Nanotehnologia in agricultura
Nanotehnologia pe piata alimentara
Nanotehnologia a produs o revoluie industrial in intreaga
lume,tarile dezvoltate i cele in curs de dezvoltare investesc n
aceast tehnologie pentru a-si asigura o cot de pia. n prezent, SUA
conduce cu 3.7 miliarde de dolari,investiii prin intermediul
Initiativei Nationale in Nanotehnologie (INN).Statele Unite ale
Americii este urmat de Japonia i Uniunea European, care au fonduri
substaniale (750 de milioane i 1,2 miliarde de euro, inclusiv
contribuiile individuale ale fiecarei ari/an),nivelul de finanare n
rile n curs de dezvoltare ar putea fi relativ mai mici, ns acest
lucru nu a diminuat impactul unor ri de pe scena mondial.
De exemplu, ponderea Chinei pentru publicaii academice n
domeniul tiinei la scara nanometrica a crescut de la 7,5% n 1995 la
18,3% n 2004,ajungand a II-a tara pe scara evolutiei in
nanotehnologie.Alte tari, cum ar fi India, Coreea de Sud, Iran,
Thailanda sunt de asemenea implicate in proiecte si aplicaii
specifice pentru creterea economic i nevoile rilor lor. Iranul, de
exemplu, are un program concentrat n domeniul nanotehnologiei
pentru industria agricol i alimentar.Un studiu recent al
Consultantei Helmuth Kaiser prezice c piaa alimentelor nano va
creste de la 2,6 miliarde de dolari la 20,4 miliarde de dolari pn n
2010.Raportul sugereaz c, cea mai mare pia pentru alimentele nano,
n 2010 va fi Asia in frunte cu China , cu mai mult de 50% din
populaia lumii,.
Astazi,mai mult de 400 de companii din intreaga lume sunt active
n studii de cercetare i dezvoltare in domeniul nanotehnologiei, iar
acest numr este de ateptat s creasc la mai mult de 1000 n urmtorii
10 ani. Numeric, conduce SUA, urmat de Japonia, China i UE. O
estimare facuta de Business Communications Company,referitoare
cercetarile tehnice ale piaei i industriei arat c, pentru piaa
nanotehnologiei profitul a fost de 7.6 miliarde USD n 2003 i este
de ateptat s fie de 1 trilian de dolari n 2011. Cu toate acestea,
ntregul potenial al nanotehnologiei n sectorul agricol i industria
alimentar nu a fost nc realizat.
Nanotehnologia n agricultur
In viziunea UE , nanotehnologia este de o "economie bazat pe
cunoatere",datorita acestui fapt,initiaza planuri pentru a avea un
potenialul maxim al biotehnologiei n beneficiul economiei UE, al
societii i al mediului nconjurtor.Exist noi provocri n acest
sector, inclusiv o cerere tot mai mare de alimente sntoase, n
condiii de siguran, o diminuare a riscului de boli i a ameninrilor
pentru producia agricol i pescuit, produse de schimbarea condiiilor
meteorologice.
Cu toate acestea, crearea unei economii bio este un proces
dificil i complex care implic convergena a diferite ramuri ale
tiinei.Nanotehnologia are potentialul de a revolutiona industria
agricol i alimentar cu echipamente noi pentru tratamentul molecular
al bolilor, pentru detectarea rapida a bolii, sporind capacitatea
plantelor de a absorbi nutrienti.Senzorii inteligenti i sistemele
inteligente de transport vor combate viruii i alte culturi
patogene.n viitorul apropiat, vor fi disponibili catalizatori
nanostructurati care vor crete eficiena pesticidelor i erbicidelor
si astfel vor fi utilizate in doze mai mici. De asemenea,
nanotehnologia va proteja mediul nconjurtor n mod indirect prin
utilizarea surselor de energie alternative (regenerabile) i a
filtrelor sau catalizatorilor pentru reducerea polurii i
inlaturarea poluanilor existenti
O metodologie agricola utilizata pe scar larg n Statele Unite
ale Americii, Europa i Japonia, care utilizeaza in mod eficient
tehnologia modern de gestionare a culturilor este numita Controlled
Environment Agriculture (CEA). CEA este o form avansat i intensiv a
agriculturii hidroponice. Plantele sunt cultivate ntr-un mediu
controlat, astfel incat practicile horticole pot fi optimizate.
Sistemul computerizat monitorizeaz i regleaz mediile localizate,
cum ar fi culturile de camp.
Tehnologia CEA ofer o platform excelent pentru introducerea
nanotehnologiei in agricultura.Cu multe sisteme de monitorizare i
de control deja existente, dispozitive nanotehnologice pentru CEA,
care ofer cultivatorului capabiliti de a putea mbunti in mod
considerabil cresterea culturii, de a determina cel mai bun timp de
recoltare, precum si vitalitatea culturii i probleme de securitate
alimentar, cum ar fi contaminarea microbian sau chimic.
Agricultura de precizie
Agricultura de precizie a fost un obiectiv pentru a maximiza
randamentul culturilor minimalizand n acelai timp folosirea de
ngrminte, pesticide, erbicide, prin monitorizarea variabilelor de
mediu i aplicarea aciunii vizate. Agricultura de precizie face uz
de calculatoare, sisteme de poziionare global prin satelit, precum
i dispozitive de detecie pentru a msura condiii extreme de
mediu,determinand dac culturile sunt n cretere la nivel maxim sau
pentru identificarea precisa a naturii problemelor i locaiei
acestora .
Prin utilizarea de date centralizate pentru a stabili condiiile
de sol i de dezvoltare a plantelor, ngrmintele chimice i apa pot fi
ajustate pentru a reduce costurile i pentru a creste producia, de
toate acestea beneficiind agricultorul. Agricultura de precizie
reduce cantitatea de deeuri agricole, pastrand astfel poluarea
mediului la un nivel minim. Dei nu este nc pe deplin pusa n
aplicare,senzorii minusculi si sistemele de monitorizare activate
de nanotehnologie vor avea un impact mare asupra metodologiilor
viitoare in agricultura de precizie. Unul dintre rolurile majore in
nanotehnologie o vor avea utilizarea sporit a senzorilor autonomi
legati ntr-un sistem GPS pentru o monitorizare n timp real.
Acesti nanosenzori ar putea fi distribuiti pe ntreg domeniul n
care acestia pot monitoriza condiiile solului i cresterea culturii.
Senzorii wireless sunt deja folositi n anumite pri ale SUA i
Australia. De exemplu, una din culturile de vita de vie din
California, Pickberry, n regiunea Sonoma s-au instalat sisteme
Wi-Fi cu ajutorul companiei de IT, Accenture.Costul iniial de
nfiinare a unui astfel de sistem este justificat prin faptul c
acesta permite cultivarea celor mai buni struguri, care la rndul
lor produc vinuri fine la un pre premium.
Utilizarea unor astfel de reele fr fir este desigur limitat.De
exemplu, revista Forbes a raportat c nanosenzori minusculi sunt
utilizati de Honeywell (o companie de tehnologie R&D cu filiale
la nivel mondial), pentru a monitoriza magazinele alimentare din
Minnesota.Aceast tehnologie permite deintorilor de magazine sa
poata identifica produsele alimentare care au trecut de data
expirrii i le reamintete, de asemenea, s emit un nou ordin de
cumprare .Piaa global pentru senzori wireless se preconizeaz a fi
de 7 miliarde USD pn n 2010.
Uniunea biotehnologiei i nanotehnologiei pentru senzori va crea
echipamente de sensibilitate crescut care s permit un rspuns mai
rapid la schimbrile de mediu. De exemplu: Nanosenzorii care
folosesc nanotuburi de carbon sau nano console sunt suficient de
mici pentru a prinde i a msura proteinele individuale sau chiar
moleculele mici. Nanoparticulele sau nano suprafetele pot fi
proiectate pentru a declana un semnal electric sau chimic n prezena
unui contaminant, cum ar fi bacteriile. Agricultura de precizie, cu
ajutorul unor senzori inteligeni va permite consolidarea
productivitii n agricultur prin furnizarea de informaii corecte,
ajutnd astfel agricultorii s ia decizii mai bune.
Alte evoluii n sectorul agricol datorate nanotehnologiei
Agricultura este pionul principal a multor ri n curs de
dezvoltare, iar mai mult de 60% din populatie se bazeaz pe aceasta
pentru a trai. Agricultura de particule este un astfel de exemplu,
care produce nanoparticule de uz industrial de cultivare a
plantelor n soluri definite. De exemplu, cercetrile au artat c
lucerna cultivata n sol bogat in aur, absoarbe nanoparticule de aur
prin radacini acumulanduse n esuturi. Nanoparticule de aur poate fi
separate mecanic din tesutul plantelor dupa
recoltare.Nanotehnologia poate fi de asemenea utilizata pentru
curarea apelor subterane.
Argonide, o companie din SUA foloseste nanofibre din oxid de
aluminiu cu un diametru de 2 nm , ca purificator de apa. Filtre din
aceste fibre pot elimina virusii, bacteriile si chisturile
protozoarelor din apa.Proiecte similare au loc si n alt locuri, n
special n rile n curs de dezvoltare, cum ar fi India i Africa de
Sud. Concernul chimic german BASF a dedicat o parte semnificativ de
fonduri (105 milioane de dolari) pentru cercetari nanotehnologice
de purificare a apei.Compania francez Generale des Eaux a dezvoltat
de asemenea propria tehnologie de nanofiltrare n colaborare cu
compania Dow Chemical, filiala Filmtec.
Ondeo, unitatea de ap a conglomeratului francez Suez, a instalat
ntre timp un sistem de ultrafiltrare, cu gauri de 0,1 microni n
dimensiune, ntr-una din fabricile sale din Paris.n timp ce unele
companii se ocupa cu filtrarea apei, altele, cum ar fi Altairnano,
urmeaz o abordare de purificare a acesteia folosind nanoparticule
de lantan care absorb fosfatii din mediile apoase. Aplicarea
acestei tehnologii in iazuri i piscine indeparteaza eficient
fosfaii prevenind dezvoltarea algelor.Compania se asteapta ca de
aceasta tehnologie sa beneficieze bazinele comerciale care
investesc sume uriae de bani pentru a elimina algele.
O cercetare a Universitatii Lehigh din Statele Unite arat c o
pulbere ultrafina de fier la scara nanometrica poate fi folosita ca
un instrument eficient pentru curatarea solului contaminat i a
apelor subterane, o problem de mii de miliarde de dolari, care
cuprinde mai mult de 1000 de locuri inca netratate sau abandonate (
depozite de deseuri, mine abandonate si zone industriale ) .
Nanoparticule de fier catalizeaza oxidarea i descompunerea
contaminanilor organici, cum ar fi tricloreten, tetraclorura de
carbon, dioxinele, PCB ( policlorura de bifenil ) la compui simpli
cu carbon, mai puin toxici.
Acest lucru ar putea deschide calea pentru o nano acvacultur,
care ar fi benefic pentru un numr mare de agricultori din ntreaga
lume.Alte cercetri ale Centrului de Nanotehnologie biologica si de
mediu (CBEN) au artat c particulele nanometrice de oxid de fier
sunt extrem de eficiente la legarea i eliminarea arseniului din
apele subterane , care afecteaz alimentarea cu ap a milioane de
oameni din lumea n curs de dezvoltare i pentru care nu exist o
solutie eficienta .
Va multumim pentru atentie !
Prezentare realizata de :Barbur Andrei Bumbuc Florin
