Técnica da Unicamp com nanopartículas de carbono aumenta produtividade de culturas agrícolas
A busca por soluções sustentáveis para o fortalecimento da produção agrícola motivou o desenvolvimento de uma nova tecnologia na Unicamp. A proposta é usar resíduos da cana-de-açúcar para produzir nanopartículas fluorescentes de carbono, conhecidas como carbon dots, que atuam como bioestimulantes naturais para o crescimento e a proteção de plantas diante das mudanças climáticas. Com menos de 10 nanômetros, essas nanopartículas brilham quando expostas à luz ultravioleta — presente, por exemplo, na luz solar —, o que contribui para aumentar a eficiência da fotossíntese nas plantas.
Desenvolvida por pesquisadores da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM), da Faculdade de Engenharia Química (FEQ) e do Instituto de Química (IQ) da Universidade, a tecnologia utiliza um método de síntese assistida por micro-ondas para a produção dos carbon dots. A técnica torna o processo mais eficiente, com um menor consumo de energia e uma maior viabilidade para a produção em escala.
O pesquisador Marco César Prado Soares, doutor em engenharia mecânica pela Unicamp e um dos inventores, explica que os resíduos da cana-de-açúcar, como xarope e melaço, se mostraram ideais na qualidade de matéria-prima para o processo: “Aí há tudo de que precisamos: sais minerais que atuam como catalisadores, matéria nitrogenada em abundância e diversos grupos orgânicos”. Segundo Soares, o diferencial está em alinhar essas características naturais à técnica de micro-ondas.
“É preciso ajustar aquecimento, pressão, potência, tempo, além de outros cuidados essenciais para viabilizar uma síntese ágil, segura e escalável, com potencial de aplicação fora do laboratório. Com isso, transformamos resíduos da cana, que possivelmente seriam descartados, em material de alto valor agregado e com baixo custo”, ressalta o pesquisador.
Soares acrescenta que a aproximação com o tema se intensificou a partir de interações do professor Julio Bartoli, membro da FEQ e também inventor da tecnologia, com o grupo de pesquisa do professor Maurizio Prato, da Universidade de Trieste (Itália) — uma referência internacional na área. “O grupo tem um laboratório reconhecido globalmente, o Carbon Nanotechnology Group, e há inclusive reações com grafeno nomeadas em homenagem ao professor Prato. Essas trocas foram fundamentais para iniciarmos os estudos com os carbon dots e para o domínio da técnica de síntese por micro-ondas, que passamos a aplicar com precursores obtidos de fontes brasileiras, como os resíduos da cana-de-açúcar, resultando na patente dessa tecnologia”, afirma.
Além de Soares e Bartoli, participaram do desenvolvimento da tecnologia Catia Cristina Capelo Ornelas Megiatto, docente do IQ, Gabriel Perli, mestre e bacharel em química pela Unicamp, Diego Luan Bertuzzi, doutor em química pela Unicamp, e Eric Fujiwara e Carlos Kenichi Suzuki, ambos docentes da FEM.
Desafio Unicamp
Protegida por meio de um pedido de patente, a tecnologia foi licenciada para a PBF Nutrientes, criada após a participação de seus atuais sócios no Desafio Unicamp 2022, competição que estimula a formação de startups a partir de tecnologias desenvolvidas pela Universidade. O time, composto por Camila Waltero e Camila Didio, venceu na principal categoria da competição de empreendedorismo, uma competição organizada pela Agência de Inovação da Unicamp (Inova Unicamp). A partir dessa vitória, a equipe se consolidou como uma empresa e licenciou a tecnologia a fim de utilizá-la e testar novas soluções para o mercado, passando a ser considerada uma empresa spin-off acadêmica da Unicamp.
“O Desafio nos permitiu conhecer a tecnologia e nos deu base para estruturar nosso negócio. Detectamos que ela se encaixava bem em um problema que já vínhamos estudando. Aprofundamos as pesquisas, desenvolvemos o modelo de negócios e identificamos ali um potencial enorme para aplicação na agricultura”, conta Waltero.
Waltero destaca a trajetória do grupo: “Depois de vencer a competição, percebemos que tínhamos boas ideias e que faltava pouco para transformá-las em um negócio real. A patente da Unicamp é uma parte muito robusta da nossa empresa”.
A transferência da tecnologia contou com a intermediação da Inova Unicamp, responsável pela proteção da propriedade intelectual, a articulação entre pesquisadores e empresas e o suporte técnico e estratégico durante as negociações. Isso possibilitou a continuidade dos testes em campo, além do desenvolvimento de produtos voltados às demandas do setor.
“Hoje o produtor rural não pode mais produzir do mesmo jeito de antigamente. A pressão por aumentar a produtividade é enorme, com verões mais secos, geadas fortes, chuvas intensas, tudo ao mesmo tempo. É preciso buscar soluções que ajudem as plantas a resistirem a esses estresses”, afirma Didio.
Segundo a fundadora, os carbon dots absorvem a radiação ultravioleta e emitem luz em uma faixa muito próxima à da fotossíntese, o que contribui para proteger as plantas e favorece seu desenvolvimento mesmo diante de eventos climáticos extremos.
Atualmente, a PBF Nutrientes já conduz testes com culturas como soja, milho, cana, feijão e trigo, buscando mitigar impactos causados pelas mudanças climáticas. As perspectivas incluem a ampliação dos testes em novas culturas e ambientes.
O uso de nanopartículas exige atenção a aspectos de segurança humana, animal e ambiental, especialmente em aplicações voltadas à alimentação. Por isso, produtos com carbon dots devem ser submetidos a testes e registros junto a órgãos competentes, como o Ministério da Agricultura e Pecuária (Mapa) e, em alguns casos, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa).
“Sabemos que, embora seja um produto natural, precisamos cumprir as exigências regulatórias para o uso agrícola. Além disso, estamos trabalhando na ampliação da escala porque, para chegar ao mercado, precisamos produzir em volumes que atendam áreas extensas de cultivo”, diz Waltero.
Sobre a Inova Unicamp
A Inova Unicamp é o Núcleo de Inovação Tecnológica (NIT) da Universidade e atende a todos os campi. A Agência de Inovação da Unicamp nasceu em 2003 com o objetivo de identificar oportunidades e promover atividades que estimulem a inovação e o empreendedorismo, ampliando o impacto do ensino, da pesquisa e da extensão em favor do desenvolvimento socioeconômico sustentado.
A agência apoia a comunidade na proteção da propriedade intelectual da Unicamp, na transferência de tecnologia e na consolidação de convênios de pesquisa e desenvolvimento (P&D) entre a Universidade e o setor empresarial. A Inova também é responsável pela gestão do Parque Científico e Tecnológico da Unicamp e da sua Incubadora de Empresas de Base Tecnológica (Incamp), além de fomentar a comunicação e a cultura de empreendedorismo e inovação com programas de relacionamento institucional e programas de capacitação.
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