Resumo:
Confrontados com os desafios da crescente desertificação global das terras e da redução contínua das terras agrícolas, uma equipa de investigação da Suíça e dos Emirados Árabes Unidos propôs uma solução criativa: tornar a areia "viva". A pesquisa foi conduzida em conjunto pelo Laboratório Federal Suíço de Ciência e Tecnologia de Materiais (Empa) e pela Universidade Khalifa em Abu Dhabi. Os investigadores esperam que, através da introdução de microrganismos específicos, a areia do deserto, que era originalmente estéril e solta e quase inadequada para a produção agrícola, possa ser transformada numa nova matriz capaz de reter água, resistir à erosão e apoiar o crescimento das plantas. A equipe de pesquisa chama essa tecnologia de “Areia Viva”.
Mais de 90% das terras dos Emirados Árabes Unidos são cobertas por deserto e as terras disponíveis para a produção agrícola representam menos de 5% da área total. Actualmente, o país só consegue produzir cerca de 10% a 15% das suas necessidades alimentares e o resto é altamente dependente de importações. Os investigadores salientam que este problema não é exclusivo do Médio Oriente. Com as alterações climáticas globais, a degradação florestal e a utilização excessiva dos solos, cada vez mais regiões enfrentam desafios semelhantes de degradação dos solos e desertificação.
Os terrenos arenosos tradicionais não são adequados para o cultivo agrícola. É difícil para os grãos de areia formar uma estrutura estável entre si, tornando o solo suscetível à erosão eólica e hídrica. Ao mesmo tempo, a areia carece de nutrientes orgânicos e não consegue sustentar o crescimento microbiano e das plantas por muito tempo. O que é mais sério é que a água escoará rapidamente pelas lacunas entre os grãos de areia, tornando a eficiência da irrigação extremamente baixa.
Para resolver esses problemas, a equipe de pesquisa introduziu bactérias e fungos específicos no ambiente arenoso. Esses microrganismos são capazes de secretar moléculas naturais de cadeia longa chamadas biopolímeros e formar ainda grandes redes de microfibras. Estas fibras irão intercalar-se entre os grãos de areia como cola natural, conectando os grãos de areia originalmente independentes para formar uma estrutura geral mais estável.
O responsável pela pesquisa disse que do ponto de vista da ciência dos materiais, isso equivale à criação de um material compósito natural composto por grãos de areia e fibras biológicas. Imagens microscópicas mostram que redes de fibras produzidas microbianamente envolvem e conectam grãos de areia individuais, conferindo à areia solta uma resistência estrutural sem precedentes.
Para verificar seu efeito, os pesquisadores usaram amostras de areia de laboratório e amostras de areia coletadas de dunas de areia reais em Abu Dhabi para testes. Os resultados mostraram que a resistência mecânica das amostras tratadas com bactérias foi significativamente melhorada e a sua resistência à erosão foi muito superior à da areia comum.
Mais importante ainda, o desempenho de retenção de água também foi significativamente melhorado. Dados experimentais mostraram que a taxa de penetração da água foi reduzida em cerca de seis vezes na areia tratada com bactérias. Isto significa que a água de irrigação que de outra forma escoaria rapidamente consegue permanecer no substrato por mais tempo, criando condições para o crescimento futuro das plantas.
A equipe de pesquisa também desenvolveu uma segunda melhoria. Eles usaram bactérias que produzem nanocelulose para criar camadas ultrafinas de biofibras e combinaram esses materiais alternadamente com camadas de areia para criar uma estrutura semelhante a um tecido. Comparada com a primeira opção, esta estrutura em camadas pode melhorar ainda mais a estabilidade e a capacidade de retenção de água da areia.
Os resultados dos testes mostram que após a adoção da estrutura em camadas de nanocelulose, a taxa de penetração da água cai surpreendentes 28 vezes. Comparada com a areia comum, sua capacidade de armazenamento de água foi bastante melhorada. No entanto, os pesquisadores também apontaram que o atual ciclo de fabricação desse método é longo e ainda há espaço para melhorias adicionais na eficiência.
O próprio crescimento microbiano requer uma fonte de nutrientes. Neste sentido, a equipa de investigação acredita que não existem obstáculos de difícil resolução. Porque as fontes de carbono e açúcares exigidos por bactérias e fungos podem vir diretamente de componentes disponíveis em resíduos agrícolas ou orgânicos, formando assim um modelo de reciclagem de custo relativamente baixo.
Os investigadores sublinham que a “areia viva” ainda é apenas o primeiro passo para transformar o deserto em terra arável. O principal objetivo não é criar imediatamente terras agrícolas completas, mas primeiro equipar a areia com a capacidade de reter umidade e apoiar o crescimento de mais microorganismos. Uma vez formado um ecossistema microbiano estável, é possível introduzir ainda mais plantas e outras matérias orgânicas para melhorar gradualmente a qualidade do solo.
À medida que cada vez mais áreas em todo o mundo enfrentam problemas de degradação dos solos, esta nova tecnologia que utiliza microrganismos naturais para transformar desertos tem recebido ampla atenção. Embora ainda haja algum caminho a percorrer antes das aplicações agrícolas em grande escala, a equipa de investigação acredita que, ao injetar “vida” na areia, as áreas desérticas podem ter novas possibilidades de desenvolvimento agrícola no futuro.
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