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Hidrogel destinado à agricultura também poderá estocar CO₂
 

Entre os diversos esforços para diminuir o efeito estufa na atmosfera estão projetos voltados a promover o sequestro de dióxido de carbono (CO₂) com soluções baseadas na natureza. No geral, são tecnologias com grande potencial disruptivo e que poderão abrir frente para uma nova cadeia de valor na captura, uso e armazenamento de carbono. É o caso de um hidrogel que está sendo desenvolvido por pesquisadores de diversas instituições da Universidade de São Paulo (USP), sob a liderança do Centro de Pesquisa para Inovação em Gás (RCGI) – um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído por FAPESP e Shell na Escola Politécnica (Poli-USP).

Composto por material orgânico, o hidrogel será produzido com moléculas sintetizadas a partir de CO₂. Uma vez usado no plantio, os grânulos do produto se degradariam e liberariam o carbono para estocá-lo no solo. O produto será desenvolvido pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) a partir de ácido oxálico e um biomonômero. O ácido oxálico, por sua vez, será produzido pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) a partir do CO₂.

Quando pronto, o hidrogel será testado na Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq-USP). Em paralelo, o Instituto de Energia e Ambiente (IEE-USP) irá propor os padrões normativos necessários para a entrada do produto no mercado. O IEE-USP já desenvolve um trabalho focado na produção de documentos normativos para a aplicação global desse tipo de tecnologia, em conformidade com as normas internacionais. O trabalho abrange tanto soluções baseadas na natureza como aquelas que permitem transformar CO₂ em produtos químicos de alto valor agregado.

"Além de quantificar a estocagem de CO₂, queremos saber quais são os possíveis benefícios do hidrogel para o solo e para as plantas em condições de clima tropical", conta o coordenador da pesquisa, Carlos Eduardo Pellegrino Cerri, professor do Departamento de Ciência do Solo da Esalq-USP, à Assessoria de Comunicação do RCGI. Ele explica que, quando um material orgânico se decompõe no solo, parte do dióxido de carbono gerado fica retido na terra e o restante retorna à atmosfera na forma de gás.

Somada à estocagem do CO₂ pelo solo, o ácido oxálico produzido pelo Ipen terá pegada negativa de carbono no processo de captura. Segundo o Bacharel em Química Thiago Lopes, responsável por essa parte da pesquisa, o CO₂ será transformado em ácido oxálico pela rota eletroquímica e/ou fotoeletroquímica. "Com o uso de eletricidade [ou fótons] de fontes renováveis poderíamos capturar perto de duas moléculas de CO₂ para produzir o ácido oxálico", explica.

Outro desafio da pesquisa é avaliar o desempenho do hidrogel na relação solo-planta. A expectativa é que os grânulos do produto, uma vez umidificados, retenham água e a liberem gradualmente para a planta, o que diminuiria a necessidade de irrigação, aumentaria a absorção de macro e micronutrientes pela planta, além de trazer benefícios para as propriedades do solo.

Um dos aspectos mais interessantes da pesquisa é referente à troca de cátions no solo. Segundo Cerri, boa parte dos elementos que a planta absorve tem carga positiva (cátions). No entanto, o solo brasileiro tem pouca carga negativa, o que significa que muitos dos nutrientes com carga positiva acabam não se fixando e se perdendo por lixiviação. "A proposta é usar o hidrogel com argilas para aumentar a carga negativa no solo e, assim, otimizar a capacidade de troca de cátions", afirma.

Caberá ao Instituto de Química da UFRGS produzir um hidrogel com essa capacidade. O trabalho está sendo liderado pelo Bacharel Douglas Gamba, professor do Departamento de Química Orgânica, e prevê o uso do ácido oxálico produzido pelo Ipen, com seus derivados ésteres etílicos, além de produtos de fontes renováveis, como glicerol ou poliglicerol e diferentes hidroxiácidos carboxílicos naturais. Tal composição resultará em um hidrogel com alta capacidade de absorção e retenção de cátions no solo.

A expectativa é de que os primeiros resultados iniciais desta pesquisa saiam em até dois anos. Após quatro anos, o grupo espera ter dados suficientes para subsidiar a tomada de decisão sobre o potencial do uso do hidrogel nos agrossistemas do Brasil.

Clique aqui para ler a íntegra deste artigo, publicado pela Agência Fapesp.

Publicado em 13/08/2021

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