Da planta de casa à lavoura de café: hidrogel sustentável da UFLA ajuda a enfrentar a escassez de água

Pesquisa da Universidade Federal de Lavras transforma resíduo da indústria de papel em hidrogel capaz de reter água no solo e reduzir a frequência de irrigação, com aplicações que vão da cafeicultura ao uso doméstico.

Quem gosta de plantas conhece bem o desafio de manter vasos, jardins e hortas sempre irrigados — especialmente em períodos de viagem, feriados ou fins de semana. Em escolas e hortas comunitárias, a dificuldade é ainda maior, já que a falta de cuidados contínuos pode comprometer todo o cultivo.

Esse mesmo problema se amplia no campo, onde o déficit hídrico e as estiagens cada vez mais frequentes afetam culturas estratégicas, como o café, base da economia do Sul de Minas. Diante desse cenário, uma pesquisa desenvolvida na Universidade Federal de Lavras (UFLA) aposta em uma solução inovadora: um hidrogel sustentável, produzido a partir de resíduos da indústria de papel, capaz de reter grandes volumes de água no solo e liberá-la gradualmente para as plantas.

O projeto é conduzido no Complexo Biomat, sede do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biomateriais, vinculado ao Departamento de Ciências Florestais (DCF) da Escola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL) da UFLA. A iniciativa conta com gestão administrativa e financeira da Fundação de Desenvolvimento Científico e Cultural (FUNDECC) e é financiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG).

Do resíduo industrial à agricultura

A tecnologia nasce a partir de um problema ambiental comum à indústria: o descarte de extremidades de tubos de papel multicamadas, usados em diferentes aplicações. Esse material, que normalmente seria tratado como lixo, passou a ser a matéria-prima de um novo produto de alto valor agregado.

Rafael Carvalho do Lago, pesquisador de pós-doutorado em Engenharia de Biomateriais, explica: “O nosso grupo já vinha desenvolvendo pesquisas com nanocelulose, que é um dos carros-chefes do laboratório. A partir disso, surgiu a ideia de aproveitar resíduos de tubos de papel e transformá-los em nanocelulose, algo que é viável, mas tecnicamente desafiador. ” Segundo o pesquisador, o diferencial do estudo está justamente na complexidade do resíduo.

“Não é uma matriz celulósica pura. Há adesivos e outros componentes que precisam ser removidos. Por isso, nosso primeiro passo foi estudar diferentes pré-tratamentos para obter uma nanocelulose com boas propriedades. ”

Como o hidrogel é produzido

O processo começa com o corte e a trituração dos tubos de papel, que se transformam em uma polpa. Em seguida, esse material passa por pré-tratamentos químicos, realizados com técnicas já conhecidas da indústria de papel e celulose, mas com um diferencial importante.

“O branqueamento que utilizamos é livre de cloro, um processo mais eco-friendly, que gera menos resíduos químicos e reduz o impacto ambiental”, destaca Rafael.

Depois dessa etapa, o material segue para um equipamento chamado grinder, que fragmenta as fibras por meio de fricção até atingir a escala nanométrica — milhares de vezes menor que a espessura de um fio de cabelo.

“Nessa escala, a nanocelulose forma uma rede muito bem estruturada, capaz de reter grandes quantidades de água. É essa estrutura que dá origem ao hidrogel”, explica.

A pesquisadora Evelise Amaral Shashiki, pós-doutoranda do grupo, reforça o caráter tecnológico do processo.

“Em sucessivas passagens pelo equipamento, as fibras vão sendo reduzidas e, como estão em solução aquosa, acabam formando um gel. É um equipamento usado também em escala industrial, e aqui ele é essencial para nossas pesquisas.”

ENTENDA

O que é hidrogel?
É um material capaz de absorver, armazenar e liberar água de forma gradual no solo, funcionando como uma reserva hídrica para as plantas e reduzindo a frequência de irrigação.

O que é nanocelulose?
É a celulose em escala nanométrica. Nessa dimensão, forma redes estruturadas com alta capacidade de retenção de água — base do hidrogel desenvolvido na pesquisa.

Mais do que agricultura: impacto social e uso doméstico

Embora o foco inicial da pesquisa esteja na agricultura, especialmente em culturas como café e eucalipto, o potencial de aplicação vai além do campo.

Cíntia Silva, pós-doutoranda em Engenharia de Biomateriais, avalia: “Pensando no futuro, esse hidrogel pode chegar até o uso doméstico. Ele ajuda a manter o solo úmido por mais tempo e reduz a necessidade de irrigação, o que facilita muito para quem tem plantas em casa, hortas escolares ou comunitárias.”

Segundo ela, o projeto dialoga diretamente com sustentabilidade e qualidade de vida.

“É uma tecnologia que extrapola os muros da universidade. Pode beneficiar escolas, comunidades e pessoas que muitas vezes deixam de cultivar uma horta por falta de tempo ou de água.”

Testes no café e comparação com hidrogéis comerciais

Atualmente, a equipe realiza testes com mudas de café e eucalipto, comparando o hidrogel desenvolvido na UFLA com produtos já existentes no mercado.

Júlia Naves Teixeira, engenheira civil e pós-doutoranda do projeto, explica: “Nós trabalhamos com três tratamentos: hidrogel comercial, hidrogel produzido a partir dos tubos de papel e um controle sem hidrogel.”

Os ensaios simulam diferentes regimes hídricos, incluindo condições de estresse por falta de água. Os primeiros resultados são promissores.

“O hidrogel comercial tende a se adensar nas raízes e pode dificultar o crescimento da planta. Já o hidrogel de nanocelulose se dissolve melhor no solo, mantendo a estrutura sem prejudicar o desenvolvimento radicular. ”

Reconhecimento e próximos passos

A pesquisa já recebeu destaque nacional ao conquistar o prêmio de melhor trabalho acadêmico no Congresso Internacional de Celulose e Papel da ABTCP, principal evento da área no país. Atualmente, o grupo também avança no depósito de pedidos de patente e em estudos para tornar o produto viável em escala comercial.

“A ideia é transformar o hidrogel em pó, que é a forma mais comum para aplicação no mercado. Isso abre caminho para parcerias com empresas e para que essa tecnologia chegue, de fato, ao agricultor, às escolas e às casas”, resume Rafael.

Ciência que cuida do presente e do futuro

Ao unir reaproveitamento de resíduos, uso racional da água e aplicação prática, o projeto mostra como a ciência pode responder a desafios reais da sociedade. Seja na lavoura de café, na horta de uma escola ou no vaso de uma planta em casa, o hidrogel sustentável desenvolvido na UFLA aponta para um futuro em que inovação, sustentabilidade e cuidado caminham juntos.

O Professor Lourival Marin Mendes, coordenador do projeto, enfatiza: “O grande legado desta pesquisa é contribuir para termos produtos e processos com tecnologia nacional, tornando o país menos dependente de conhecimentos externos, promovendo o desenvolvimento econômico e humano e nos fortalecendo enquanto país soberano.”