A Universidade Livre de Bolzano e o Instituto Italiano de Tecnologia de Gênova desenvolveram em conjunto um sistema agrícola hidropônico de hidrogel biodegradável. Este material de hidrogel pode auxiliar o crescimento das plantas com consumo mínimo de água e tem o potencial de integrar sensores para monitoramento em tempo real da saúde das plantas. Esta pesquisa oferece novas soluções para enfrentar os desafios agrícolas impostos pelas mudanças climáticas.

A pesquisa foi publicada na revista ACS Agricultural Science & Technology. A equipe multidisciplinar de pesquisa de ambas as instituições inclui os professores Camilla Febo, Paolo Lugli e Luisa Petti, da Escola de Engenharia da Universidade Livre de Bolzano, e as professoras Tanja Mimmo e Luigimaria Borruso, da Escola de Ciências Agrárias, Ambientais e Alimentares. O Instituto Italiano de Tecnologia contou com a participação da pesquisadora principal Athanassia Athanassiou e da pesquisadora Danila Merino.

Os hidrogéis, como materiais porosos, possuem uma estrutura de rede polimérica que é vantajosa na retenção de água e nutrientes. Em aplicações hortícolas, esses materiais estão emergindo como alternativas sustentáveis às espumas e vasos à base de petróleo. Os pesquisadores utilizaram carragenina, extraída de algas vermelhas, como principal matéria-prima para desenvolver uma formulação de hidrogel biodegradável com segurança. A equipe de pesquisa enriqueceu a funcionalidade deste hidrogel adicionando extrato de algas inteiras, permitindo que ele atue como um bioestimulante para promover o crescimento natural das plantas. Essa modificação não apenas melhora a resistência e a qualidade das culturas, mas também aumenta a eficiência da utilização de nutrientes. Testes com plantas conduzidos no laboratório de Bolzano, usando Arabidopsis thaliana como planta modelo, demonstraram que o novo hidrogel proporcionou um crescimento vegetal mais vigoroso em comparação com substratos hidropônicos tradicionais.

Este material de hidrogel apresenta excelente retenção de água, com uma taxa de expansão de até 7000%. Sua estrutura única permite que as plantas mantenham um suprimento contínuo e estável de água e nutrientes. Os cientistas planejam integrar ainda mais sensores flexíveis biodegradáveis à estrutura do hidrogel, criando ainda mais vantagens tecnológicas para a agricultura de precisão.

Camilla Febo, pesquisadora da Universidade Livre de Bolzano, afirmou: "Estamos comprometidos em desenvolver materiais que não sejam apenas biodegradáveis e sustentáveis, mas que também interajam ativamente com as plantas, fornecendo-lhes água e nutrientes de forma eficaz. Nosso hidrogel pode reter água e liberá-la gradualmente, reduzindo significativamente o consumo de água. Essa abordagem representa um passo importante em direção a uma agricultura mais resiliente e ecologicamente correta."

Athanassia Athanassiou, Diretora Científica Adjunta do Instituto Italiano de Tecnologia, observou: "Estamos comprometidos em desenvolver materiais inteligentes e sustentáveis para enfrentar os desafios ambientais, fornecendo soluções concretas para áreas-chave como a agricultura. Neste estudo, utilizamos especificamente recursos marinhos naturais para projetar um hidrogel que pode reter água e fornecer nutrientes às plantas."

Luisa Petti, Diretora do Laboratório de Tecnologia de Sensores da Universidade Livre de Bolzano, afirmou: "A inovação tecnológica deve andar de mãos dadas com a sustentabilidade ambiental. Nosso foco é projetar dispositivos eletrônicos flexíveis e biodegradáveis que possam ser integrados a sistemas agrícolas inteligentes. O hidrogel desenvolvido em colaboração com o Instituto Italiano de Tecnologia é um exemplo concreto de como a tecnologia pode apoiar a agricultura, melhorando a eficiência dos recursos e reduzindo o impacto ambiental."