Ha¡ décadas a produtividade tem sido o grande desafio da agricultura e nessa busca os defensivos agra­colas são usados como as principais intervenções para proteção das culturas. O uso de compostos agroquímicos herbicidas obtidos por meio da Engenharia de Cristais estãosendo proposto como modo de reduzir o volume de defensivo aplicado em campo.

A pesquisa “Otimização de ingredientes sãolidos ativos de ação herbicida via Engenharia de Cristais ostriagem e caracterização de modificações cristalinas com menor impacto ambiental” édesenvolvida pelo professor Paulo de Sousa Carvalho Jaºnior, do Campus de Nova Andradina (CPNA), por meio do Programa de Pa³s-graduação em Quí­mica do Inqui/UFMS e nesta tema¡tica tem a colaboração do professor Carlos Naza¡rio. O desenvolvimento de modificações cristalinas também éta³pico da tese de doutorado da acadaªmica Amandha Kaiser.

A Engenharia de Cristais éuma área promissora a se considerar nas investigações de compostos bioativos osque incluem compostos de fontes naturais, sintanãticos, farmacaªuticos e agroqua­micos.

“Sa£o inaºmeras as aplicações, tanto em ciência fundamental com aplicações utilita¡rias que demonstram a importa¢ncia de se reconhecer a relação entre estrutura do estado sãolidos e propriedades fa­sico-químicas (que guiam aplicação prática ). Embora as dificuldades, existe um esfora§o pessoal e profissional de que esta pesquisa contribua com o ensino de cristalografia (Engenharia de Cristais), pela formação de capital intelectual qualificado na área, bem como na implantação da linha de pesquisa na UFMS, contribuindo para a descentralização na pesquisa de estado sãolido nopaís”, completa o professor.

Os defensivos agra­colas (pesticidas) são intervenções causadoras de impactos ambientais quando háuso inadequado. “Uma vez que a eficácia dos defensivos estãoinerentemente relacionada as propriedade fa­sico-químicas do ingrediente agroquímica ativo (IAQ) sãolido que o compaµe, modificações cristalinas dos compostos oscomo sais, cocristais e polimorfos − tornam-se uma proposta atrativa para produção e manufatura de componentes mais eficazes”, explica o professor.

Por isso, propaµe-se o uso da Engenharia de Cristais para o desenvolvimento de IAQs de maior solubilidade e estabilidade, com melhor eficiência e menor dosagem na aplicação agra­cola, sendo, de acordo com o pesquisador, seguros e impulsionadores da redução de impactos ambientais.

Dessa forma, os IAQs sustenta¡veis que apresentem propriedades eficientes e ma­nimos impactos são altamento requeridos nas prática s agra­colas a fim de se garantir produtividade, de acordo com o pesquisador. “Isso também implica pensar sobre toxicidade e segurança ao se armazenar e estocar estes produtos. Além do transporte e segurança para saúde dos trabalhadores”.

A Engenharia de Cristais éuma área de pesquisa de interface entre cristalografia, química supramolecular e estado sãolidos. “Numa visão cristalogra¡fica, o cristal édefinido com uma unidade molecular/atômica que possui simetria a periodicidade. Isso implica que moléculas estãoordenadas a longo alcance conforme um padra£o, estabilizadas por um conjunto de interação intermoleculares (padrãosupramolecular). Esta compreensão, apesar de sucinta, possibilita a racionalização do estado sãolido antes mesmo que ele seja concebido. Um tratamento sistema¡tico que visa aproximações para se obter cristais”, expaµe Paulo.

Essa definição de cristais mostra a dificuldade inerente de se conseguir o estado sãolido, já que uma molanãcula no estado sãolido pode ser encontrada com diferentes conformações, com diferentes arranjos tridimensionais e com uma multiplicidade variedade na composição de sua cela unita¡ria.

“Quando aplicamos esta abordagem para obtenção de cristais multicomponentes, a previsão éde estado sãolido. De fato, compreender e controlar os principais fatores da formação de formas multicomponentes éuma tarefa fundamental e muitas vezes de difa­cil controle. No estado sãolido, existem 230 maneiras distintas osGrupos Espaciais− de uma molanãcula com uma dada conformação de empacotar por diferentes arranjos supramoleculares. Sa£o varia¡veis que tornam a previsão, tea³rico e experimental, da formação de cristais intrata¡vel. Na busca de formas sãolidas a³timas de compostos farmacaªutico, área em que este ta³pico se consolidou, se estabelece uma abordagem cienta­fica para alterar e controlar as propriedades do estado sãolido sem alterar a unidade farmacofa³rica, i.d Engenharia de Cristais”, diz.

De acordo com o pesquisador, os compostos agroquímicos (IAQs) tal como herbicidas são normalmente formulados como soluções ou como misturas sãolidas com outros incipientes resultando em um defensivo agra­cola. Em geral, formulações la­quidas são preferidas nas prática s agra­colas devido a aplicação por aspersão ou pulverização.

“Existe uma demanda por defensivos agra­colas de alta eficiência e ma­nimos impactos ambientais. Nesta perspectiva, um dos fatores a se analisar na busca de tais atributos ésolubilidade do IAQ, uma vez que ela regula a disponibilidade destes compostos para os alvos de atuação (pragas). Além disso, processos de degradação, lixiviação e deriva da formulação podem ocorrer simultaneamente oslimitando a eficácia da aplicação em valores reduzidos e originado problemas ambientais, pela aplicação excessiva”.

No estado sãolido, segundo Paulo, os IAQs herbicidas são compostos bioativos e podem existir em diferentes formas sãolidas tal como polimorfos e formas cristalinas multicomponentes tais como co-cristais, sais e hidratos.

“E épossí­vel que dada forma do IAQ seja mais solaºvel ou ainda que resulte em modificações durante a sua manufatura comprometendo o desempenho da formulação. Assim, o desenvolvimento de novas formas sãolidas de herbicidas, constitui uma proposta atrativa para manufatura de componentes mais eficazes e com propriedades melhoradas. Por exemplo, um herbicida numa forma sãolida mais solaºvel que sua forma neutral permite repensar dosagem e aplicação em campo. Sa£o essas as motivações para o estudo de EC para compostos agroqua­micos”, completa.

Em andamento, o trabalho de pesquisa do professor Paulo com os herbicidas Ametrina e Atrazina prevaª redução de 50% da dose aplicada em campo. “Ou seja, esses herbicidas utilizados como cristais multicomponentes exibem uma solubilidade dez vezes mais que as respectivas formas neutras que possibilita que uma dosagem ma­nima de 0,5kaha-1 apresente uma eficiência herbicida compara¡vel aquela dos compostos puros em doses de 2.5ka.ha-1 “, afirma.

A produção de novos IAQs também impacta a manufatura, segundo o pesquisador, e o estado sãolido de um composto bioativo reflete na compreensão de todas as suas propriedades. “a‰ este conhecimento que éprotegido em forma de patentes. Logo, uma nova forma sãolida de IAQs pode ser utilizada tanto para gerar novos caminhos de sa­ntese e repensar formulação de defensivos, bem como também para o surgimento de novos produtos, com outra roupagem, processo semelhante aos medicamentos genanãricos e similares”.