Determinación, evaluación de la sensibilidad de la capacitancia de sensores interdigitales basado en grafeno para validar mediciones de fosfatos en muestras de suelos comparadas con las mediciones de las muestras sintéticas de fosfato

• Autor: Zeballos Bruna, Xiomara Eliana
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Nacional de San Agustín
• Repositorio: UNSA-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unsa.edu.pe:20.500.12773/18180
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12773/18180
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Sensores Capacitivos Interdigitales; Grafeno; Fosfatos; Suelo agrícola; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#4.04.01

El incremento de la productividad agrícola está relacionado con la disponibilidad de nutrientes en los suelos de cultivos. La cuantificación de estos se realiza usando equipos específicos y procedimientos elaborados, de alto costo, alta especificidad en el tiempo, con alta probabilidad de generar errores durante su muestreo y tratamiento. Disminuir el tiempo de respuesta de los nutrientes permitirá resolver estos inconvenientes, posibilita realizar ajustes y correcciones en campo. Los sensores con alta precisión y bajo costo pueden ayudar a la determinación de los niveles de concentración de nutrientes en tiempo real, permitiendo ajustar los cambios en la concentración de los nutrientes mostrando en los cultivos, permitiendo mejorar la producción. El fósforo es un nutriente esencial para el crecimiento y funcionamiento de la planta, ya que cumple funciones en el metabolismo energético celular, siendo vital para el desarrollo vegetal. En la presente investigación se utilizaron sensores capacitivos interdigitales basados en grafeno con capacidad de evaluar el nivel de concentración de los fosfatos a través de la medición de la impedancia generada por las especies iónicas del fósforo en soluciones preparadas a nivel de laboratorio y en suelos de cultivo. Además, de su respectiva validación contribuyendo con el sistema de gestión de la calidad bajo los lineamientos de la norma NTPISO/IEC 17025. Se evaluó la respuesta del sensor usando diferentes niveles de concentración de fosfatos en suelo agrícola, se evaluaron parámetros de validación tales como: Linealidad, Precisión, Exactitud y Límite de detección. Los resultados experimentales, indican que la respuesta del sensor capacitivo mostró un comportamiento exponencial en los niveles de concentración considerados en este estudio (10, 20, 40 y 80 ppm). En general, el sensor mostró repetibilidad para los diferentes niveles de concentración de fosfatos, especialmente para niveles de concentración mayor a 10 ppm. Con respecto a la exactitud, el sensor presentó una variabilidad de alrededor del 2.2% por lo que podemos inferir que nuestra exactitud está cerca de los valores analíticos más avanzados que aceptan una variabilidad del 10% en los datos obtenidos. Por último, el sensor capacitivo interdigital basado en grafeno podría detectar como mínimo un nivel de concentración de fosfato alrededor de 4 ppm.