Aplicações em agricultura e meio ambiente

Assim como nas propriedades de materiais sintéticos mais simples e homogêneos, os processos químicos, físicos e biológicos que ocorrem em nível atômico e molecular no solo controlam a disponibilidades de nutrientes, transporte de poluentes, contaminação do solo e demais efeitos correlacionados. Dessa forma, se esses processos forem bem conhecidos e controlados, uma produção agrícola mais eficiente e menos agressiva ao meio ambiente pode se tornar uma realidade.

SOLOS

O solo pode ser visto como uma combinação sólida e heterogênea de compostos orgânicos e inorgânicos, imersos em soluções aquosas e em meio a raízes de plantas. Dada essa complexidade, é necessária uma grande variedade de técnicas analíticas de alta resolução (espacial e química) com as disponíveis em fontes de luz síncrotron, que possibilitem análises, de preferência in situ, para a compreensão de todos os processos elementares que ocorrem no solo, desde a escala atômica até escalas micrométricas.

FERTILIZANTES

Fertilizantes são substâncias minerais ou orgânicas, naturais ou sintéticas, fornecedoras de um ou mais nutrientes requeridos para o crescimento e desenvolvimento de plantas. Eles constituem um dos principais insumos agrícolas e têm como fontes de matéria-prima produtos oriundos da petroquímica e da mineração. A tecnologia de luz síncrotron pode contribuir para avanços tecnológicos no desenho de fertilizantes, garantindo uma entrega mais racional e efetiva dos nutrientes já que as técnicas de luz sincrotron permitem “enxergar” os caminhos físico-químicos do fertilizante até a planta.

ALIMENTOS

A análise de distribuição de nutrientes nos vegetais é um elemento chave para compreensão da concentração, biodisponibilidade e localização de nutrientes nos alimentos. A biodisponibilidade é importante para que o nutriente seja, de fato, absorvido pelo organismo, enquanto a localização é fundamental para cereais processados antes do consumo. Elementos essenciais da nutrição, como proteínas e lipídios, podem ser localizados por técnicas de imagem com luz síncrotron.

MEIO AMBIENTE

As implicações ambientais da presença de nanopartículas no meio ambiente são um assunto de extrema importância, que tende a crescer nos próximos anos. A presença dessas pequenas partículas inorgânicas em vegetais pode ocorrer não só por motivos de contaminação do meio ambiente, mas também por serem sintetizadas pela própria planta com o propósito de armazenamento de certos elementos químicos, defesa contra patógenos ou herbívoros ou até como função estrutural. Os síncrotrons são instrumentos essenciais na avaliação dos efeitos da presença dessas partículas.