[Música] a população humana já superou a marca de 8 bilhões de pessoas e esse crescimento traz uma pergunta recorrente Será que tem alimento para todo mundo mas temos um aliado nessa história que são os fertilizantes agora até onde eles ajudam ou atrapalham Qual será o impacto ambiental dessa nossa dependência tudo isso você vê hoje no Hiper conectado [Música] seja bem-vinda seja bem-vindo ao hiper conectado hoje o assunto é fertilizantes as plantas usam a luz do sol para fazer o próprio alimento esse processo é chamado de fotossíntese elas quebram a água e pegam o gás carbônico
da atmosfera para produzir açúcares Mas isso não é o suficiente as plantas também precisam de nutrientes como fósforo nitrogênio potássio e outros para ter um desenvolvimento completo e esses nutrientes são retirados do solo e como você sabe as plantas não podem sair andando por aí buscando o solo que vai ter tudo isso os nutrientes essenciais para as plantas são divididos em duas categorias macronutrientes e micronutrientes dentre os macronutrientes que são aqueles que as plantas precisam em maior quantidade temos nitrogênio fósforo potássio cálcio Magnésio e enxofre que são retirados do solo em condições naturais além do
carbono oxigênio e hidrogênio que são retirados do ar e da água já os principais nutrientes são boro cloro molibdênio cobre ferro zinco e manganês quando as plantas são retiradas do solo todos esses nutrientes vão embora com elas eles literalmente vem parar no nosso prato ao plantar na mesma área a nova muda vai precisar novamente dos mesmos componentes esse processo repetido ano após ano em uma plantação acaba com a capacidade do solo de alimentar as plantas se a gente não devolve esses nutrientes para a terra a produtividade cai porque as plantas crescem cada vez menos é
aí que entra nos fertilizantes [Música] curioso Átila é que a evidências de utilização de fertilizantes 8000 anos atrás ou seja quase junto com o início do uso de agricultura naquela época eles usavam dejetos animais principalmente esterco que tem bastante nitrogênio fósforo que a gente não usa que os animais não usam né então vai tudo pelo jogado pelo no esterco ou pela urina né E a gente tem evidências que eles usavam essas fontes para fertilizar o solo O problema é que um crescimento populacional com a separação do da parte da pecuária da parte de plantações ou
saneamento básico que a gente recolhe todo todas as nossas fezes esse começou a ficar escasso fora que não seria suficiente para fertilizar todas as nossas plantações então alternativas eram necessárias quando a população humana era mais Rural do que urbana o ciclo desses nutrientes será mais completo porque eles acabavam voltando para o solo com os dejetos mas com o êxodo rural com cada vez mais gente vivendo na cidades essa cadeia cada vez mais interrompida imagina só a gente está no século 19 Revolução Industrial explosão populacional na Europa precisa fazer alimento para essa galera e tá todo
mundo na cidade todo mundo na cidade e aí eles começam a aumentar as plantações e continuam plantando onde sempre plantaram séculos e séculos e séculos esse solos estão ficando cada vez mais empobrecidos então lá na Europa eles começam a procurar alternativas usar [Música] qualquer Fórmula Mágica que aparece e nada tem bons resultados e nisso humbold ele numa excursão né pela América do Sul ele descobre que lá no peru eles usavam um ano que o ano pode ser é o esterco de aves marítimas principalmente ou esterco de morcego as fezes deles né e ele descobre que
lá no peru Afinal fezes de pássaro e fezes de morcego tem todo lugar mas lá tem um ambiente quente seco e deixa esse ano numa forma muito fácil de ser utilizada ele é uma pedra né na verdade são montanhas Iguana né são anos e anos e anos e anos acumulando e eles retiram isso ele manda uma amostra para Europa e eles descobrem que a quantidade de nitrogênio a quantidade de fósforo e outro nutriente importante a qualidade potássio é enorme e aí eles falam tá aqui a nossa solução eles começam a extrair esse ano do Peru
em enormes quantidades se o ano são fezes de aves marinhas e essas aves comem peixes essas fezes acabam super ricas em nitrogênio fósforo potássio e vários outros nutrientes o historiador Rafael Dias scarelli falou sobre o impacto econômico do guano na América Latina o ano ele teve muitas consequências para o Peru o peru foi o principal produtor né Muitos historiadores Dizem que o ano vai ser efetivamente vai dar condições para consolidação do Estado Nacional pelo ano vai permitir o peru é fazer investimentos infraestrutura que vão tornar ele inclusive Pioneiro e muitos setores né uma das primeiras
ferrovias na América do Sul vai ser construída entre Lima e kajal tem um Porto que fica pouca distância de Lima Porém para além dessas consequências que nós podemos enfim achar considerar a primeira vista positiva para operou é positivos entre muitas aspas né porque o altamente Historiador que chama Marcos coentro que dois né Marcos kueto e Carlos contra escreveram um livro muito interessante sobre a história do Peru que eles apontam que de fato na verdade o ano foi uma riqueza que é não foi uma riqueza que produziu foi um dinheiro que chegou para o estado mas
que não produziu nada muito duradouro para o país né não significou uma industrialização não significou uma expansão do mercado interno não significou uma inclusão então foi um dinheiro que chegou que foi aplicado de várias formas enfim né criou essa parede de estado e tudo mais mas que quando a partir da década de 1870 as rendas do ano diminuiu o país entra numa grande crise econômica no começo do século 20 o ano perdeu o lugar dele para um fertilizante sintético dois cientistas alemães ou Fritz haber e o carboche desenvolveram o processo de haber Bosch que usa
pressões e temperaturas altíssimas e a presença de um catalisador para unir o gás nitrogênio com o hidrogênio e fazer amônia essa Amônia é usada para produção de fertilizantes o Guilherme marsom do de química da USP falou mais para a gente sobre isso nitrogênio é uma das moléculas mais estáveis que eu conheço estáveis estáveis então ele é pouco reativo tanto que muitas vezes quando eu quero guardar alguma coisa eu guardo sob a atmosfera de nitrogênio assim porque preserva mais justamente porque é pouco reativo se ele é pouco reativa estável quer dizer que pelo transformar nitrogênio em
qualquer coisa vai me custar energia então mas falar então não é energeticamente viável transformar nitrogênio hidrogênio amônia se eu fizer balança energético é viável só que entre a saída e a chegada eu tenho uma grande montanha de energia que eu tenho que vencer e essa montanha para vencer essa montanha eu tenho que achar um outro caminho como montanha menor e para isso eu uso um catalisador e a esperteza do processo é um catalisador a base de um metal muita abundante ferro ferro de elementos químicos mais abundância na crosta terrestre Então foi uma super sacada usar
um devem ter testado vários né porque não é assim ah vamos misturar ferro que ser muito trabalho duro no laboratório principalmente naquela época e chegaram no processo que funciona a modicos 500 graus celsius e 200 atmosferas de pressão Nossa é por isso também que não tem essa reação acontecendo com ferro natural Exatamente exatamente tem não tem sabia tem um ponto que você colocou como é que a planta como é que você acha como é que é a planta não tem catalisador ela tem um catalisador eles têm um catalisadores mais eficientes que a gente conhece que
são as enzimas Então se a gente pegar por exemplo a molécula de nitrogênio elas são dois átomos desse tamanho assim a de hidrogênio então mais pequenininha ainda o próprio elétrico a Amora então nh3 é maior mas ainda muito pequena os catalisadores naturais são feitos por grandes moléculas chamadas enzimas que são Monstros enzima é um monstro molecular de milhares de átomos e lá no meio da enzima adivinha qual elemento químico que faz a catálise para transformar nitrogênio e amônia ferro que legal também a natureza usa um composto de Ferro em condições muito diferentes do que as
usadas industrialmente a gente traz o hidrogênio hidrogênio junto com pressão e calor a planta usa enzima mas o ferro tá juntinho nos dois casos para fazer essa união a gente usa as propriedades químicas dos elementos metálicos para catalisar [Música] o processo de haber Bosch possibilitou a produção de fertilizantes em grande escala graças a ele que conseguimos sustentar uma população crescente e viabilizar a vida moderna só que esse mesmo processo foi usado na primeira guerra mundial para a produção de explosivos Ou seja a mesma ciência que possibilita a vida moderna também foi usada para matar o
nitrogênio fica muito na dele que não é reativo mas eles estavam fazendo isso para produzir explosivos por quê ao nitrogênio não é explosivo aí porque uma coisa o nitrogênio do ar é o n2 é um átomo de nitrogênio grudado no outro Isto é muito estável a amônia é o átomo de hidrogênio ligado a três átomos de hidrogênio tem nitrogênio mas em outra substância e aquilo que a gente usa para fazer explosivo vem do ácido nítrico que é o hno3 é o nitrogênio ligado com oxigênio então esses compostos explosivos eles são compostos que são chamados nitratos
nos são nitratos eles são mitrados vamos dizer assim então lueno esse por exemplo é um trinitroglicerina triglicerina esse Nitro é um grupo NO2 em que o nitrogênio já está no meio do caminho para reagir e explodir então o nitrogênio na dele quando ele tá com outro nitrogênio mas se você forçar ele com outros átomos e isso olha essa pergunta é muito interessante porque ela leva para a gente conceitos importantes da química né Eu sou suspeito para falar sobre a beleza da química mas é o conceito de elemento químico e o conceito de substância química amônia
nitrogênio do ar e os nitratos e os compostos litrados dos explosivos são exemplos de substâncias que tem comportamento diferentes já o nitrogênio elemento químico passei é nessa substância Olha que passeia interessante ele sai do ar vai para amônia por outro processo químico ele vai parar no ácido nítido por outro processo químico ele chega nos explosivos mas o mesmo ácido nítrico reage também com amônia formou de um outro substância que a base dos fertilizantes que é o nitrato de amônio em 1918 ano em que a guerra terminou o Fritz haber recebeu o prêmio Nobel de química
essa com decoração gerou controvérsias e debates éticos na comunidade científica um caso que infelizmente lembre essa relação entre explosivos e fertilizantes aconteceu recentemente a explosão em Beirute em 2020 foi causada por quase 3 mil toneladas do fertilizante nitrato de amônio que foram armazenadas por anos sem segurança no local o som da sirene fogo e Fumaça saindo dos escombros pelas ruas carros virados e retorcidos e muita destruição se usado direito não tem problema nenhum existe tanto que é super seguro você transportar e armazenar as regras agora se você largar no armazém portuário Tonelada disso aí décadas
por décadas aí um dia as coisas ficam complicadas no próximo bloco A gente fala sobre os impactos ambientais e novas técnicas de fertilização o hiper conectado já volto [Música] de volta com hiper conectado hoje o tema é fertilizantes nós já falamos sobre a importância deles e sobre como o processo de haberboshi de produção de amônia é uma das invenções mais importantes da humanidade mas a produção de fertilizantes por esse processo consome muita energia e tem grandes consequências ambientais para cada tonelada de amônia você produz uma tonelada de CO2 então tem várias questões envolvidas nesse nosso
modelo de centralizar tudo nesse processo é prático né Você sabe a dose que você vai ter o quanto você vai colocar mas o preço energético e de emissão de carbono que a gente paga com isso é super alta né sim se esse é um processo Industrial que passa a servir para fazer o alimento dessa forma o que que acontece quando a gente desacopla o nitrogênio que vinha do solo e era reposto quando a gente devolvia o que a gente comeu para o solo e agora a gente produz a planta no campo essa comida vai para
a cidade a gente consome na cidade e joga o que sobra disso no esgoto que Impacto também tá o que a gente gera quando a gente desacopla esse nitrogênio do campo e começa a jogar ele no ambiente exato o nitrogênio tem que ir para algum lugar certo o nitrogênio passeia as leis ponderais da química de conservação de massa continuam valendo ele não vira fumaça né Aliás ele vira fumaça nesse exatamente o problema ele não desaparece vamos lá se a gente for pensar né É muitas vezes se usa para você manter o ritmo de produção agrícola
alta você precisa de grandes quantidade de fertilizante e nem todo esse livro utilizante é 100% incorporado na planta parte esse fertilizante no processo agrícola é transformado nas chamadas óxido de nitrogênio principalmente n2o e esses óxidos de hidrogênios são os principais poluentes atmosféricos Então essa é uma preocupação certo mas também existe razoável da quantidade de alimento produzido dessa forma certo ela pode variar dependendo do cultivar depende do tipo de alimento que você planta 10 A 15% até alguns tipos de coisas que tem uma perda de 60%. no solo não em toda a cadeia o troço tem
que plantar e tem que chegar na feira tem que chegar no Supermercado tem que ser processado então 30% da comida que você produz na América Latina e no Caribe aí é total incluindo outras coisas mais perecíveis como carne peixe etc se perde nesse processo e embora o que se perca no processo agrícola né Principalmente de grãos seja um dos mais baixos mais tem menor perda Você ainda tem no processo a produção de Nox e n2o na cadeia de produção portanto a resposta não é exatamente apenas química mas a resposta é uma resposta que precisa de
um elemento químico que não está na tabela periódica que somos nós os elementos humanos que precisamos tomar as decisões para saber como é que nós vamos continuar fazendo uma coisa que nós não podemos parar de fazer quer comer e ainda tem oxigênio no Paraná na água né exato na E aí que que tem que vai na água né ele não é ele não é consumido por alguns organismos é esse problema nitrogênio na água e baixa oxigenação na água facilita a proliferação de alguns tipos de bactéria que por sua vez para metabolizar nitrogênio consome mais oxigênio
Então você mata o rio então excesso de nitrato na água você mata o rio aqui no Brasil solos em sua maioria não são muito férteis eles têm no geral alta acidez E baixa a concentração de macronutrientes essas características tem que ser compensadas com a adubação o que acaba tornando a indústria agropecuária Nacional muito dependente de fertilizantes cerca de 15% do que consumimos são produzidos localmente 85% são originários de importação de países como Canadá Rússia Ucrânia Belarus marroco China e fim de outros países então tudo que acontece no mercado internacional de fertilizantes seja do ponto de
vista disponibilidade ou em choques de preço acaba repercutindo no mercado doméstico porque porque nós somos um grande importador mundial de fertilizantes e o Brasil apresenta o quarto maior mercado de fertilizantes do mundo a guerra entre a Rússia e a Ucrânia afetou o mercado mundial de fertilizantes já que os dois países são grandes exportadores o conflito impactou o Brasil de diferentes maneiras em primeiro lugar através do preço das commodes que se elevaram abruptamente no mercado internacional não só o preço do Milho trigo e Soja importantes com mortes produzidas e exportadas pela Rússia pelo Ucrânia mas também
o preço de outras commodes como a soja arroz tiveram seus preços impactados e isso de um certo sentido foi positivo contudo a gente teve um impacto também negativo via preço de fertilizantes e olha o diesel que são importantes itens do curso de produção da produção agropecuária brasileira por conta das características dos nossos solos e da importância da agropecuária para a economia do Brasil o desenvolvimento de novos fertilizantes mais eficientes e principalmente mais sustentáveis segue sendo estratégico para o desenvolvimento da indústria e para o nosso futuro também não tem como a gente fazer esse processo de
uma forma mais econômica mais barata porque a gente não fez novos processos então de produzir esses nitratos pois temos feito pois temos feito os químicos são muito criativos Imagina só se você tivesse um jogo de LEGO que tivesse 118 pecinhas diferentes e algumas com várias tipos de possibilidade de encaixe os químicos têm uma tabela periódica nós já produzimos nós de comunidade química né eu mesmo porque só dois ou três vezes é mais de 200 milhões de substâncias diferentes e essa substâncias quando juntas em dispositivos apropriados elas nos permitem produzir as coisas de um jeito diferente
esse é o caso por exemplo de uma proposta de pesquisadores da Universidade de Mônaco na Austrália em que eles desenvolveram um processo eletrolítico para injetar energia elétrica e usando lítio água um composto químico que é o pulo do gato e o nitrogênio do ar produzir amônia em escala de quilos com eficiência energética próxima de 100%, o que eles querem eles querem que esse dispositivo possa estar disponível para o pequeno agricultor que vai usar amônia em escala de quilos Então você veja só com um lego químico de tabela periódica também encontramos essas soluções e esses pesquisadores
na verdade eles são beneficiários numa longa tradição de ficar buscando novos catalisadores novos processos e novas soluções para os problemas que nós temos hoje mas entre isto e o agricultor usar existe um caminho que também é político a gente tem algumas bactérias que só ficam ao redor das raízes e elas ganham alimento das raízes em troca do nitrogênio que elas dão e tem uma associação muito mais interessante em que elas entram dentro da planta e formam e formam pequenas colônias né e a gente vê isso como uma forma de bolotinhas principalmente em leguminosas né que
são o feijão a soja então por exemplo a nossa produção de soja é parcialmente fertilizada utilizando bactérias e isso é um resultado de uma pesquisa básica brasileira e que economiza bilhões e bilhões de dólares por ano na nossa agricultura essa daqui é a famosa soja é essa daqui é uma pequenininha né a gente tem umas vagens aqui mas o que é interessante não é o que tá aqui por cima não né O que é interessante é o que está no solo a soja ela consegue fazer uma associação com bactérias conseguem pegar o nitrogênio do ar
colocar no solo é diminuindo a necessidade de adubo Então e o que é legal é que a soja ela faz todo um ambiente para receber essa bactéria e alumínio ela tem um condomínio ela se comunicam fazer um negócio né a bactéria fala eu tô aqui a planta falou se você tá aqui eu vou fazer aqui um local para você você entrar e ela soma essas esferas aqui tá vendo essas bolinhas e dentro delas tá cheio de bactérias conseguem fixar o nitrogênio ou seja conseguem pegar o nitrogênio do ar e dar para planta né e o
que que a planta está dando em troca a planta dá essa casa de luxo e ela dá alimentos para para a bactéria na verdade as plantas dão grande parte do que elas produzem para as bactérias do solo e as bactérias que vinham ao redor delas então ó as plantas criam esse B essa casa luxuosa que tem algumas políticas especiais por exemplo tem pouco oxigênio Porque todo o processo ele é inibido pela oxigênio então pegar o nitrogênio exatamente então a bactéria para conseguir pegar e quebrar esse nitrogênio do ar ela não pode estar oxigênio ao redor
Então se a gente abrir uma bolinha dessas a gente vai ver até que é vermelho porque tem um composto que é muito parecido com o que a gente tem nas nossas células vermelhas que captura oxigênio e isso acontece aqui para ajudar as bactérias a fertilizar as plantas biologicamente e é por isso que o pessoal planta alterna Ah eu vou cultivar milho e aí depois plantando soja ou vou plantar cana depois planta o feijão no mesmo lugar exatamente o que a gente chama de adubação verde é conhecida muito tempo né que é sempre plantar uma leguminosa
soja feijão ervilha entre outras tentações para botar essas bactérias no solo isso botar mais nitrogênio no solo outras formas é você manter a você não usa como por exemplo as folhas e o caule lá no solo porque parte desse nitrogênio e do fósforo que estão presentes aqui vão voltar naturalmente você vê é num tópico especialmente importante e sensível como fertilizantes e agropecuária aqui no Brasil que a gente vê a importância do investimento em pesquisa e ciência e por que que isso é um investimento porque com algumas descobertas a gente pode receber de volta e economia
produtividade menor dependência internacional tudo isso que foi investido nesse tipo de pesquisa o hiper conectado fica por aqui mas você pode assistir a todos os programas no canal do YouTube da TV Cultura por isso que vale acompanhar a gente nas redes sociais até semana que vem tchau [Música]
