Cientistas do Inmetro publicam artigo na revista Nature Climate Change

Há anos a ciência vem tentando reproduzir, em laboratório, condições que permitam recriar as férteis Terras Pretas de Índio (TPIs), manchas de solos na Amazônia riquíssimas em matéria orgânica que datam de até 2.500 anos atrás e são fruto da utilização das terras por populações pré-colombianas. Com uso da nanotecnologia, pesquisas indicam que a aplicação de biocarvão no solo poderia contribuir para reproduzir uma terra preta nova, atuando como novo condicionador químico, físico e biológico. Em artigo publicado na edição de maio da revista

Nature Climate Change

, os pesquisadores Bráulio Archanjo e Joyce Araújo, da Divisão de Metrologia de Materiais (Dimci/Dimat), abordam, junto com cientistas de outros países, a retenção de matéria orgânica no solo usando o biocarvão (biochar, em inglês).

Por meio de análises em escala nanométrica, esse estudo internacional demonstrou que, 8.5 anos após a adição de biocarvão, a formação de microagregados no solo foi acelerada, resultando no aumento de carbono orgânico (SOC, na sigla em inglês) – o que pode ser considerado um importante fator para geração de terra preta nova.

Acredita-se que as pesquisas com o biocarvão e as TPIs possam contribuir para a introdução de novas tecnologias de manejo da fertilidade dos solos de terra firme das regiões tropicais, recuperando as áreas degradadas e melhorando a produção agrícola, ao mesmo tempo em que diminuiriam a emissão de gases de efeito estufa com maior estoque de carbono.

Para tanto, porém, é necessário desvendar os segredos desta terra tão rica, mas ainda misteriosa. É preciso entender questões elementares como o porquê da estabilidade do carbono; qual o arranjo cristalino do carbono, e por que esta terra tem fertilidade tão longa. As respostas para estas perguntas têm sido alcançadas com a utilização de conceitos da nanociência e técnicas avançadas utilizadas na nanotecnologia.

“O Inmetro começou a atuar nessa área com o intuito de produzir material de referência baseado em biocarvão para ser aplicado no solo. Com isso, pretendemos ampliar a segurança dos produtos agrícolas, do meio ambiente e do consumidor final”, afirma Bráulio Archanjo.

Estudos realizados no Campus de Laboratórios do Inmetro, em Xerém, demonstraram que os grãos de carbono com dimensões nanométricas são ricos em oxigênio e cálcio em seu interior. Com esta informação em mãos, foi possível realizar simulação computacional da influência na fertilidade e estabilidade destes solos, devido à interação do carbono oxidado com átomos de cálcio (no interior do nanogrão de carbono) e com os outros átomos como silício alumínio e fósforo (no entorno do nanogrão de carbono).

Este resultado tem sido ser melhor observado a partir da análise química feita por meio de técnicas espectroscópicas (espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, XPS) e microscópicas, com a utilização, por exemplo, do microscópio de transmissão Titan, gigante que se destaca no parque de microscopia eletrônica do Inmetro.

“Para o artigo da Nature Climate Change, caracterizamos amostras de solo usando a técnica XPS. Pela avaliação das ligações químicas envolvendo o elemento carbono, foi possível perceber que a adição de biocarvão no solo o condicionou por um longo período de tempo, e, adicionalmente, proporcionou também um incremento na fertilidade da terra estudada”, explica Joyce Araújo, ressaltando que a pesquisa teve ainda participação de cientistas de países como Austrália e China.

Em sentido horário: imagem do nanogrão de carbono, obtida no microscópio Titan; microscópio Titan; dados obtidos com a espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS)