Sensoriamento de agroquímicos utilizando partículas fotoluminescentes

• Processo: 25/16088-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Cauê Ribeiro de Oliveira
• Beneficiário: Beatriz Damasio de Freitas
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Agricultura de precisão Espectroscopia Indústria 4.0 Química de materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Agricultura de precisão | Agroquímico | Espectroscopia | Industria 4 | particulas luminescentes | Sensoriamento óptico | 0 | Química de materiais

Resumo

A aplicação eficiente e precisa de agroquímicos é fundamental para a produtividade agrícola e para minimizar a contaminação ambiental. Os métodos convencionais de pulverização são ineficientes, com apenas 20 a 50% dos agroquímicos atingindo seus alvos, causando acúmulo no solo e lixiviação, prejudiciais ao meio ambiente. Este projeto propõe o desenvolvimento de um sistema de sensoriamento baseado em nanopartículas luminescentes, capazes de responder opticamente a interações com agroquímicos amplamente utilizados. Como prova de conceito, será projetado um sistema utilizando nanopartículas de ZnS: Mn escolhido em função do caráter micronutriente de todos os seus constituintes, estudando sua interação com o mancozebe ((C4H6N2S4Mn)x (Zn)y) um agroquímico aplicado globalmente em mais de 100 culturas, mas associado a riscos ambientais e à saúde devido ao seu uso excessivo. Dessa forma, métodos de sensoriamento e detecção em tempo real devem ser desenvolvidos para contribuir na redução do uso de agroquímicos, mitigando mais de 2 milhões de toneladas de resíduos de pesticidas descartados globalmente. A hipótese é que as interações das nanopartículas de ZnS: Mn com o agroquímico induzirão mudanças mensuráveis na emissão óptica e dependentes da concentração do alvo. O projeto compreende cinco etapas: síntese e caracterização de nanopartículas; avaliação das interações nanopartícula-agroquímico; desenvolvimento de curvas de calibração luminescentes; validação em laboratório e em casa de vegetação da sensibilidade do sistema; e estudos de estabilidade e toxicidade, garantindo a conformidade com as diretrizes de nanomateriais da UE REACH e da OCDE. Espera-se que o sistema apresente uma resposta de emissão raciométrica e funcional, mesmo na presença de matriz vegetal e radiação solar. E, aliada a tecnologias como drones ou sensores ópticos portáteis, o sistema poderá auxiliar em decisões precisas de reaplicação, contribuindo para o ODS 2 (Fome Zero) e o ODS 12 (Consumo e Produção Responsáveis). (AU)