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Por que criar um centro de pesquisa dedicado aos plásticos agrícolas?
O uso de diferentes materiais plásticos nas sociedades modernas cresceu globalmente nas últimas décadas, tanto em áreas urbanas quanto rurais. Até 2015, aproximadamente 6,3 bilhões de toneladas de plástico foram produzidas, a maior parte sem o devido gerenciamento de fim de vida (Geyer, Jambeck & Law, 2017).
As propriedades únicas do plástico, associadas ao baixo custo de produção e à facilidade de aplicação, fazem dele uma opção em diversos processos e condições. O plástico contribuiu para o aumento da produção agrícola, melhorando a qualidade e a produtividade em todo o mundo.
O uso global anual de filmes plásticos na produção agrícola é estimado em 7,4 milhões de toneladas (Sintim & Flury, 2017), utilizados principalmente para cobertura de estufas e mulching do solo (Food and Agriculture Organization – FAO, 2021). No entanto, outras soluções incluem:
- Sacos plásticos para silagem
- Irrigação por gotejamento
- Estruturas
- Dutos de hidroponia
- Apetrechos de pesca
Os polímeros plásticos podem ser usados em diversas culturas, incluindo as mais difundidas e conhecidas, bem como em silvicultura, citricultura, aquicultura e café, entre outras.
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O Centro de Engenharia em Plasticultura
Nesse contexto, a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e a Braskem S.A. estabeleceram uma parceria público-privada para criar o Centro de Engenharia em Plasticultura (CEP), um centro científico e tecnológico de pesquisa e inovação em plásticos dedicados às aplicações agrícolas.
Fapesp é uma fundação pública do Estado de São Paulo, financiada por contribuintes para apoiar projetos de pesquisa em universidades e instituições de pesquisa em todas as áreas do conhecimento.
Braskem é comprometida em contribuir para a cadeia de valor, fortalecendo a economia circular com uma visão global de futuro, orientada para as pessoas e a sustentabilidade.
A Braskem possui um DNA inovador e um portfólio abrangente de resinas plásticas e produtos químicos para diversos segmentos, como embalagens de alimentos, construção, manufatura, automotivo, agronegócio, saúde e higiene. Com 40 unidades industriais no Brasil, Estados Unidos, México e Alemanha, a Braskem exporta seus produtos para clientes em mais de 71 países.
Objetivos do CEP
O novo Centro de Engenharia em Plasticultura (CEP) foi criado para:
- Aumentar o desempenho dos produtos
- Adaptar soluções plásticas existentes para diferentes culturas
- Abordar questões específicas e contribuir para uma agricultura mais resiliente
Além de desenvolver novas soluções plásticas, o CEP está comprometido com a sustentabilidade dessa cadeia, realizando análises econômicas e ambientais de produtos e aplicações.
O CEP tem sede na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), em São Paulo, e conta com:
- Mais de 60 pesquisadores associados de diferentes instituições
- 31 estudantes
Equipe administrativa
É um grupo multidisciplinar que reúne especialistas em silvicultura, agricultura orgânica, cultivos protegidos, economia, aquicultura, polímeros, reciclagem, economia circular, engenharia química e design.
As atividades do CEP estão alinhadas aos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU e enfrentam os principais desafios ambientais globais. O centro busca contribuir para a segurança alimentar sustentável no cenário atual de mudanças climáticas.
Os produtos plásticos têm contribuído para a redução do consumo de água, fertilizantes e defensivos agrícolas, e devem incluir diligentemente a Economia Circular em todos os cenários projetados.
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Fortalecendo a Circularidade na Plasticultura
Além de desenvolver aplicações de plásticos agrícolas em diversas culturas, o CEP também pesquisa formas de promover a circularidade dos materiais pós-uso.
O crescente uso de plásticos em ambientes agrícolas tem levantado preocupações sobre os Resíduos Plásticos Agrícolas (RPA). A plasticultura aumentou a produtividade, a qualidade dos alimentos, o rendimento e a renda dos agricultores, contribuindo para o crescimento do setor agrícola. No entanto, o manejo inadequado dos resíduos plásticos pode gerar efeitos indesejáveis.
Economia Circular e Logística Reversa
O grupo de trabalho do CEP em Economia Circular e Logística Reversa busca soluções sustentáveis para essa cadeia alimentar. As tarefas de pesquisa foram divididas em três frentes:
- Mapeamento das fontes de geração de RPA
- Análise espacial para logística reversa
- Impacto ambiental
Uma discussão global significativa tem ocorrido sobre os impactos negativos do pós-uso de plásticos na agricultura (FAO, 2021). Os países estão trabalhando em direção a um tratado global para enfrentar esse problema, mas ainda há um longo caminho até que conceitos se tornem iniciativas concretas.
A FAO promoveu discussões para estabelecer um código de conduta voluntário especificamente para RPA (Karasik et al., 2024).
O Brasil implementou iniciativas eficazes para o gerenciamento de resíduos agrícolas, como:
- O Sistema Campo Limpo
- O programa Eu Plastifico, Nós Reciclamos
Esses esforços servem como exemplo de sucesso para outros países, mas é evidente que mais ações ainda são necessárias.
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Avanços da Pesquisa
A fase inicial do nosso trabalho concentrou-se na primeira frente de pesquisa: mapeamento de RPA. Ela avançou rapidamente e resultou em duas publicações.
Aplicamos algoritmos de aprendizado de máquina (ML) em imagens de sensoriamento remoto (SR) para identificar áreas agrícolas com mulching plástico (PMF) e estufas plásticas.
O avanço atual do ML inaugurou uma nova era de análise de dados de imagens, melhorando o desempenho em muitas tarefas de SR com o uso de dados de satélite em larga escala.
Um de nossos artigos publicados testou se uma abordagem simplificada de séries temporais minimiza a confusão de PMF com o fundo, utilizando menos processamento do que uma série temporal completa.
Foram avaliadas classificações baseadas em pixels e em objetos em imagens harmonizadas Sentinel-2 nível-2A, adicionados índices plásticos e comparados seis classificadores.
O melhor resultado apresentou uma acurácia geral de 99,7% na avaliação baseada em pixels, utilizando o classificador multilayer perceptron (MLP).
A série temporal de 3 composições de 30 dias aumentou a acurácia e reduziu a confusão com o fundo, sendo uma alternativa viável para superar o impacto da cobertura de nuvens em determinadas épocas do ano.
O mapa de PMF apresentado foi pioneiro na América Latina, representando o primeiro passo para promover a circularidade dos plásticos agrícolas na região e minimizar os impactos dos RPA no meio ambiente.
Também estamos explorando e inovando nas segunda e terceira frentes de pesquisa, e novas publicações científicas serão divulgadas em breve.
