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Do Editor Renée Targos

Conversas com especialistas da indústria

Nanotecnologia: uma peça do quebra-cabeça da sustentabilidade?

As empresas agrícolas servem como parte de um esforço global para atingir as metas de sustentabilidade para 2030 e aumentar a produtividade das colheitas para alimentar uma população crescente. Alguns dos sucessos da indústria agrícola são o boom em bioestimulantes, produtos biológicos aprimorados, formulações químicas de proteção de colheitas com baixo resíduo e agora entra uma nova peça do quebra-cabeça das soluções de sustentabilidade — a nanotecnologia.

O mercado de nanotecnologia para a saúde está atingindo $306 bilhões até o final de 2025 — mas o que ele está fazendo no mercado agrícola? Mariola Kopcinski, Gerente Global de Negócios AgroChemicals, Ingevidade, compartilharam insights sobre como a nanotecnologia está sendo introduzida na indústria agrícola e quais podem ser as possibilidades futuras.

Conheça seu especialista: Kopcinski lidera o negócio global de ingredientes de coformulação de base biológica na empresa Ingevity nos mercados de produtos químicos agrícolas, biológicos, micronutrientes, fertilizantes e adjuvantes. Ao longo de sua carreira de mais de 25 anos na indústria agrícola, ela atuou em funções de liderança na DuPont, Syngenta e FMC. Ela também forneceu liderança para o desenvolvimento e licenciamento de empresas startup biológicas e atuou como membro do Credentials Advisory Council, Sustainability Institute no American Institute of Chemical Engineers (AIChE). Ela será uma das palestrantes do painel para a sessão de produtos biológicos no Agronegócio Global℠ Cimeira do Comércio de 9 a 10 de agosto de 2023 em Aventura, Flórida.

ABG: Como você define nanotecnologia?

MK: Para esclarecer, a nanotecnologia é um campo da ciência e tecnologia aplicada que envolve a manipulação de átomos e moléculas para fabricar materiais, dispositivos e sistemas, que estão em uma escala de 100 nanômetros (nm) ou menos. Para a maioria de nós, imaginar algo que seja menor que 100 nanômetros (nm) é muito desafiador. A espessura média do cabelo humano está entre 17.000 nm e 180.000 nm.

Nanopartículas são moléculas pequenas e possuem muitas propriedades físicas, químicas, térmicas, ópticas, magnéticas e biológicas dinâmicas. Essas partículas têm uma grande razão superfície-volume, e suas propriedades físico-químicas diferem dos materiais a granel. Nanotecnologia é a síntese e processamento de estruturas e dispositivos com controle no nível molecular e com o uso disso, podemos melhorar e otimizar as propriedades físicas e químicas de qualquer material.

A nanotecnologia é considerada a próxima revolução industrial, impactando praticamente todos os setores da economia mundial.

ABG: Que mudanças essa tecnologia trará aos produtos biológicos e à proteção química tradicional de cultivos?

MK: A nanotecnologia impactou todos os setores do agronegócio, com aplicações que abrangem toda a cadeia de produção, desde o cuidado com as sementes, proteção de cultivos e melhoramento genético até o controle pós-colheita e rastreabilidade de produtos agrícolas e pecuários.

A entrega controlada de moléculas ativas para fertilização e proteção de culturas usando nanocápsulas nanoengenheiradas é atualmente a aplicação mais representativa da nanotecnologia no agronegócio.

A estratégia de nanorevestimento permite a entrega controlada de agroquímicos e biológicos com períodos de residência mais longos em plantas e no solo com eficácia e segurança aprimoradas, uma vez que os mesmos efeitos protetores podem ser alcançados usando quantidades significativamente menores de moléculas ativas. Além disso, a redução de perdas de produtos tradicionais de proteção de cultivos terá impacto significativo no meio ambiente.

Nanomateriais também têm sido usados no desenvolvimento de plataformas de sensoriamento avançadas para monitoramento de solo, água e pragas agrícolas. Além disso, com o advento de controles biológicos e biopesticidas, plataformas de nanotecnologia, como nanocápsulas e nanorevestimentos, se tornarão ferramentas importantes para melhorar a vida útil e a estabilidade de formulações biológicas.

ABG: Quem são os líderes dessa tecnologia?

MK: Existem várias startups globalmente olhando para nanopesticidas, nanofertilizantes e nanoadjuvantes, mas até hoje, há apenas alguns que estão disponíveis no mercado. Nanofertilizantes têm a maior importância comercial, depois nanoadjuvantes e, finalmente, nanopesticidas.

Os nanofertilizantes vêm em diferentes formas, como nanopó, nanocápsulas e nanoemulsões. A aplicação foliar de nanofertilizantes é o método mais eficiente, pois os pesquisadores relataram que nanopartículas maiores que 10 nm podem penetrar através dos estômatos. Para reduzir o uso excessivo, nanofertilizantes de liberação lenta com o sistema de nanoencapsulamento permitem que os ingredientes ativos sejam liberados das partículas de forma lenta e controlada são recomendados.

Os nanofertilizantes são qualificados em três grupos: Nanoformulações de micronutrientes, nanoformulações de macronutrientes e nanomateriais carregados de nutrientes (sendo o último o mais popular). Os nanocarreadores (nanomateriais) são mais seguros para os trabalhadores, mais ecológicos e podem liberar fertilizantes de maneira muito precisa. Nanopartículas poliméricas, nanomateriais à base de carbono, nanoargila e sílica são os mais usados.

Como esta é uma tecnologia emergente na agricultura, é difícil dizer quem são os líderes nesse espaço. Exemplos de nanofertilizantes aprovados usados no mundo hoje e seus fabricantes são: Nano Calcium (AC International Network Co., Ltd., Alemanha), Nano-Micro Nutrient (Shan Maw Myae Trading Co., Ltd., Índia), Nano Green (Nano Green Sciences, Inc., Índia), Nano-Fertilizer (Fanavar Nano-PazhooheshMarkazi Company, Irã) e Aqua-Yield Operations LLC, fertilizante nano-inteligente. Para pesticidas, Vive Crop Protection, Canadá com produtos contendo o Allosperse Delivery System.

ABG: Como você vê isso funcionando com tecnologia agrícola?

MK: Os nanoprodutos fornecem melhor absorção, penetração e maior eficiência graças à relação superfície-corpo extremamente alta. Como resultado disso, os nanoprodutos fornecem vários benefícios — eficácia aprimorada, entrega direcionada, compatibilidade aprimorada, biodisponibilidade aprimorada, novas funcionalidades, estabilidade aprimorada, taxas de uso mais baixas e liberação controlada — características cruciais para UAV (drones) e agricultura de precisão.

ABG: Você pode descrever como acha que a nanotecnologia mudará o mercado?

MK: A nanotecnologia pode ter um impacto profundo na produção agrícola. Para aumentar a produção para suprir uma população global crescente, vários desafios devem ser superados ao mesmo tempo com uma redução do impacto ambiental negativo. A nanotecnologia, fundamentalmente por meio do desenvolvimento de sistemas de entrega inteligentes e nanocarreadores, pode contribuir para a engenharia de forma mais eficiente e com menos agroquímicos e fertilizantes contaminantes, com menores taxas de uso e sistemas de entrega controlados atingindo alvos com muito mais precisão.

ABG: Como estão as regulamentações para essa tecnologia e com que rapidez as novas formulações chegarão ao mercado?

MK: À medida que a aplicação da nanotecnologia se torna uma opção mais realista para a indústria agrícola, tem havido uma preocupação crescente sobre as possíveis implicações para a saúde humana e ambiental que podem ocorrer como resultado. Por exemplo, uma preocupação especial está relacionada à potencial bioacumulação de materiais nano-aprimorados dentro do ambiente e da cadeia alimentar que podem eventualmente chegar ao consumo humano.

A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) exige que todos os pesticidas usados na indústria agrícola sejam revisados sob a Lei Federal de Inseticidas, Fungicidas e Rodenticidas (FIFRA). Desde 2016, a EPA tem se concentrado em investigar se os nanopesticidas apresentam maiores benefícios do que os pesticidas tradicionais, bem como os riscos potenciais que esses materiais podem causar ao meio ambiente e à saúde humana.

Desde 2011, quando a Comissão Europeia publicou uma definição oficial do que é um nanomaterial, um número considerável de recursos foi dedicado para garantir a segurança desses materiais tanto para os humanos quanto para o meio ambiente. Em relação à indústria agrícola, o Regulamento de Produtos de Proteção Vegetal (EC 1107/2009) é responsável por regular o uso de pesticidas, exigindo, portanto, que os nanomateriais sejam avaliados da mesma forma que qualquer outro ingrediente ativo seria investigado quanto à toxicidade potencial e destino ambiental.

Em 3 de dezembro de 2018, a Comissão Europeia (CE) adotou Regulamento 2018/1881, alterando o regulamento existente de Registro, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos (REACH), para abordar diretamente as nanopartículas. O regulamento de nanotecnologia se aplica a qualquer substância que possa ser, ou possa conter, um nanomaterial (por exemplo, pó), independentemente de ter sido fabricado como nanotecnologia. Crucialmente, o regulamento de nanopartículas revisado se aplica a substâncias novas e registradas, e todos os dossiês precisarão ser atualizados com os dados necessários.

No Brasil, o projeto de lei 880/2019 visa criar o arcabouço legal para a nanotecnologia incluindo, entre outros, o Programa Nacional de Nanossegurança, em linha com as diretrizes e recomendações da Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE). Ele também abrange o desenvolvimento científico, a pesquisa, o treinamento científico e tecnológico e a inovação nanotecnológica no Brasil.

Portanto, embora vejamos algumas empresas chegando com nanoprodutos no mercado agrícola, a verdadeira penetração no mercado e a velocidade de adoção são difíceis de prever à luz das preocupações regulatórias de segurança. •

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