Como a nanotecnologia promete revolucionar a agricultura tropical

Imagem: Magnific., CC BYNas últimas décadas, avanços tecnológicos ajudaram a transformar o Brasil em uma das principais potências agrícolas do mundo. Um dos exemplos mais expressivos dessa trajetória é o Cerrado. Antes considerado uma região de difícil aproveitamento agrícola, o bioma passou a abrigar sistemas produtivos de grande escala. Isso somente foi possível graças à correção da acidez dos solos, ao desenvolvimento de cultivares adaptadas e ao aperfeiçoamento das práticas de manejo, como mostram estudos da Embrapa.

Segundo a Companhia Nacional de Abastecimento (Conab), a produção brasileira de grãos na safra 2025/2026 foi estimada em 361,7 milhões de toneladas, um crescimento de 2,6%. Para 2026/2027, a companhia projeta uma produção de 367 milhões de toneladas. Ao mesmo tempo, a população mundial deverá chegar a cerca de 9,7 bilhões de pessoas em 2050, segundo as Nações Unidas, ampliando a demanda por alimentos.

A ciência foi decisiva para ampliar a produção agrícola brasileira, mas agora precisa responder a uma questão ainda mais complexa. Como aumentar a produtividade sem ampliar na mesma proporção o consumo de insumos e os impactos ambientais? Eventos climáticos extremos, degradação dos recursos naturais e resistência de pragas e plantas daninhas tornam essa tarefa ainda mais complexa. Exigem uma nova transformação tecnológica que seja mais adaptada às condições dos trópicos.

Desafios da agricultura tropical

Muitas tecnologias difundidas durante a Revolução Verde foram desenvolvidas para sistemas agrícolas de clima temperado. Embora algumas tenham sido adaptadas com sucesso em diferentes regiões, as condições brasileiras impõem desafios próprios.

Temperaturas elevadas, radiação solar intensa, chuvas concentradas e os microrganismos do solo impactam na ação de fertilizantes e agroquímicos. Assim, ingredientes ativos se degradam mais rápido e a chuva carrega nutrientes para camadas mais profundas do solo. A pressão de pragas e doenças também pode exigir aplicações mais frequentes de defensivos.

Para enfrentar esses problemas, não basta descobrir novas substâncias. Podemos ganhar muito ao aperfeiçoar a forma como as que já são conhecidas sejam melhor protegidas, transportadas e disponibilizadas às plantas. É nesse ponto que a nanotecnologia tem um grande potencial.

Como a nanotecnologia pode ajudar

A nanotecnologia permite desenvolver materiais e sistemas em escala muito pequena, da ordem de bilionésimos de metro. Isso altera as propriedades físicas e químicas dos materiais e também modifica sua interação com o ambiente e os organismos vivos.

O interesse nessa área se evidencia pelo crescimento da produção científica. Uma revisão bibliométrica recente identificou que foram publicados 2.626 artigos acadêmicos sobre aplicações agrícolas da nanotecnologia entre 2000 e 2023. Os trabalhos abordam desde nanofertilizantes e nanopesticidas até sistemas de liberação controlada e sensores agrícolas.

Essa evolução é importantíssima para a inovação científica. Mas o avanço das pesquisas não significa que toda tecnologia nova, com propriedades interessantes em laboratório, pode chegar ao campo. É preciso verificar se ela resolve problemas concretos, em quais condições funciona e quais riscos pode oferecer.

No Brasil, uma iniciativa dedicada a desenvolver essa questão é o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Nanotecnologia para Agricultura Sustentável (INCT NanoAgro), do qual fazemos parte. A rede reúne pesquisadores de diferentes áreas para desenvolver tecnologias que melhorem a eficiência dos insumos. Nosso foco é em sustentabilidade e avaliação de possíveis impactos ambientais.

Em um artigo publicado em 2024 na revista Plant Nano Biology, discutimos o potencial das abordagens apoiadas pelo instituto para enfrentar desafios específicos da agricultura tropical.

Projetos em andamento

Uma das aplicações da nanotecnologia na agricultura é a nanoencapsulação. Nessa técnica, uma substância ativa é envolvida por uma estrutura de nanopartículas que a protege e controla sua liberação. Isso pode reduzir a degradação de ingredientes ativos, favorecer a adesão de produtos às folhas e diminuir perdas de nutrientes no solo.

Uma de nossas linhas de pesquisa usa esse modelo para fazer nanoformulações de herbicidas. Os resultados mostram que é possível reduzir em até dez vezes a dose aplicada, sem perder eficácia contra plantas daninhas. No entanto, esse ganho depende da formulação, da espécie-alvo e das condições de aplicação.

Outra frente busca melhorar a ação de inseticidas por meio de sua nanoencapsulação em combinação com outras substâncias. Elas são chamadas de sinergistas, pois aumentam a suscetibilidade dos organismos ao tratamento. Pesquisas com o percevejo-marrom da soja (Euschistus heros) mostram esse efeito, abrindo perspectivas para o manejo de populações resistentes.

Há também estudos com reguladores de crescimento vegetal nanoencapsulados. Eles investigam maneiras de favorecer o estabelecimento de plantas que sofrem com situações de seca. Outras pesquisas exploram ainda nanopartículas capazes de liberar óxido nítrico. Essa molécula está envolvida em processos fisiológicos vegetais, atuando no desenvolvimento vegetal e na tolerância ao estresse. Essas abordagens podem ter aplicações também na silvicultura e na restauração ecológica.

Os resultados são promissores, mas ainda precisam ser avaliados em diferentes condições de cultivo e quanto à segurança ambiental. E essas questões estão no centro dos atuais desafios nessa área.

Inovar com segurança

O fato de solucionar problemas específicos não garante que uma tecnologia seja segura. É preciso assegurar que as propriedades especiais dos nanomateriais não causem também outros impactos inesperados e indesejáveis no solo, na água e nos organismos vivos.

Por isso, a avaliação de riscos precisa acompanhar o desenvolvimento dessas soluções desde as primeiras etapas. Nesse contexto, o INCT NanoAgro faz estudos de ecotoxicologia, destino ambiental, ciclo de vida e biossegurança ajudam a estabelecer condições seguras de uso, desde o início dos projetos com novas tecnologias. O sucesso da revolução nanotecnológica no campo dependerá de evidências robustas de eficácia, viabilidade econômica e segurança para agricultores, consumidores e ecossistemas.

Nos dois primeiros anos de atuação do INCT NanoAgro, conquistamos muito. Produzimos 163 artigos científicos, 14 projetos cooperativos com empresas, cinco patentes e apoiamos a criação de duas startups de base tecnológica. Os números são importantes, mas a vantagem principal dessa organização em rede é que permite encurtar a distância entre uma descoberta promissora e sua utilização em condições reais de culivo.

O nosso país tem diversos grupos de expertise em nanotecnologia, agronomia, química, biologia e ciências ambientais. Mas transformar essas competências em soluções acessíveis exige aproximar pesquisadores de diferentes áreas e ampliar a colaboração com empresas. Também é importante formar novos pesquisadores capazes de compreender os problemas da agricultura em toda a sua complexidade.

Acreditamos que essa integração representa uma contribuição importante para a política científica brasileira. Os Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia, criados pelo CNPq em parceria com outras agências de amparo à pesquisa, organizam competências nacionais em torno de desafios compartilhados.

O Brasil já mostrou que pode desenvolver soluções próprias para transformar suas condições naturais em vantagens produtivas. O Cerrado é um exemplo disso. Agora, com a nanotecnologia, podemos promover uma nova revolução. E, em vez de adaptar técnicas desenvolvidas em outros países, temos condições de liderar esse avanço. Assim, esperamos contribuir para orientar a inovação no campo em torno dos desafios específicos do ambiente tropical, tornando a agricultura brasileira referência mundial no desenvolvimento de novas tecnologias.

Leonardo Fernandes Fraceto recebe financiamento do INCTNanoAgro (CNPq) e da FAPESP.

Adriano Arrué Melo recebe financiamento do INCTNanoAgro (CNPq).

Halley Caixeta de Oliveira recebe financiamento do CNPq, CAPES e Fundação Araucária.

Artigo publicado originalmente na The Conversation Brasil sob licença Creative Commons. O texto não foi alterado.