Pesquisadores
do Departamento de Solos da UFV são os pioneiros das geociências no Brasil no
uso da tecnologia de luz síncrotron em pesquisas que podem levar à produção de
novos fertilizantes, à melhor compreensão da dinâmica e ao destino de
nutrientes e elementos tóxicos no ambiente e ao estudo de processos
biogeoquímicos que ocorrem em áreas remotas como a Antártica. As pesquisas
estão sendo realizadas no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em
Campinas (SP), e já estão trazendo resultados para a produção de fertilizantes
a partir de fontes alternativas de minerais.
O GeFert, como é chamado o Grupo
de Estudos em Fertilizantes da UFV, também tem
conseguido sucesso na busca por alternativas viáveis para produção de
Fósforo (P) e Potássio (K) que, juntamente com o Nitrogênio (N), formam o NPK,
principal composto químico das fórmulas dos fertilizantes minerais usados para
obtenção de produtividades economicamente satisfatórias. A importância da
pesquisa se justifica pela extrema dependência que o Brasil tem de importação
de fertilizantes minerais.
O mundo sabe
que a agricultura movimenta a economia brasileira e que os grandes cultivos do
Cerrado geram as tão desejáveis commodities do agronegócio para produção de
alimentos, exportação e crescimento econômico. Mas não seria assim se não
fossem os fertilizantes. Os solos do Cerrado são pobres e dependentes desses
fertilizantes para produzir alimentos, fibras e biocombustíveis. O problema é
que, se o Brasil é grande exportador do agronegócio, ele é também um grande
importador de fertilizantes. E não é só o Brasil. A maioria dos países
produtores agrícolas depende de fontes externas de Nitrogênio, Potássio,
Fósforo e Enxofre.
O Brasil
compra 90% do Potássio e 55% do Fósforo que utiliza nos fertilizantes agrícolas
e essa demanda tende a aumentar 3% ao ano apenas para manter a produção
agrícola atual. Estima-se que o consumo brasileiro deverá ultrapassar 200
milhões de toneladas em 2015. É por isso
que, há muito tempo, os principais gigantes agrícolas discutem como reduzir a
dependência dos países produtores de fertilizantes, que controlam os preços dos
produtos como querem e podem se tornar uma ameaça à segurança alimentar no caso
de conflito internacional ou boicote à comercialização destes minerais.
Fontes alternativas de fertilizantes
Nos países
onde estão as principais jazidas, o Fósforo e o Potássio são facilmente
retirados das minas onde foram sedimentados em rochas durante a evolução do
planeta. Mas há outros minerais que contêm estes elementos químicos e é neles
que o GeFert procura alternativas para aumentar a produção e reduzir a
dependência dos produtos importados. “Nunca vamos ter as mesmas fontes
abundantes destes países, mas temos alternativas possíveis no Brasil. Contudo,
não basta apenas descobrir as fontes. É preciso descobrir meios eficientes de
retirar os elementos dos minerais sem custos que inviabilizariam a produção”,
diz o professor Leonardus Vergütz, membro do GeFert.
O professor
Edson Mattielo, também integrante do grupo, explica que algumas fontes destes
nutrientes são até abundantes no Brasil, mas apresentam baixas solubilidade e
eficiência agronômica e, por isso, já foram descartadas. Este era o caso do verdete,
uma rocha rica em Potássio, comum na região central de Minas Gerais. O problema
é que, comparado às jazidas tradicionais, no verdete, o Potássio é encontrado
em baixas concentrações e está muito preso a estruturas químicas difíceis de
serem liberadas, o que encarece a extração. Para isso, os pesquisadores estudam
tratamentos térmicos com a adição de diferentes fundentes e de microrganismos
capazes de solubilizar o mineral e de produzir adubos potássicos.
Estas
pesquisas envolvem parcerias com os departamentos de Microbiologia e
Fitopatologia da UFV. Os resultados obtidos pelo GeFert são promissores e
poderão gerar novas patentes para o Brasil e reduzir a dependência
internacional. “As pesquisas serão fundamentais para o desenvolvimento de novas
tecnologias de produção de fertilizantes, com fontes alternativas e viabilidade
econômica e ambiental”, comenta o professor Edson Mattiello.
Luz síncrotron
Além dos
problemas de produção, as tecnologias para uso de fertilizantes não evoluíram
muito nos últimos 30 anos. Por isso, a equipe do GeFert também se dedica a
compreender como são as estruturas moleculares dos principais elementos nesses
fertilizantes. De uma mesma rocha podem sair, por exemplo, proporções
diferentes de cloretos, silicatos e outros compostos químicos que a indústria
classifica genericamente apenas como Potássio. (Clique na Figura abaixo e veja o Infográfico sobre a Luz Síncrotron e como funciona o LNLS)
Com as
tecnologias disponíveis, a identificação precisa de cada composto ainda não era
possível. Foi então que os pesquisadores de Viçosa buscaram o Laboratório
Nacional de Luz Síncrotron. Esta tecnologia permite conhecer, com precisão, a
espécie química de cada elemento presente na rocha e o ambiente químico no qual
está inserido.
Todo o
acompanhamento das transformações ocorridas durante os diferentes tratamentos
aplicados ao verdete, por exemplo, só foi possível pelo uso das técnicas
espectroscópicas avançadas disponíveis no LNLS. Numa mesma amostra do
fertilizante potássico obtido, eles identificaram a formação de diferentes
proporções de silicato e cloreto de potássio. Os cloretos são os sais de
potássio mais utilizados nos fertilizantes. Porém, os silicatos são materiais
nobres e mais caros, que podem ter aplicações na indústria farmacêutica e
cerâmica.
O
desenvolvimento de um processo de separação dessas duas formas poderia
viabilizar economicamente a extração de potássio do verdete, mesmo que em
baixas concentrações. A equipe está procurando entender mecanismos e interações
que acontecem em escalas ínfimas, mas os dados obtidos podem gerar resultados
surpreendentes para o agronegócio no país. “Embora, esse tipo de trabalho possa
parecer uma ciência muito básica, sem aplicação prática, é somente através do
conhecimento gerado por essas pesquisas que novas tecnologias podem ser
propostas e testadas”, explica o professor Leonardus.
Além do Grupo
de Fertilidade do Solo, outros professores do Departamento de Solos da UFV
também têm desenvolvido estudos no LNLS relacionados ao sequestro de carbono na
matéria orgânica do solo, disponibilidade e destino de elementos tóxicos e de
metais terras raras no ambiente e caracterização e processos de formação de
solos antárticos. Dentre eles estão também participam das pesquisas os professores
Leônidas Carrijo de Azevedo Melo, Ivo Ribeiro da Silva, Roberto Ferreira de
Novais, Nairam Félix de Barros, Liovando Marciano da Costa, Jaime Wilson Vargas
de Mello, Reinaldo Cantarutti, Maurício Paulo Ferreira Fontes e Carlos Ernesto
Gonçalves Reynaud Schaefer.
FONTE: Léa Medeiros – Universidade Federal de Viçosa
