Espectroscopia facilita a caracterização química de matrizes do agronegócio brasileiro

Trata-se da Rede NIR Embrapa, que é a rede de usuários da Espectroscopia no Infravermelho Próximo, em inglês, Near Infrared Spectroscopy (NIRS). As matrizes são as diferentes culturas (por exemplo, a braquiária, o milho, a soja e o trigo).   O objetivo principal da Rede NIR é integrar os empregados que são usuários dessa técnica, para aumentar as parcerias institucionais, otimizar a  infraestrutura analítica dos laboratórios, capacitar e ampliar os conhecimentos no uso dessa importante técnica analítica. Atualmente, a Embrapa possui 26 equipamentos NIRS, de diversas marcas, localizados nas diferentes Unidades em todo Brasil, e o projeto encontra-se em sua segunda fase.

A Rede NIR foi iniciada em 2011 e envolve uma equipe multidisciplinar da Embrapa que inclui pesquisadores, analistas, técnicos de laboratório, além de instituições de pesquisa e extensão, como o Instituto Nacional de Ciências e Tecnologias Analíticas Avançadas (INCTAA) e a Unicamp.

De acordo com a pesquisadora da Embrapa Milho e Sorgo e líder do projeto, Maria Lúcia Ferreira Simeone, o objetivo é desenvolver modelos de calibração multivariada utilizando a espectroscopia NIR para possibilitar a determinação quantitativa e qualitativa de constituintes químicos de diferentes matrizes agrícolas e de interesse das Unidades. "O trabalho é feito com precisão, rapidez, baixo custo e pouca manipulação das amostras, além de haver a minimização na geração de resíduos químicos. Objetivo esse que vem incentivar a aplicação dos princípios da química verde e da otimização de recursos e infraestrutura por parte da Empresa", ressalta Simeone.

"Quando se tem um grande número de amostras a serem analisadas é necessário um longo tempo para a obtenção dos resultados de todos os constituintes da composição química. Além disso, é preciso haver disponibilidade de infraestrutura laboratorial necessária para a realização das análises, pessoal capacitado, custo e tempo envolvidos na aquisição de reagentes, consumíveis e manutenção de equipamentos. Com isso, muitos constituintes ou mesmo amostras deixam de ser analisados, face a todo esse processo laboratorial. Assim, a espectroscopia NIR associada à quimiometria torna-se uma excelente opção para que a Embrapa possa validar a técnica como metodologia de rotina em seus laboratórios", acrescenta.

Para a utilização da técnica, além do equipamento NIR, é necessário a construção dos modelos de calibração. "É preciso organizar um banco de amostras, que seja representativo e que inclua toda a variabilidade amostral da população a ser estudada ou modelada, com uma ampla faixa de resultados obtidos pelo método de análise de referência. Esta etapa é crucial para o sucesso e robustez do modelo e deve ser muito bem planejada, pois como qualquer técnica analítica, o NIR também possui limitações, podendo não ser a técnica mais adequada para o uso pretendido", pontua Simeone.

Um exemplo de sucesso nesse processo são os modelos globais para a composição química de gramíneas forrageiras, realizados com a colaboração das Unidades da Embrapa Gado de Corte, Gado de Leite, Milho e Sorgo e Pecuária Sudeste. O pesquisador Gilberto Batista de Souza, da Embrapa Pecuária Sudeste, e coordenador do plano de ação de validação dos modelos, relata que ao final do trabalho haverá um modelo consistente que inclui amostras de várias regiões do Brasil e com características bem diferentes. Por exemplo, amostras de gramíneas forrageiras em vários estágios de crescimento e sistemas de produção. "Teremos, também, a produção de um material de referência para o acompanhamento do desempenho dos laboratórios ao utilizar a técnica NIR em análise de gramíneas forrageiras", diz Souza.

Simeone acrescenta que um dos grandes desafios que a Rede NIR está trabalhando atualmente é no desenvolvimento de um protocolo para a transferência destes modelos para as Unidades que tenham interesse nessa matriz. Para alcançar esta meta, nesta segunda fase do projeto já foram capacitados mais de 150 profissionais entre empregados da Embrapa e do setor produtivo.

"Os treinamentos propiciam aos participantes do projeto a oportunidade para o acompanhamento de todas as etapas de construção de um modelo de calibração multivariada utilizando a técnica NIR, desde o planejamento da seleção de amostras que irão compor o modelo até a sua validação final. Com isso, a Empresa vem fortalecendo parceria entre as equipes e o setor produtivo para a implementação de métodos rápidos de análise que irão permear todo o trabalho em rede previsto nos arranjos e portfólios corporativos", afirmou a cientista.