Nanomateriais Carbonáceos de Biomassa: Estratégias Circulares para Remoção de Amônio e Estímulo ao Crescimento Vegetal
Agricultura; Meio ambiente; Nanotecnologia; Biomassa; Nanomateriais; Materiais carbonáceos.
A presente tese de doutorado investigou o potencial de resíduos agrícolas abundantes, casca de aveia, palha de trigo e bagaço de cana-de-açúcar, como matérias-primas de baixo custo para a síntese de materiais carbonáceos multifuncionais, especificamente biocarvão (biochar) e óxido de grafeno reduzido (rGO), visando diferentes aplicações na remediação ambiental e na agricultura sustentável. O trabalho foi desenvolvido em duas frentes principais, ambas unidas pelo conceito de economia circular. A primeira etapa focou na remoção de amônio de águas residuais, onde se demonstrou que o biocarvão de casca de aveia, quando quimicamente ativado com hidróxido de sódio (NaOH), apresenta capacidade de adsorção significativamente superior devido ao aumento da área superficial e à formação de grupos funcionais oxigenados. Este material exibiu uma cinética de adsorção/dessorção rápida, indicando potencial para sistemas dinâmicos de captura e recuperação de nutrientes. A segunda etapa avaliou a aplicação de rGO derivado da palha de trigo e do bagaço de cana-de-açúcar, ativados com hidróxido de potássio (KOH), como nanoestimulante para a cultura energética Miscanthus × giganteus em solo de baixa fertilidade. Os resultados revelaram que o rGO, em concentrações adequadas, atua beneficamente em duas frentes: como bioestimulante, melhorando parâmetros fotoquímicos e o acúmulo de biomassa vegetal; e como condicionador de solo, aumentando a retenção de nitrogênio e potássio e reduzindo a lixiviação. Foi identificada, no entanto, uma clara resposta dose-dependente, com concentrações elevadas mostrando potencial fitotóxico, possivelmente associado à geração de espécies reativas de oxigênio (ROS) em excesso. Em conjunto, esta tese valida a conversão de agro resíduos em produtos de alto valor agregado, e os estudos futuros se concentrarão na interpretação da aplicação desses materiais no preparo de sementes, avaliando seu impacto na germinação e no vigor inicial das plântulas.