Nanotecnologia moldando o futuro do Agro

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Nanopartícula criada para estabilizar fertilizantes.
Nanopartícula criada para estabilizar fertilizantes.

A nanotecnologia é um tópico emergente e ainda incipiente no Agronegócio, entretanto mesmo em tão pouco tempo, se demonstrou fundamental para o desenvolvimento mais sustentável da atividade agrícola.

Essa tecnologia tem como principais fatores a inovação e inventividade. Assim podendo representar um grande potencial de criação para o gigantesco mercado do agronegócio. 

Um dos grandes pilares de atuação da nanotecnologia é a possibilidade de desenvolvimento de ferramentas e insumos mais eficientes, reduzindo assim, o impacto negativo sobre o meio ambiente. Mas isso é somente uma das possibilidades de uso. Existe grande investimento em pesquisas voltadas para gerar uma maior qualidade e segurança dos alimentos.

Devido a todo esse potencial de exploração e criação, a nanotecnologia tem atraído muita atenção, assim se consolidando com um dos principais pilares do Agro 4.0, conjuntamente com o uso da Biotecnologia, Rotação de Culturas, o Controle Biológico e Plantio Direto.

Mas o que é Nanotecnologia?

Código em tela de computador. Muito sobre tecnologia da informação e programação se entremeia com a Nanotecnologia.
Código em tela de computador. Muito sobre tecnologia da informação e programação se entremeia com a Nanotecnologia.

A nanotecnologia é a ciência que estuda a manipulação da matéria em escalas muito pequenas, assim alterando sua conformação atômica.  Essa manipulação na estrutura das moléculas resulta em alterações físico-químicas. Tais alterações podem gerar materiais com características melhoradas, como por exemplo mais resistência, mais solúveis, dentre outros.

Os principais impactos gerados pela nanotecnologia são encontrados nas áreas médicas e de tecnologia, onde o investimento e estudo sobre o potencial da técnica são maiores. O seu papel na medicina já é tão importante que uma área específica foi criada, a nanomedicina. Essa ramificação tem como uma das principais metas o desenvolvimento de nanopartículas e nanorobôs. Ambos podendo auxiliar no avanço de sistemas de diagnóstico de doenças e seu respectivo tratamento.

Como mencionado anteriormente, no agronegócio a implementação da tecnologia ainda é incipiente. Entretanto, seu uso e participação no setor já foi iniciado.

Aplicação da nanotecnologia no Agro

Aplicação da Nanotecnologia no Agro.
Aplicação da Nanotecnologia no Agro.

A nanotecnologia no agro está em grande parte voltada para a redução do uso de pesticidas, maior eficiência e menor perda de fertilizantes, resultando no aumento da produção.

No desenvolvimento de nanopartículas voltadas para o controle de doenças, alguns resultados já foram obtidos: a síntese de fungicidas de elevada eficiência e a criação de RNAi (RNA de interferência) mais estáveis, demonstraram resultados positivos.

Mesmo com resultados positivos, ainda são poucos os produtos ENMs (nanomateriais engenheirados) que conseguem chegar ao mercado. O fato de ser uma tecnologia ainda muito recente, exige que estudos de caracterização sejam feitos, demandando elevada quantidade de dados e análises. Esse processo demanda tempo, mas somente assim a avaliação de riscos e benefícios da tecnologia podem ser feitos.

O Agro tem um grande compromisso com o futuro. E a nanotecnologia pode ser um dos grandes atuantes.

O Agro tem uma grande responsabilidade para com o futuro. Atualmente somos quase 8 bilhões de pessoas, o que exige uma elevada produção de alimentos. Mas isso é somente o começo, as estimativas indicam que até 2050 seremos aproximadamente 10 bilhões. Essa elevação populacional, causará um aumento significativo na demanda por alimentos.

Contudo, não podemos depender da expansão das áreas agrícolas para isso. O uso de tecnologias inovadoras será necessário. Segundo a Comissão Europeia, a nanotecnologia é uma das seis chaves fundamentais da tecnologia que poderão auxiliar na criação de um futuro mais sustentável.

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O advento das Nanotécnicas Agrícolas

Devido às problemáticas mencionadas acima, algumas instituições buscam soluções inovadoras que possam contornar os obstáculos complexos e diversos que nos esperam em um futuro próximo.

Como nós podemos ao mesmo tempo aumentar a produção agrícola e reduzir o impacto ambiental? Como a agricultura pode ajudar a deter o aquecimento global?

Nós sabemos que a Agricultura utiliza os recursos de forma não otimizada. Em especial, podemos mencionar as grandes perdas de fertilizantes e pesticidas que causam grande impacto sobre o meio ambiente. Isso se deve a baixa eficiência de atuação dos produtos.

Para solucionar esses problemas, o advento das Nanotécnicas Agrícolas ou Fitonanotecnologia (de modo mais amplo) está se consolidando e ganhando forças na comunidade científica. Esse ramo da Nanotecnologia busca o desenvolvimento de agroquímicos com liberação controlada, partículas que auxiliem no monitoramento das plantas em campo e maior tolerância ao estresse, seja ele causado por fatores bióticos ou abióticos.

Nanopartículas melhorando a fotossíntese

Nanocompostos que são capazes de melhorar a fotossíntese.
Nanocompostos que são capazes de melhorar a fotossíntese.

Há muito tempo, a comunidade científica tem buscado solucionar um dos maiores obstáculos da produção agrícola: A baixa eficiência da enzima Rubisco. Essa enzima atua de maneira fundamental no processo de fotossíntese, sem ela o processo seria inexistente. Contudo, esta possui baixíssima eficiência, por volta de 2,4% e 3,7% em plantas C3 e C4, respectivamente.

Até hoje as abordagens de engenheirar plantas C3 em C4, alterar quimicamente a Rubisco, ou melhorar os receptores do cloroplasto não demonstraram resultados realmente satisfatórios. Porém, a nanotecnologia foi capaz de expandir esse horizonte.

Um grupo de pesquisadores do MIT foi capaz de criar a primeira planta nanobionica registrada. Para isso, nanopartículas foram inseridas dentro das células das plantas de modo que essas se tornassem partes da planta. Essas nanopartículas enviavam informações para os computadores em tempo real, informando as condições fisiológicas das plantas. Além disso, os nanotubos possuíam uma capacidade maior de transporte de elétrons, melhorando a fotossíntese.

Fertilizantes inteligentes

Fertilizantes modificados para uma melhor estabilidade e eficiência no meio ambiente.
Fertilizantes modificados para uma melhor estabilidade e eficiência no meio ambiente.

A pesquisa e desenvolvimento de fertilizantes inteligentes também recebe grande destaque. Os fertilizantes inteligentes recebem esse nome por englobarem três fatores fundamentais: aumento da produtividade, lucro e redução de impactos sobre o ambiente. Isso tudo só é alcançado devido a propriedades especiais de nanoestruturas que carreiam os fertilizantes. O que resulta em sua liberação de forma precisa e controlada.

A liberação controlada implica em redução de perdas. Para atingir tal controle, as nanoestruturas são engenheiradas de modo que o produto seja liberado somente se condições específicas sejam atendidas. Um exemplo seria, a liberação em detrimento da irrigação da cultura ou algum estímulo gerado pela própria planta em desenvolvimento (alteração do pH do solo).

Nanotecnologia auxiliando o desenvolvimento animal

A nanotecnologia ainda está começando a entremear o setor, e pouco se sabe sobre seu potencial. Um dos maiores exemplos do uso da nanotecnologia na pecuária foi o desenvolvimento de um sensor para detecção da virose FMD (foot and mouth disease). Os
rebanhos europeus sofrem com a incidência dessa virose todos os anos. O USDA conjuntamente com o LCC instituto de pesquisa buscaram desenvolver um sensor portátil.

O equipamento utiliza nanopartículas de ouro cobertas com cadeias específicas de antibióticos que conseguem se ligar somente na presença do FMD. Quando o animal está doente o dispositivo emite sinais para o pecuarista indicando que o animal precisa de cuidados.

Nesse caso, a utilização de nanopartículas possibilitou a detecção de compostos minúsculos produzidos pelo vírus, de maneira rápida e eficiente. A tecnologia possibilitou um avanço inovativo que contribuiu para o bem estar animal.

O bem estar animal e a seguridade alimentar são as áreas que mais recebem atenção na pecuária. Porém, como mencionado anteriormente as pesquisas são muito incipientes ainda.

Somente em alguns anos poderemos discutir o real potencial do uso de nanotecnologia na pecuária.

Um futuro tecnológico

Representação de uma agricultura mais sustentável.
Representação de uma agricultura mais sustentável.

As promessas da nanotecnologia são inúmeras. Além dos tópicos aqui mencionados, as nanotécnicas agrícolas também buscam desenvolver a produção de nanomateriais utilizando resíduos agrícolas, geração de nanofibras de celulose, nanobiosensores e muitos outros.

Essa tecnologia precisa de muitos estudos até que finalmente chegue a campo. Contudo, prometem um futuro muito promissor, onde planta e nanomateriais serão quase inseparáveis, gerando uma agricultura mais sustentável.

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