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Uma pesquisa desenvolvida pelo Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais da Universidade Federal do Piauí (UFPI), sob coordenação das professoras Renata Barbosa e Tatianny Soares Alves, busca desenvolver filamentos poliméricos biodegradáveis capazes de incorporar fertilizantes e promover a liberação gradual de nutrientes no solo. A proposta reúne materiais biodegradáveis, resíduos agroindustriais e tecnologia de impressão 3D como alternativa para tornar o uso de fertilizantes mais eficiente e sustentável.
O estudo utiliza uma matriz formada por polímeros biodegradáveis, com a incorporação de fertilizantes e argilas modificadas quimicamente. Os materiais são processados para formar filamentos que podem ser utilizados em impressoras 3D por meio da tecnologia de Modelagem por Deposição Fundida (FDM). A técnica permite produzir estruturas com diferentes formatos e dimensões, que podem ser adaptadas de acordo com a finalidade agrícola.
Para a professora Renata Barbosa, a pesquisa busca unir o desenvolvimento de materiais biodegradáveis à liberação controlada de nutrientes e à tecnologia de impressão 3D. Segundo ela, a técnica permite produzir estruturas com diferentes geometrias e dimensões, que podem ser ajustadas conforme a aplicação agrícola. “A pesquisa busca desenvolver filamentos poliméricos biodegradáveis capazes de incorporar fertilizantes e promover sua liberação de forma mais lenta e controlada”, explica.
Além dos polímeros e fertilizantes, a pesquisa também trabalha com resíduos vegetais, como casca de amendoim, casca de soja e palha de milho. Os resíduos foram incorporados à mistura de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) (PBAT) e poli(ácido lático) (PLA), formando compósitos com potencial para serem utilizados como matéria-prima na produção de filamentos destinados ao setor agrícola.
A utilização desses resíduos está relacionada aos princípios da economia circular, ao buscar agregar valor a materiais agroindustriais que normalmente seriam descartados. Nos experimentos, os filamentos contendo 5% de fibra vegetal e 3% de fertilizante foram produzidos por meio de uma extrusora de rosca simples e submetidos a diferentes análises para avaliar suas características químicas, térmicas, morfológicas e mecânicas.
A estudante do 9º período de Engenharia de Materiais, Maria Luiza Sousa Santos, participou de diferentes etapas do desenvolvimento do material. Para ela, a experiência possibilitou acompanhar, na prática, o processo de pesquisa e ampliar os conhecimentos adquiridos durante a graduação. “Essa experiência foi fundamental para minha formação, pois me permitiu vivenciar, na prática, diferentes etapas do desenvolvimento de um material, desde os estudos e experimentos até a obtenção dos filamentos e a avaliação do seu potencial de aplicação”, destaca.
Ao longo da pesquisa, Maria Luiza também teve contato com aspectos relacionados à composição e ao processamento dos materiais, além dos desafios envolvidos na produção de filamentos para impressão 3D. “Ao longo da pesquisa, pude compreender melhor a influência da composição e do processamento nas características dos materiais, além de conhecer os desafios relacionados à obtenção de filamentos com características adequadas para a impressão 3D. Essa experiência também contribuiu para ampliar meu conhecimento sobre polímeros, processamento e desenvolvimento de materiais com potencial tecnológico e ambiental”, afirma.
Segundo Renata, os resultados obtidos até o momento são promissores. Os filamentos produzidos apresentaram características adequadas para a impressão 3D e foram capazes de promover uma liberação mais gradual do fertilizante. A presença da argila também contribuiu para retardar a disponibilização dos nutrientes. “Conseguimos produzir filamentos adequados à impressão 3D e capazes de promover uma liberação mais gradual do fertilizante. A presença da argila contribuiu para retardar a liberação dos nutrientes”, afirma.
Outro aspecto avaliado foi a segurança dos materiais. Os ensaios ecotoxicológicos realizados não indicaram efeito tóxico das composições estudadas. Para a pesquisadora, o resultado reforça o potencial dos materiais para futuras aplicações agrícolas, embora novas etapas de avaliação ainda sejam necessárias.
Além da participação no desenvolvimento dos filamentos, Maria Luiza também acompanhou outras atividades realizadas pelo grupo de pesquisa. A vivência ampliou seu contato com diferentes temas da Engenharia de Materiais e com outros estudantes e pesquisadores. “A vivência na pesquisa também foi importante por possibilitar minha participação em outras atividades e projetos desenvolvidos pelo grupo, ampliando meu contato com diferentes temas dentro da área de materiais e proporcionando uma experiência de aprendizado e troca com outros estudantes e pesquisadores”, relata.
Para a estudante, a experiência também contribuiu para fortalecer seu interesse pela área de pesquisa e pelo desenvolvimento de materiais sustentáveis. “Essa experiência despertou e fortaleceu meu interesse pela pesquisa e pelo desenvolvimento de materiais sustentáveis, além de contribuir para minha formação técnica e para uma compreensão mais ampla do papel da Engenharia de Materiais na criação de soluções voltadas a diferentes demandas tecnológicas e ambientais”, completa.
A pesquisa também apresenta resultados no campo da inovação, com produção científica, depósito de patentes e formação de recursos humanos. A proposta busca aliar o desenvolvimento de novos materiais à redução do descarte de resíduos agroindustriais e ao uso mais eficiente de fertilizantes.
Para a professora Renata, o próximo passo é ampliar os testes e aproximar os resultados obtidos em laboratório das condições reais de cultivo. “As próximas etapas devem avançar da comprovação laboratorial para uma avaliação mais próxima das condições reais de aplicação agrícola, incluindo estudos da liberação dos nutrientes no solo, da biodegradação dos materiais e da interação dessas estruturas com plantas e diferentes condições de cultivo”, completa.
Fonte: UFPI
