Nanotecnologia: um caminho sem volta na busca por uma agricultura mais competitiva e sustentável

A agricultura está em constante evolução, com tecnologias emergentes sendo adotadas para aumentar a produtividade e a sustentabilidade. Entre essas inovações, a nanotecnologia se destaca por seu potencial na solução de problemas a partir de tecnologias avançadas. Nesse sentido, desde dezembro de 2023 teve início o novo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia focado em Nanotecnologia para Agricultura Sustentável (INCTNanoAgro) com a perspectiva de desenvolver soluções para vários problemas da agricultura brasileira. 

O que é Nanotecnologia?

A nanotecnologia é uma área da ciência que manipula materiais em uma escala nanométrica (1 nm é 1 bilionésimo do metro). De forma prática, um fio de cabelo, por exemplo, que é um material bem fino, costuma ter a espessura de 100.000 nanômetros, ou seja, a nanotecnologia trabalha com partículas extremamente pequenas. A manipulação de moléculas pode alterar as propriedades físicas, químicas e biológicas dos materiais, criando funcionalidades e melhorando a eficácia de processos já existentes em escala macroscópica, em outras palavras e em especial pensando na agricultura, com a nanotecnologia é possível melhorar a eficácia de ingredientes ativos agrícolas, gerar sensores para realizar o monitoramento de insetos-pragas e doenças, entre outras aplicações. Isso significa também a possibilidade de desenvolver novos tipos de fertilizantes, estimulantes, pesticidas e embalagens que podem transformar a forma como cultivamos e gerenciamos nossas lavouras.

Importância

 A utilização da nanotecnologia abre um leque de possibilidades de geração de novos produtos voltados para uso na agricultura. Esses métodos podem trazer maior eficácia, pois o uso das nanopartículas pode melhorar a forma de dispersar ingredientes ativos no campo, podendo inclusive em alguns casos resultar em um aumento da eficácia associada a diminuição de doses. 

A partir da nanotecnologia na agricultura é possível gerar inúmeras inovações que irão servir como ferramentas para que os produtores conquistem uma maior produtividade, possibilitando uma economia de insumos, por uma menor repetição de aplicações, e consequentemente redução de custos com a utilização dos defensivos agrícolas na lavoura. 

Além disso, há uma menor exposição dos trabalhadores agrícolas aos defensivos, reduzindo possíveis danos à saúde humana e ao meio ambiente, ou seja, proporcionado uma agricultura mais sustentável. Somado a isso, os residuais de defensivos em alimentos potencialmente podem ser menores, tornando os produtos mais competitivos para diferentes mercados. No entanto, cabe destacar que como qualquer nova tecnologia, existe a necessidade de estudos de impacto antes que essas novas tecnologias sejam introduzidas no mercado e para isso são importantes os estudos de segurança a serem apresentados durante as etapas do processo de registro de novos produtos. 

Resultados aplicados

Embora o INCT-NanoAgro tenha sido criado recentemente, algumas pesquisas já haviam sido realizadas pelos pesquisadores que compõem esse novo instituto. Dentre as pesquisas já realizadas cabe destacar a busca por novas ferramentas visando potencializar o controle do percevejo-marrom (Euschistus heros) e da lagarta falsa-medideira (Chrysodeixis includens) na cultura da soja. Nesse trabalho foram desenvolvidas novas formulações de dois piretroides bastante utilizados na agricultura que foram nanoformulados e adicionados sinergistas na sua formulação, fato esse que resultou num incremento de controle de mais de 60% em alguns tratamentos. Esses resultados são alvos de uma patente gerada pela parceria entre os grupos dos professores Adriano Arrué Melo (MITA-UFSM) e Oderlei Bernardi (G-PRI) da Universidade Federal de Santa Maria com o professor Leonardo Fernandes Fraceto do Laboratório de Nanotecnologia Ambiental da Unesp/Sorocaba e que possui alto potencial de se tornar um produto comercial. 

Outro exemplo de trabalho já desenvolvido por pesquisadores do INCT-NanoAgro é nanoencapsulação do herbicida atrazina com o uso de nanopartículas poliméricas. A nanoencapsulação permite que esse herbicida seja absorvido de uma maneira mais eficiente, seja em aplicações em pré e pós-emergência. Estudos de avaliação dessa atrazina nanoencapsulada demonstram que é possível reduzir a dose recomendada de campo entre 10 a 80 vezes e mesmo assim ter o controle de diferentes plantas daninhas. Essa tecnologia tem sido desenvolvida no grupo de Leonardo Fraceto em colaboração com o grupo de Halley Caixeta de Oliveira (UEL) e os resultados mostram que esta melhora no controle de plantas daninhas promove uma gestão mais sustentável dos recursos em associação com diminuição dos impactos ambientais associados ao uso de herbicidas.

INCT NanoAgro        

O INCT NanoAgro conta com o financiamento do MCTI-CNPq, Fapesp e Capes, além do apoio de empresas e startups, para custear insumos, equipamentos e bolsas de estudo. O instituto trabalha em oito eixos temáticos, incluindo o design de nanomateriais e nanosensores, avaliação de eficácia agronômica, toxicidade, análise de riscos e aspectos regulatórios. Essas pesquisas visam desenvolver tecnologias que possam ser aplicadas em campo, beneficiando diretamente a produção agrícola. Além disso, o INCT é comprometido com a comunicação dos seus avanços e os riscos associados à nanotecnologia para a sociedade, fortalecendo a interação entre a academia, o setor produtivo e a comunidade em geral. 

Somado aos avanços na pesquisa científica, o INCT NanoAgro também tem por missão a formação e qualificação de recursos humanos em temas multidisciplinares na fronteira do conhecimento. O instituto conta com estudantes bolsistas em diferentes níveis, desde a iniciação científica até o pós-doutorado, promovendo a capacitação de pesquisadores e profissionais na área de nanotecnologia aplicada à agricultura. A Unesp/Sorocaba, como sede do instituto, se consolidará como uma referência nacional e internacional em nanotecnologia para a agricultura sustentável, contribuindo para o avanço do conhecimento, a criação de patentes, o desenvolvimento de startups e a disseminação de tecnologias inovadoras no setor agrícola.

Outro aspecto relevante do INCTNanoAgro é sua missão de transferir o conhecimento para a sociedade através da transferência de tecnologias para empresas, startups, desta forma promovendo a cultura da inovação e do empreendedorismo e nesse sentido levar as pesquisas ao mercado. Sendo assim, o INCTNanoAgro visa a promoção da interação entre academia e indústria como forma de mover as tecnologias desenvolvidas para que essas sejam escalonadas e utilizadas em larga escala, beneficiando diretamente os agricultores e o setor produtivo. Além disso, o instituto se dedicará à análise de riscos e à conformidade regulatória, assegurando que os novos produtos e soluções sejam seguros para o meio ambiente e para a sociedade. Esse enfoque permitirá que a nanotecnologia seja incorporada de forma responsável e eficaz na agricultura, contribuindo para um futuro mais sustentável e produtivo.

Um outro pilar do INCTNanoAgro é o de transferir o conhecimento para a sociedade através da comunicação de suas pesquisas e atividades com a Sociedade e desta forma contribuindo para formação de cidadãos mais esclarecidos e que os agricultores tenham clareza sobre a importância dos estudos desenvolvidos em benefício da sociedade. Dessa forma, esse novo instituto busca trazer novas soluções que possam auxiliar cada vez no crescimento sustentável da agricultura brasileira.

Mais informações sobre o INCTNanoAgro podem ser acessadas no site oficial (inctnanoagro.com.br/).

*Por Adriano Arrué Melo, Marcos Lenz, Manoel Peres Zinelli, Matheus Mota Lanzarin, Luana de Lima Lopes e Luana Maria Lima Alberti, todos do Departamento de Defesa Fitossanitária da UFSM, e Leonardo Fernandes Fraceto, da Unesp