Desenvolvimento de dispositivo de monitoramento de trocas gasosas em necromassa e grãos

Abstract

Os dispositivos de medição de dióxido de carbono (CO2) são cruciais tanto na decomposição da necromassa vegetal quanto no metabolismo de grãos e sementes.Eles permitem o monitoramento preciso das taxas respiratórias e germinação, proporcionando informações essenciais para processos agrícolas. Na decomposição, auxiliam no entendimento do ciclo de nutrientes do solo, identificando práticas de manejo adequadas e otimizando a compostagem para promover a saúde do solo e a sustentabilidade agrícola. No caso dos grãos, ajudam a avaliar a qualidade armazenada, facilitando decisões precisas pós-colheita e minimizando perdas nos produtos agrícolas. Dispositivos de baixo custo impulsionam a eficiência, reduzem desperdícios e modernizam a agricultura brasileira, permitindo monitoramento acessível, tomada de decisões conscientes e fortalecimento da competitividade no mercado global. Este estudo visa desenvolver um dispositivo de baixo custo para monitoramento de trocas gasosas, autônomo e de baixo custo para a medição das concentrações de CO2, O2, umidade e temperatura na câmara de medição. O dispositivo é composto por sensores, uma placa de circuito impresso, um microcontrolador ATMega, um display LCD e uma câmara de medição. Foram realizadas duas etapas de monitoramento para avaliar o funcionamento do dispositivo: a respiração de grãos de trigo e decomposição de necromassa. Apesar da versatilidade e acessibilidade da câmara, identificou-se a necessidade de calibração no sensor COZIR-AH-1. Contudo, o sistema desenvolvido demonstrou ser capaz de avaliar as concentrações de CO2 e O2 dos materiais analisados, assim como as alterações na temperatura. Palavras-chave: Concentração de dióxido de carbono; Monitoramento de necromassa; Respiração de grãos

The carbon dioxide (CO2) measurement devices are crucial both in the decomposition of plant necromass and in the metabolism of grains and seeds. They allow for precise monitoring of respiratory rates and germination, providing essential information for agricultural processes. In decomposition, they assist in understanding the soil nutrient cycle, identifying appropriate management practices, and optimizing composting to promote soil health and agricultural sustainability. In the case of grains, they help evaluate stored quality, enabling precise post- harvest decisions and minimizing agricultural product losses. Low-cost devices drive efficiency, reduce waste, and modernize Brazilian agriculture, enabling affordable monitoring, informed decision-making, and strengthening competitiveness in the global market. This study aims to develop a low-cost, autonomous gas exchange monitoring device for measuring CO2, O2, humidity, and temperature concentrations in the measurement chamber. The device comprises sensors, a printed circuit board, an ATMega microcontroller, an LCD display, and a measurement chamber. Two monitoring stages were conducted to assess the device: wheat grain respiration and necromass decomposition. Despite the chamber's versatility and accessibility, a need for calibration in the COZIR-AH-1 sensor was identified. However, the developed system proved capable of evaluating the CO2 and O2 concentrations of the analyzed materials. Keywords: Carbon dioxide concentration; Necromass monitoring; Grain respiration