Um grupo de pesquisadores da USP (Universidade de São Paulo) criou um sensor que pode ser fixado nas folhas (eletrodos vestíveis) para monitorar, em tempo real, a perda de água em culturas agrícolas. A inspiração para o projeto veio dos biossensores que fazem o monitoramento contínuo de doenças crônicas, como o diabetes.
Com a tecnologia, que foi testada em laboratório com soja e cana-de-açúca, o produtor poderá tomar as melhores decisões sobre a lavoura. Poderá ainda tomar ações preventivas e corretivas com maior eficiência em um intervalo de tempo reduzido.
A responsável pela pesquisa é a Júlia Adorno Barbosa, do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano), pertencente ao Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) em Campinas. Ela criou os eletrodos vestíveis para as culturas agrícolas durante seu doutorado no Instituto de Química de São Carlos (IQSC) da USP, sob orientação do pesquisador Renato Sousa Lima, do LNNano, professor da pós-graduação do IQSC.
Graças ao sensor, é possível aprimorar a sustentabilidade das lavouras e, ao mesmo tempo, promover o crescimento econômico. Isso porque com os eletrodos é possível acompanhar a eficiência dos agroquímicos, aumentar a segurança alimentar e monitorar a toxicidade desses produtos.
Como funciona o sensor?
O sensor possui três elementos. O primeiro é o eletrodo vestível, adere na epiderme das folhas. O segundo é um equipamento portátilcapaz de aplicar uma força elétrica. O smartphone é o terceiro element, que serve para transmitir e acompanhar dados via bluetooth. Contudo, a plataforma também tem acesso pela internet, tanto por um computador quanto pelo smartphone.
“No campo, na agricultura, os desafios são outros, por exemplo, a interferência da chuva, o uso de agroquímicos e a radiação solar. A nossa previsão é que no intervalo de 2 a 3 anos esses estudos possam ser concretizados. Assim, se utiiliza o nosso dispositivo em primeiros testes no campo”, explica Lima.
De acordo com a Júlia, esse novo dispositivo de eletrodos vestíveis, incorporados na epiderme das folhas, permite acompanhar a perda de conteúdo de água diretamente na planta e em tempo real.
Outro método muito utilizado são análises através de imagens feitas por drones verificando alterações fenotípicas nas folhas.
“Essas alterações muitas vezes só se dão em um estágio muito avançado, enquanto que no nosso dispositivo é possível estimar um status de diagnóstico precoce em termos de variação de estresse hídrico, uma vez que as medidas eletroquímicas são extremamente sensíveis, dada a técnica que nós utilizamos para monitorar”, comenta Júlia.
Tecnologia seleciona sementes de soja de melhor qualidade
Durante o trabalho, testou-se o sensor em folhas de soja e cana-de-açúcar, que possuem estruturas diferentes, segundo Júlia. Ela explica que as folhas de soja possuem uma rugosidade considerável devido aos tricomas – estrutura na epiderme vegetal responsável por diminuir a perda de água das folhas, entre outras funções – porém a espessura da camada limítrofe é bem inferior à da cana-de-açúcar, facilitando a polarização por intermédio do potenciostato.
Para as folhas de cana-de-açúcar o sensor teve maior dificuldade devido à espessura da folha. Isto se resolveu de forma simples apenas aumentando o potencial aplicado pelo eletrodo. “Apenas ajustando os parâmetros do método analítico eletroquímico é possível medir com sensibilidade a perda de água em diferentes culturas”, conclui Júlia.
Ensaios de biocompatibilidade
De acordo com Júlia, uma das maiores dúvidas dos pesquisadores, era se a presença dos sensores vestíveis, a longo prazo, afetaria as funções biológicas das plantas. Por exemplo, a respiração e a transpiração. Outra preocupação era se o eletrodo alteraria a incidência de luz nas folhas, prejudicando o processo de fotossíntese.
Para verificar a biocompatibilidade a longo prazo dos eletrodos, foram realizados ensaios de simulação, no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), do CNPEM, em Campinas, utilizando uma planta controle – sem a presença do sensor – e outra com o sensor aderido ao longo de 27 dias.
“Com isso, pudemos verificar que todas essas estruturas permaneceram inalteradas na região abaixo do eletrodo. Assim permitiu a verificação de que o eletrodo não afetou em termos de distribuição e de transporte de nutrientes nas folhas. Tomando essa estrutura como base, verificamos que as funções da planta naquela região não tiveram alteração”, finaliza Júlia.
(Informações do Canal Rural)
