Aquest dron porta un petit laboratori dissenyat per mesurar les concentracions de nitrats en vies fluvials de difícil{0}}-accés. Crèdit: Nathan Jared
Què passa si, en comptes de portar una mostra d'aigua o sòl al laboratori, poguéssiu portar el laboratori a la mostra? Això és el que informa un equip d'investigadorsSensors ACSva fer amb un nou sistema de-vigilància de nitrats-en-un-drone". El dron permet fer mostres i anàlisis d'aigua fàcils en-en temps real en zones de difícil--aconseguir, com ara sèquies escarpades o terres baixes pantanosos.
Subscriu-te al nostre butlletí per rebre les últimes novetats de ci-tecnologia.
La tecnologia podria ajudar els agricultors a optimitzar el seu ús de fertilitzants i prevenir la contaminació de les vies fluvials per l'excés d'escorrentia de nitrats.
Per què és important controlar els nitrats
Els fertilitzants que contenen-nitrogen són un component important de l'agricultura moderna, però la major part d'ells es deixa allunyar dels camps pels sistemes de drenatge d'aigua.
Una bona part d'aquest nitrogen sobrant es converteix en nitrat, que pot provocar floracions d'algues i -zones mortes" amb baix contingut d'oxigen a les vies navegables o contaminar l'aigua potable. No obstant això, controlar les concentracions de nitrats no sempre és fàcil perquè gran part de l'escorrentia agrícola es troba en terres de conreu remotes o en sèquies fangoses, i les mostres s'han d'enviar a un laboratori per processar-les. Per tant, els investigadors estan desenvolupant maneres de fer-ho amb dispositius controlats-remot.
Com funciona el laboratori-en-un-dron
Jonathan Claussen i els seus col·legues volien fer un d'aquests laboratoris-en-un-dron per controlar la contaminació de nutrients que fos menys costós i més eficient que les opcions existents.
Els investigadors van dissenyar una bomba personalitzada,-sensors electroquímics de nitrats de baix cost i un dispositiu potenciomètric per quantificar les concentracions de nitrats de manera ràpida i senzilla. Després van muntar l'equip en un dron disponible comercialment. Un tub llarg sota el dron va treure aigua al mini-laboratori, on es va analitzar a l'aire-en uns set minuts.
El drone va desar tots els resultats a una targeta de memòria integrada per a una lectura i anàlisi posteriors, i va poder processar diverses mostres abans d'aterrar.
Rendiment i aplicacions futures
En les proves, el sistema de sensors dels investigadors va detectar concentracions de nitrats de fins a 2,5 parts per milió (ppm) i va ser un 95% tan precís com un sistema de detecció de nitrats electroquímic-normal de laboratori.
En una rasa de drenatge d'un lloc agrícola d'Iowa, el laboratori-en--dron va trobar concentracions mitjanes de nitrat de 5,39 ppm, que és coherent amb les mesures anteriors fetes a la zona i per sota del nivell màxim de 10 ppm per a l'aigua potable establert per l'Agència de Protecció Ambiental dels EUA.
L'equip explica que el seu nou sistema fa que el control de la contaminació per nitrats sigui més fàcil que abans i presenta les bases per a futurs laboratoris-en-a-aplicacions de drons a l'agricultura, com ara el seguiment de la contaminació de bacteris o pesticides a les vies fluvials.
Els autors han presentat una patent nord-americana relacionada amb aquest treball.
Més informació:Laboratori-en-un-dron:-detecció electroquímica en temps real de nitrats a les conques agrícoles,Sensors ACS(2025). DOI: 10.1021/acssensors.5c02620
Proporcionat per American Chemical Society
