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Como reduzir o custo e aumentar a eficiência do hidrogel

A substância, utilizada na agricultura, é capaz de reter água em quantidade correspondente a mil vezes seu próprio peso, mas sua popularização esbarra no alto custo

Um produto com grande potencial para a agricultura, mas cujo uso enfrenta resistência devido ao alto custo, o hidrogel é uma substância capaz de reter água em quantidade que corresponde a mil vezes seu peso. Essa água armazenada passa a ser liberada paulatinamente para a plantação. Na prática, a substância funciona como uma caixa-d’água concentrada: apenas meio quilo de hidrogel garante 500 litros de água para a cultura.

O preço, no entanto, é uma barreira para sua popularização. Por isso, pesquisadores do Departamento de Química Orgânica e Inorgânica da Universidade Federal do Ceará têm trabalhado na produção de hidrogéis a partir de materiais alternativos, reduzindo os custos, além de aumentar sua eficiência.

Pesquisador da Química trabalha com hidrogel em bancada no laboratório (Foto: Ribamar Neto/Agência UFC)

Pesquisadores da Química da UFC conseguiram reduzir o custo do hidrogel em 20% (Foto: Ribamar Neto/Agência UFC)

Os atuais hidrogéis são copolímeros, formados de poliacrilamida e poliacrilato. Justamente por conta desses materiais, a produção se torna cara. Os pesquisadores encontraram uma solução para isso ao introduzir outros ingredientes, como minerais argilosos e pó de casca de ovo. Com isso, a substância fica em torno de 20% mais barata, a depender do percentual de utilização desses outros componentes.

Além do custo, o novo gel se mostra 20% mais eficiente, capaz de absorver 1,2 quilo de água para cada grama de hidrogel em estado inicial (cada quilo de água equivale a 1 litro).Com os novos materiais utilizados, também houve melhora na estabilidade mecânica do hidrogel, o que garante maior rigidez para o uso agricultural. “É um produto que vai se misturar no solo. Se for muito fluido, o solo fragmenta o hidrogel e ele perde um pouco de sua eficiência”, explica a Profª Judith Feitosa, orientadora da pesquisa.

O pó feito a partir da casca de ovo é um ingrediente de fácil obtenção, de baixíssimo custo. Os outros minerais usados – a dolomita e a bentonita – são baratos. Foi devido à dolomita que os pesquisadores chegaram à conclusão de que a casca do ovo poderia ser também um ingrediente vantajoso para a fórmula, por conta da semelhança química entre os dois materiais.

Equipe que participa da pesquisa: estudante Túlio Aragão, a professora Judith Feitosa e o mestrando Marcus Vinícius (Foto: Ribamar Neto/Agência UFC)

Equipe que participa da pesquisa: estudante Túlio Aragão, a professora Judith Feitosa e o mestrando Marcus Vinícius (Foto: Ribamar Neto/Agência UFC)

“Quando vimos que o hidrogel com dolomita, um calcário, tinha boa eficiência, pensamos: a casca de ovo também é majoritariamente um calcário. Fizemos testes e vimos que o hidrogel era bem promissor”, conta Marcos Vinicius, mestrando responsável pelo estudo. “Quimicamente, eles (a dolomita e a casca de ovo) são semelhantes, mas um é descartado” , justifica a Profª Judith, explicando ainda que o segredo para a eficiência do hidrogel está no equilíbrio entre os componentes.

A atual fase de estudos, em parceria com o Departamento de Ciências do Solo da UFC, está voltada à avaliação de toxicidade do hidrogel para a terra. “A poliacrilamida, um dos materiais de partida, é tóxica. Quando fazemos o polímero, ela deixa de ser. Queremos saber se, na decomposição, a toxicidade retorna”, explica a pesquisadora.

OUTROS USOS
Hidrogel em uma placa de laboratório (Foto: Ribamar Neto/Agência UFC)

Além da agricultura, os hidrogeis também são utilizados na elaboração de fraldas, absorventes e na indústria têxtil (Foto: Ribamar Neto/Agência UFC)

Os principais usos do hidrogel hoje feitos pela indústria estão centrados, além de na agricultura, na fabricação de fraldas e absorventes. No Brasil, segundo maior consumidor do gel no mundo (está atrás apenas dos EUA), há ainda grande procura para a utilização em mudas de café e eucalipto, no intuito de que elas criem resistência até ser plantadas.

Outra aplicação que vem sendo estudada na UFC é voltada às indústrias têxteis, setor que utiliza grande quantidade de corantes, despejados em afluentes comuns, sem o devido cuidado ambiental. Os pesquisadores testam hidrogéis com nova estrutura para absorver o material contaminante, garantindo que o despejo contenha menos resquícios de substâncias prejudiciais ao meio ambiente.

Além disso, os pesquisadores já estudaram como o hidrogel pode funcionar para fazer a liberação controlada de pesticidas no solo. Armazenados no gel, esses agentes tóxicos não precisariam ser administrados em quantidade e frequência usuais, uma vez que seriam liberados aos poucos, o que resultaria em redução de danos ambientais.

Fonte: Profª Judith Feitosa, coordenadora da pesquisa – e-mail: judith@dqoi.ufc.br

Kevin Alencar 17 de abril de 2018

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