Nanotecnologia é um termo que engloba as atividades e os mecanismos que utilizam, a nosso favor, os fenômenos que ocorrem em uma escala muito pequena – equivalente à divisão de um metro em um bilhão de partes! 

Envolve processos que, embora não sejam capturados pelo olho humano nu, têm implicações diretas sobre aquilo que acontece em nossa escala. Inclusive, a nanotecnologia na agricultura terá, cada vez mais, um papel central nas técnicas de precisão, no monitoramento ambiental, na produção e na qualidade de agroquímicos, etc.

Continue a leitura para descobrir exatamente o que é a nanotecnologia na agricultura, seus impactos e exemplos! 

Objetivos da Nanotecnologia na Agricultura

O “mundo nano” será utilizado nos próximos anos com o objetivo de aprimorar a eficácia e a eficiência da intervenção humana nas atividades do agronegócio, facilitando as tomadas de decisão, as análises de qualidade e a rastreabilidade.

Por exemplo, a nanotecnologia na agricultura, hoje, está possibilitando o desenvolvimento de biossensores e transdutores altamente sensíveis, capazes de identificar e quantificar diferentes compostos resultado de reações desejadas nos processos agroindustriais ou de alterações decorrentes da perda de qualidade dos produtos.

Outra grande expectativa é que sensores de alto desempenho, em breve, aumentem significativamente a eficiência da irrigação, indicando com enorme precisão os potenciais de água em solo e em planta e, consequentemente, os melhores momentos de complementação hídrica. 

As linhas de pesquisa em pleno desenvolvimento no país, mais precisamente na EMBRAPA, incluem:

1). Estudos, em alta resolução, de biomoléculas, fibras, células, etc., a partir da microscopia de força atômica (MFA);

2). Desenvolvimento de sensores capazes de quantificar, com alta precisão, a presença de contaminantes e patógenos; 

3). Aperfeiçoamento das técnicas de transferência de informações genéticas entre organismos a partir do uso de nanopartículas, nanocápsulas e nanotubos;

 4). Desenvolvimento de revestimentos comestíveis e superfícies funcionais – estratégia para a solução do “problema das embalagens”;

5). Desenvolvimento de sistemas nanoparticulados capaz de liberar paulatinamente íons e princípios ativos, de acordo com a necessidade das culturas – estratégias para aumentar a eficiência de uso de nutrientes e a eficiência de aplicação de produtos fitossanitários; 

6). Aperfeiçoamento das análises para determinação da qualidade e das características químicas de bebidas, alimentos, solo, materiais vegetais, etc. 

Nanotecnologia na Agricultura e os Insumos 

O Brasil é um grande líder no agronegócio mundial e, para continuar ocupando esse posto, a pesquisa (pública e privada) precisará investir na nanotecnologia como área do saber humano que guarda soluções para muitos dos nossos principais desafios. 

Há uma grande pressão internacional para que o Brasil desenvolva e utilize insumos agrícolas que, simultaneamente, reduzam os gastos com suas aquisições e diminuam significativamente os impactos ambientais, o que resultará em maior lucratividade e uma imagem positiva dos nossos empreendedores rurais. 

Os produtos fitossanitários também podem ser melhorados, reduzindo os gastos e os impactos contra superfícies e organismos não-alvo, o que também contribuirá para uma boa imagem dos produtos agropecuários brasileiros interna e externamente. 

Estudos direcionados ao aumento da especificidade moléculas-sítio de ação (no organismo das pragas-alvo) poderão reduzir significativamente os casos de intoxicação de trabalhadores em contato com pesticidas e de eliminação da entomofauna benéfica, com maior segurança para todo o agroecossistema.

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Nanotecnologia na Agricultura no Brasil

Uma notícia veiculada no Gov.br no início de 2021, mostra que o investimento em nanotecnologia compensa e pode nos trazer soluções jamais imaginadas e que revolucionam as operações do agronegócio. 

O bolsista da CAPES, Marcelo Oliveira Rodrigues, desenvolveu um biofertilizante biodegradável e não tóxico que potencializa as propriedades naturais de hortaliças e aumenta o valor nutricional dos alimentos.

A pesquisa visava estudar nanopartículas de carbono, com foco no setor agrícola, principalmente na área de bioestimulantes, transportadores de nutrientes e moleculares para o tratamento de fitopatologias como fungos e bactérias. Esta técnica é inspirada na natureza e no desejo de melhorar as propriedades naturais e genéticas das plantas. O resultado foi a criação da arbolina, um biofertilizante de nanotecnologia não tóxico, não bioacumulativo e luminescente capaz de enriquecer micro e macronutrientes em alimentos e aumentar o rendimento em diferentes culturas.

Além do aumento da produtividade, outra vantagem é a redução do uso de agrotóxicos. Os produtos são combinados com defensivos comumente usados ​​nas lavouras, resultando em doses reduzidas de aplicação e aumento de 20% no desempenho do princípio ativo. Hoje, os produtos são usados juntos para reduzir as doses de pesticidas em até cem vezes no tratamento de sementes. Isso afeta positivamente a saúde das pessoas, por ter menos resíduos em seus alimentos. Também pode afetar a redução de barreiras ao comércio internacional, como as barreiras sanitárias europeias para produtos brasileiros. Como os alimentos exportados contêm muitos pesticidas, o conteúdo é muito alto. Então, com essa tecnologia, conseguimos essa redução, o que tem implicações fundamentais para o país.

Nanotecnologia na Agroindústria x Meio Ambiente

Há grande interesse da ciência em substituir materiais de origem petrolífera por componentes vegetais, notadamente os lignocelulósicos, que podem ser empregados no lugar das fibras sintéticas de amplo uso: fibras de sisal, em muitos processos industriais, já substituem fibras de vidro na composição de “plásticos” e peças industriais para máquinas e carros. 

O pleno domínio do “mundo nano” permitirá um conhecimento mais detalhado e profundo das células animais e vegetais e das biomoléculas que constituem nossos alimentos, permitindo-nos explorar propriedades e substâncias desconhecidas ou não manipuláveis até então.

A partir do mesmo volume de matérias-primas (grãos, frutas, fibras, etc.) conseguiremos extrair maiores quantidades de leite, proteínas óleos (para consumo humano e combustível), tinta, plástico, borracha, princípios ativos de importância médica, dentre outros.

A nanotecnologia facilitará, também, a reversão do conceito de “resíduo” para “matéria-prima”, permitindo empregos diversos de materiais anteriormente descartados pelas indústrias dos diversos segmentos, com aplicações novas na agricultura, especialmente na forma de novos insumos. 

Da mesma forma, materiais vegetais e animais, oriundos dos processos produtivos no campo, poderão ser transformados para usos novos e diversos, seja como adubos e outros produtos para a agropecuária, seja como matérias-primas para segmentos diferentes (como sílica para a indústria de plásticos). 

Enfim, a agroindústria brasileira possui inúmeros desafios e “gargalos” para uma plena produtividade que podem ser superados pelo “conceito nano”: por exemplo, melhoria do desempenho de processos e produtos agroindustriais, através do desenvolvimento de membranas de separação e/ou barreira para vários processos agroindustriais; embalagens ativas especiais para alimentos e bebidas; purificação de água e outras bebidas (nanofiltros, nanopelículas…).

Esses “novos materiais”, biodegradáveis, serão parte da solução do nosso problema atual com desperdício, “lixos” que demoram décadas para serem decompostos, poluição, ameaça à vida marinha, dentre inúmeros outros efeitos colaterais do uso de polímeros sintéticos. 

Nanotecnologia e a Luta Contra o Desperdício

Como já se sabe, as cadeias produtivas do agronegócio enfrentam um grande problema com o desperdício e a perda de alimentos no armazenamento, transporte e distribuição de produtos frescos (miniprocessados ou não). 

As embalagens ativas (“inteligentes”) serão capazes de monitorar a qualidade do alimento e dar informações sobre o ambiente circundante (temperatura, umidades, níveis de oxigênio, níveis de gás carbônico, etc.).

Dessa maneira, trabalhadores das indústrias, clientes e fiscais poderão acessar mais facilmente informações sobre os produtos, notadamente na cadeia dos frios, obtendo rapidamente dados que, hoje, demandam análises mais ou menos demoradas em laboratórios oficiais. 

Essas novas embalagens regularão a taxa de respiração de produtos vegetais, com efeitos diretos no processo de degeneração de alimentos (em função da atividade microbiológica), dando flexibilidade às estratégias de estocagem e conservação, aumentando o tempo de prateleira e introduzindo elementos capazes de reter componentes indesejáveis dos produtos (agentes antimicrobianos, neutralizadores de antinutrientes, etc.).

A melhoria das características organolépticas também é uma possibilidade: odor, sabor, cor e textura realçados por tecnologia nano. 

Nanotecnologia Agregará Valor ao Campo

Ou seja, essas inúmeras variações trazem diferentes possibilidades ambientais e agronômicas, com agregação de valor em todos os elos produtivos das cadeias agropecuárias.

O que resultará na ampliação de nossos mercados para muito além da simples venda de commodities ou de alimentos in natura: poderemos explorar nichos específicos para produtos com maior valor nutricional, oriundos de processos produtivos mais sustentáveis, produtos funcionais, fontes vegetais de agroenergia, etc. 

Considerações Finais

Dessa maneira, embora muitas linhas de pesquisa relacionadas à nanotecnologia na agricultura ainda estejam em processo de desenvolvimento, os resultados que serão apresentados à sociedade nas próximas décadas trarão mudanças profundas na nossa relação com a produção e o consumo de alimentos.

Esse novo cenário modificará completamente a cadeia do leite, das carnes, das hortaliças, dos miniprocessados e muitas outras; por exemplo, a “carne de laboratório” feita com tecnologia nano, por exemplo, impactará significativamente os produtores brasileiros de proteína.

O futuro nano exige do Brasil, no presente, a definição de estratégias para, de um lado, estar na vanguarda dessa transformação e, de outro, precaver-se contra os efeitos inevitáveis em alguns de nossos setores de maior sucesso.

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Autoria do redator do Ifope:
Elialdo Alves de Souza