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Biopolímero multifuncional viabiliza a fabricação de insumos agrícolas mais eficientes e sustentáveis

novembro 4, 2025

Solução:

Polímero biodegradável, atóxico, com múltiplas aplicações na indústria de insumos agrícolas, feito a partir de subprodutos da indústria brasileira.

O INCT NanoAgro desenvolveu um método de fracionamento para a obtenção de material biodegradável à base de lignina, capaz de substituir polímeros não degradáveis usados na agricultura e de ampliar a eficiência dos insumos agrícolas. Produzido a partir da economia circular, aproveitando subprodutos da indústria, o material combina resistência, estabilidade e biodegradabilidade, oferecendo uma alternativa sustentável para proteger e nutrir o solo.

Qual é a base tecnológica dessa solução?

A lignina é um composto natural presente na madeira e nas plantas e aparece em grandes quantidades como subproduto da indústria de papel e celulose (Lignina Kraft – LK). Pensando no desenvolvimento de soluções de baixo custo e na redução do impacto ambiental, pesquisadores da UNESP Sorocaba criaram um processo para transformar esse passivo ambiental em um novo material, a partir do fracionamento da LK — método que foi patenteado pelos cientistas do INCT.

Cada uma das frações obtidas nesse processo tem propriedades e características químicas diferentes, podendo ser usadas como polímeros, tensoativos, protetores solares, entre outras funções de extrema relevância para a agricultura.

A partir de algumas frações da LK, foi possível fazer também o preparo de nanopartículas lignínicas (NPL), o que permitiu a criação de um novo material, especialmente valioso para o setor agrícola, em que a durabilidade e o impacto ambiental são desafios constantes. Essas nanoestruturas possuem propriedades físico-químicas de alto desempenho, como resistência térmica, estabilidade química, atividade antioxidante e biodegradabilidade.

Qual é a inovação?

O novo material pode ser uma alternativa a materiais convencionais, substituindo polímeros não degradáveis, convencionalmente usados na indústria agrícola, possibilitando a criação de produtos menos impactantes ao meio ambiente. Nos estudos realizados pelo INCT NanoAgro, tanto as frações de LK quanto as NPL, apresentaram eficiência agronômica equivalente ou superior à dos materiais agrícolas comerciais, com a vantagem de se degradarem naturalmente no solo após o uso, sem gerar resíduos nem microplásticos.

Os experimentos também mostraram que as propriedades das frações e das NPL potencializam os efeitos dos princípios ativos nos organismos-alvo, além de otimizar a liberação dessas substâncias. Ou seja, além de sustentáveis, elas aumentam a eficiência e a eficácia dos insumos associados a elas.

A quem essa solução pode interessar?

Como dito anteriormente, as NPL podem ser aplicadas em contextos muito diversos, substituindo polímeros à base de petróleo, apresentando desempenho igual ou superior ao dos materiais convencionais. Algumas das rotas tecnológicas já mapeadas e testadas pelos nossos pesquisadores são:

Filmes biodegradáveis de cobertura (mulching): substituem plásticos convencionais derivados do petróleo, protegendo o solo contra o excesso de radiação solar, a perda de umidade e a erosão, além de permitir a liberação gradual de nutrientes.
Condicionadores de solo: melhoram a estrutura do solo e a capacidade de retenção de água e nutrientes, reduzindo a lixiviação de fertilizantes e promovendo um ambiente mais favorável ao desenvolvimento das plantas.

Com base nas propriedades da NPL, os perfis que mais podem se beneficiar com a sua aplicação são:

Fabricantes de filmes agrícolas interessados em substituir o polietileno por alternativas biodegradáveis, mantendo o desempenho mecânico e a resistência ao UV.
Empresas de fertilizantes e bioinsumos que buscam tecnologias para a liberação gradual de nutrientes e a redução de perdas por lixiviação.
Startups de nanotecnologia e biotecnologia que desejam explorar novas formulações de materiais de origem vegetal aplicáveis à agricultura sustentável.
Indústrias químicas e de celulose que buscam rotas de valorização da lignina do processo kraft, transformando resíduos industriais em produtos de alto valor agregado.

Quais os diferenciais da tecnologia?

A tecnologia oferece uma alternativa viável aos materiais derivados do petróleo, agregando valor aos produtos da indústria agrícola e garantindo um novo destino a um resíduo abundante da indústria brasileira. O processo desenvolvido é ecológico e escalável, e os materiais gerados podem ser personalizados para diferentes finalidades na agricultura.

Entre os diferenciais técnicos das NPL, validados em testes de escala variada estão:

☀️ Proteção contra radiação ultravioleta (UV) e aumento da durabilidade de coberturas e filmes agrícolas.
💧 Liberação gradual de nutrientes, com melhor aproveitamento dos princípios ativos e menor lixiviação.
🔄 Biodegradabilidade acelerada, com decomposição ambientalmente benigna e sem geração de microplásticos.
🧪 Estabilidade química e térmica, o que amplia a resistência dos materiais e a eficiência das aplicações.

Qual é o potencial de mercado dessa solução?

O desenvolvimento dessa tecnologia ocorre em um cenário global de transição para uma agricultura mais sustentável. O Brasil é líder mundial na utilização de bioinsumos na agricultura, segundo dados da McKinsey de 2024. A substituição de plásticos não degradáveis por alternativas ecológicas que aumentam a eficiência no campo vem agregando valor a essa tendência mundial.

Alguns dados que podem nos dar a dimensão da relevância desse novo material para o mercado:

O Brasil é o segundo maior produtor mundial de papel e celulose, gerando milhões de toneladas de lignina kraft por ano, um recurso renovável e subutilizado.

Em 2019, as cadeias de valor agrícolas utilizaram cerca de 12,5 milhões de toneladas de produtos plásticos na produção vegetal e animal.

A FAO aponta que a indústria de plásticos agrícolas projeta um aumento de 50% na demanda global por filmes de estufa, cobertura de solo (mulching) e silagem, chegando a 9,5 milhões de toneladas até 2030.

O mercado global de bioplásticos agrícolas foi estimado em 15,5 bi de dólares em 2024, com crescimento de 20% ao ano entre 2025 e 2030.

Até 50% dos fertilizantes aplicados podem ser perdidos por lixiviação e volatilização, conforme dados da Embrapa, um gargalo que tecnologias de liberação gradual podem reduzir significativamente.

Esses números reforçam o potencial econômico e ambiental do material desenvolvido pelos cientistas do INCT NanoAgro.

O fracionamento da Lignina Kraft é um método patenteado pela UNESP e pela UFSCar e está disponível para uso da indústria. Nossos pesquisadores contam com histórico consolidado de parcerias entre universidade e empresas, o que acelera os processos de inovação e facilita o desenvolvimento de testes em escala de campo. Os interessados em fazer uma parceria devem entrar em contato com nossos pesquisadores por meio desse formulário.

Qual é a sua maturidade tecnológica?

Os pesquisadores do INCT NanoAgro, responsáveis pelo desenvolvimento dessa tecnologia, já conduziram diversos estudos e testes em campo, que podem ser resumidos em três principais rotas tecnológicas de aplicação. Para cada uma delas, a tecnologia encontra-se nos níveis de maturidade indicados abaixo.

Aplicação	Nível TRL	Escala de validação
Filmes biodegradáveis de cobertura (mulching)	TRL 5 – 6 Demonstração em ambiente relevante (pré-operacional)	Foram produzidos protótipos funcionais de filmes biodegradáveis contendo nanopartículas de lignina (NPL) e fertilizante NPK. Esses filmes foram testados em condições reais de cultivo (tomate cereja), apresentando eficiência agronômica equivalente aos filmes mulch comerciais e maior biodegradabilidade, além de resistência à radiação UV e boa transparência para a fotossíntese.
Condicionadores de solo biodegradáveis	TRL 5 – 6 Demonstração em ambiente relevante, com testes em campo	A lignina foi incorporada a uma matriz de amido termoplástico (TPS), formando um compósito biodegradável enriquecido com nanoargila (NC). Essa formulação foi testada em laboratório e em cultivos experimentais de tomate cereja, demonstrando melhoria na retenção de água e de nutrientes, redução da lixiviação de fertilizantes e biodegradação acelerada, com desempenho superior ao controle.
Revestimentos e compósitos agrícolas	TRL 4 – Validação em laboratório (prova de conceito)	Foram realizados ensaios laboratoriais de caracterização físico-química e térmica, que confirmaram a viabilidade de incorporar nanopartículas de lignina a diferentes matrizes poliméricas. Os resultados demonstraram estabilidade térmica, resistência à fotodegradação e potencial antioxidante, indicando a possibilidade de uso futuro em revestimentos biodegradáveis ou compósitos agrícolas, ainda em fase de validação experimental.

Pesquisadores e universidades envolvidas:

As pesquisas foram desenvolvidas sob a coordenação do professor Leonardo Fraceto, pelos cientistas Jéssica Rodrigues, Vagner Botaro, Amanda de Sousa Martinez de Freitas e Marystela Ferreira. Os trabalhos foram realizados no âmbito do INCT NanoAgro, envolvendo UNESP Sorocaba e a UFSCar, com apoio da FAPESP.