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El uso actual y potencial de la nanotecnologia en el sector agroalimentario

El uso actual y potencial de la nanotecnologia en el sector agroalimentario. Caue Ribeiro Pesquisador Coordenador da Rede de Pesquisa em Nanotecnologia Aplicada ao Agronegócio, Embrapa. Tercer Seminario Regional Agricultura y Cambio Climatico: Nuevas tecnologías en la mitigación y adaptación

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El uso actual y potencial de la nanotecnologia en el sector agroalimentario

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Presentation Transcript

  1. El uso actual y potencial de la nanotecnologia en el sector agroalimentario Caue Ribeiro Pesquisador Coordenador da Rede de Pesquisa em Nanotecnologia Aplicada ao Agronegócio, Embrapa Tercer Seminario Regional Agricultura y Cambio Climatico: Nuevas tecnologías en la mitigación y adaptación 27 y 28 de septiembre 2012

  2. Nanociência, nanotecnologia… Credits: Prof. Dr. Henrique Toma (USP, Brazil)

  3. Superfícies e Catálise Heterogênea • Produtividade de reações químicas: uma área nanotecnológica há um século! • “catalytic materials [heterogeneous catalysis] have been nanostructured for at least a century, and this industry – US$ 100 bilion – is (…) estimate of a future trillion dolar nanotechnology economy (Prof. Dr. David J. Eaglesham, in Letter from the President, MRS Bulletin 2005, 30, 260 – 261)‏ • Prêmio Nobel de Química 2007: Prof. Dr. Gerhard Ertl "(...) Chemical reactions on catalytic surfaces play a vital role in many industrial operations, such as the production of artificial fertilizers [processo Haber-Bosch] (...)" (Nobel Prize Press Release)

  4. Superfícies e Catálise Heterogênea • Processo Haber (1910) N2 + 3 H2 → 2 NH3 • - Produção de fertilizantes e explosivos.... • Processo catalisado por ferro metálico NH3 N2 H2 Exemplo de processo químico catalisado por superfícies e esquema do processo Haber. Fonte http://www.spaceflight.esa.int/impress/text/education/Catalysis/index.html

  5. http://www.redeagronano.cnptia.embrapa.br/ Coordenação: Embrapa Instrumentação 158 pesquisadores / 53 Instituições Linhas de pesquisa: • Sensores e Biossensores • Filmesfinoscomestíveis e embalagensativas • Bionanocompósitos • Novosusos de nanomateriaissintéticosnaagricultura • Avaliação de ImpactosemNanotecnologia • Transferênciapara a SociedadeemNanotecnologia

  6. Como a NanotecnologiachegaaoConsumidor Final? • Três níveis de impacto no consumidor final: • Direto: alimentos com nanotecnologia • Nanoaditivos e filmes finos comestíveis • Indireto, com possível contato ou migração: alimentos produzidos, processados ou conservados com auxílio de nanotecnologias • Insumos agrícolas, descontaminação de água, embalagens ativas • Indireto, com mínimo contato ou possibilidade de migração : alimentos monitorados e avaliados com auxílio de nanotecnologia • Sensores de qualidade

  7. Nano’s em alimentos Quitosana CMC Zeínas Revestimentos protetores comestíveis Credits: Embrapa Instrumentação Agropecuária(Dr. Odílio B. G. Assis)‏

  8. Nano’s em alimentos

  9. Nanocápsulas Nanocápsulas de quitosana cápsula (50 – 250 nm) Emulsão bifásica convencional (maionese) (em http://tecalim.vilabol.uol.com.br) Espaçovazio Nanocápsulas para liberação controlada / lenta e nanoemulsões polímero eXPRESS Polymer Letters Vol.4, No.8 (2010) 509–515

  10. Embalagens Nanocompósitas Oxygen permeability of PLA, PHB and PET and of their nanocomposites

  11. Nanocargas: Nanocelulose Source: Teixeira et al, Cellulose, 2010

  12. Embalagens inteligentes

  13. Migração para alimentos? LDPE: n = 2.6 × 10-7 kg of nanosilver (0.26 mg) after 1 year at 25oC PET: n = 2.2 × 10-10 kg (0.22 μg) of nanosilver after 1 year at 25oC

  14. Rastreabilidade: Biosensores http://www.cnpat.embrapa.br/cnpat/cd/jss/acervo/Dc_117.pdf

  15. Rastreabilidade:Sensoresnão-seletivos Resultado Sensor 3 Sensor 2 propriedade Sensor 1 variável

  16. Sensores não-seletivos Identificação de sucos de fruta usando a Língua Eletrônica

  17. Plantio direto na palha • Recuperação de áreas degradadas • Integração Lavoura – pecuária – floresta • Plantio de florestas comerciais • Fixação biológica de nitrogênio • Tratamento de resíduos animais http://www.agricultura.gov.br/abc/ Estratégias para mitigação deemissões de N2O Como a nanotecnologia pode colaborar com essas estratégias?

  18. Conceitos Liberação comum Liberação lenta Faixa de interesse Quantidade Acumulada Liberação controlada tempo

  19. Estruturas Reticuladas (Hidrogéis) seco hidratado http://www.estadao.com.br/noticias/suplementos,aplicacoes-em-escala-atomica-na-agricultura,640974,0.htm

  20. Zeólitaspararedução da Volatilização de Nitrogênio Ureia (comum) por cobertura Ureia + zeolita por cobertura Uréia + Zeólita 5% Uréia Ureia incorporada no solo Zeólita Fonte: Bernardi et al, 2010

  21. Nanocompósitos fertilizantes Form. 1 urea Test.

  22. Embrapa Instrumentação http://www.cnpdia.embrapa.br Rua XV de Novembro, 1452 São Carlos, SP - Brasil - CEP 13560-970 Fone: (16) 2107 2800 Fax: (16) 2107 2902 RedeAgronano http://www.redeagronano.cnptia.embrapa.br/ redeagronano@cnpdia.embrapa.br

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