avanços em sistemas eletroquímicos descartáveis estão transformando a agricultura sustentável, oferecendo soluções inovadoras de monitoramento e de manejo.
Enfrentar os desafios atuais por meio de pesquisa e desenvolvimento contínuos aprimorará ainda mais a eficácia e a aceitação dessas tecnologias na agricultura. Esta revisão destaca os avanços recentes no monitoramento agrícola sustentável, enfatizando seu papel central na sustentabilidade e na produtividade agrícolas, bem como as tendências para essa área nos próximos anos.
Abstract:
The potential use of disposable electrochemical systems in sustainable agriculture has revolutionized monitoring and management practices. Portable and compact electrochemical sensors have facilitated widespread application in all agricultural sectors, enabling real-time monitoring and data collection. These sensors provide a cost-effective solution for continuous monitoring, reducing the cost of farm management and improving accessibility, especially for small farmers. Integration with Internet of Things (IoT) platforms and smart devices enables automated data collection, remote monitoring, and precise control of agricultural activities. Advances in sensor materials and manufacturing techniques have improved the sensitivity and specificity of sensors, enabling accurate detection of a wide range of analytes. However, the development of sensors that can withstand extreme temperatures and humidity remains a hurdle. Effective data management systems and user-friendly interfaces are crucial for handling large amounts of data and providing actionable insights for farmers. The research into sustainable and biodegradable sensor materials is essential to minimize environmental impact and promote environmentally friendly farming practices. In this way, advances in disposable electrochemical systems are transforming sustainable agriculture by providing innovative solutions for monitoring and management. Addressing current challenges through ongoing research and development will further improve the effectiveness and acceptance of these technologies in agriculture. This review highlights recent advances in sustainable agriculture monitoring and emphasizes their central role in agricultural sustainability and productivity as well as the trends for this subject over the next few years.
