Uma inovação desenvolvida por cientistas da Universidade de São Paulo (USP) promete transformar a agricultura e a segurança alimentar. Trata-se de uma nova geração de sensores biodegradáveis, capazes de monitorar a saúde de plantas e detectar a presença de pesticidas em tempo real, com resultados em pouco mais de três minutos. A tecnologia, que se destaca por sua sustentabilidade e eficácia, representa um avanço significativo no controle de qualidade de alimentos e na gestão agrícola.
Os dispositivos miniaturizados, criados no Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP), são impressos em bioplásticos transparentes e flexíveis, feitos de acetato de celulose. Essa composição permite que sejam acoplados diretamente em diversas partes das plantas, como caules, cascas e folhas, oferecendo uma análise não destrutiva e descentralizada. A pesquisa, que já gerou pedidos de patente no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI), foi publicada em fevereiro na prestigiada revista Biosensors and Bioelectronics: X.
Tecnologia verde: a inovação dos sensores biodegradáveis
Diferentemente da maioria dos sensores vestíveis existentes, que utilizam polímeros plásticos derivados do petróleo, a invenção da USP aposta na sustentabilidade. O professor Paulo Augusto Raymundo-Pereira, do IFSC-USP, explica que o sensor é fabricado com acetato de celulose, um material de origem vegetal que pode ser obtido a partir de resíduos agrícolas. Essa escolha confere ao dispositivo características essenciais para seu uso em larga escala.
A celulose, o polissacarídeo natural mais abundante na Terra, garante ao sensor uma biocompatibilidade excepcional, alta estabilidade térmica e notável flexibilidade. Além disso, é atóxico, econômico, acessível, leve e fácil de manusear, tornando-o totalmente biodegradável. Essa abordagem ecológica não só minimiza o impacto ambiental, mas também oferece uma solução prática e de baixo custo para o monitoramento agrícola.
Detecção rápida e precisa no campo
Cada dispositivo de acetato de celulose possui duas unidades sensoriais projetadas para identificar três classes de pesticidas — diquat, carbendazim e difenilamina — em uma única análise. O custo de produção de cada sensor é de aproximadamente US$ 0,077, um valor que permite seu uso único e descarte sem preocupações ambientais, já que o material é totalmente biodegradável.
O processo de detecção é notavelmente rápido: em apenas três minutos e vinte e oito segundos, o dispositivo realiza todas as aferições necessárias. A identificação dos pesticidas ocorre na superfície da planta, em meio aquoso. Uma pequena gota d’água é aplicada na área a ser analisada, e o sensor, fixado na superfície, mede a condutividade na interface do eletrodo com o líquido. Essa plataforma é integrada a um potenciostato portátil sem fio, que envia os dados em tempo real para um celular via Bluetooth, facilitando a avaliação imediata.
Impacto e potencial além da agricultura
A engenharia de sensores vestíveis foi reconhecida pelo Fórum Econômico Mundial como uma das dez principais tecnologias emergentes de 2023, devido ao seu potencial para aprimorar a saúde das plantas e impulsionar a produtividade agrícola. A tecnologia da USP não se limita apenas à detecção de pesticidas, podendo também monitorar temperatura, umidade, desidratação, biomarcadores, doenças e níveis de nutrientes nas plantas.
Além do uso agrícola, a versatilidade dos sensores biodegradáveis se estende a outras aplicações. O pesquisador Raymundo-Pereira destaca que a tecnologia pode ser adaptada para detectar pesticidas na saliva humana ou na água da torneira, e até mesmo para mensurar componentes presentes na urina e no suor. Essa capacidade de adaptação, inspirada em pesquisas com sensores vestíveis para humanos nos Estados Unidos, mas com a vantagem da biodegradabilidade, abre portas para a monitorização ambiental e da saúde humana de forma mais sustentável.
O futuro da monitorização e a pesquisa brasileira
O desenvolvimento desses sensores é fruto de um esforço multidisciplinar, contando com o apoio da FAPESP por meio de bolsas e auxílios à pesquisa. A equipe, composta por pesquisadores da USP e da Universidade Federal de Viçosa, demonstra a capacidade da ciência brasileira em gerar inovações de impacto global. A possibilidade de queimar os sensores usados em condições específicas para obter a tinta de carbono e produzir novos dispositivos reforça o ciclo de sustentabilidade da tecnologia.
Com a patente em andamento, a expectativa é que essa tecnologia possa ser amplamente adotada, contribuindo para uma agricultura mais segura e para a proteção da saúde pública. A pesquisa brasileira, mais uma vez, se posiciona na vanguarda da inovação, oferecendo soluções que respondem a desafios contemporâneos com inteligência e responsabilidade ambiental.
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