Luz de Síncrotron na Ciência do Solo
- Vini
- 2 de ago. de 2015
- 3 min de leitura
Ja ouviu falar na Luz de Síncrotron? Sabia que ela pode ser aplicada em estudos da ciência do solo? Este assunto foi tratado em reportagem publicada mês passado pela CULTIVAR. As aplicações da radiação síncrotron em diversas áreas do conhecimento foram apresentadas durante a São Paulo School of Advanced Sciences on Recent Developments in Synchrotron Radiation - SyncLight 2015, realizada com o apoio da FAPESP no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), de 13 a 24 de julho.
No caso das geociências, a luz síncrotron tem possibilitado o aprofundamento do conhecimento sobre o solo por facilitar o estudo de camadas e processos que ocorrem em escala molecular e atômica, explicou Dalton Belchior Abdala, pesquisador do LNLS na área de ciências do solo. “O desenvolvimento da produção agrícola está intimamente associado aos avanços das geociências. As fronteiras do conhecimento científico nas próximas décadas serão os processos químicos, físicos e biológicos que ocorrem em solos em seu nível mais fundamental, o nível atômico, e a radiação síncrotron tem papel fundamental nisso.”
Abdala apresentou na ocasião técnicas de espectrografia de raios X aplicadas à pesquisa em geociências, utilizadas especialmente para determinar a presença de metais no solo. “As pesquisas nessa área buscam compreender as reações na interface entre solos, uma mistura heterogênea de compostos orgânicos e inorgânicos de diferentes composições. A luz síncrotron facilita essa compreensão por aproximar o olhar dos pesquisadores ao limite dos menores componentes, às reações que ocorrem na escala dos átomos e das moléculas”, explicou.
O Brasil é o único país da América Latina a possuir uma máquina de luz síncrotron, ou simplesmente síncrotron. Ele está localizado no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), vinculado ao Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), opera, desde 1997, a primeira fonte de luz síncrotron do Hemisfério Sul, uma máquina de 2ª geração, totalmente projetada e construída no Brasil. Esses equipamentos produzem luz de amplo espectro (infravermelho, ultravioleta e raios X) e permitem o estudo da matéria em suas variadas formas. Trata-se da ferramenta experimental com o maior número de aplicações e de maior impacto sobre o conhecimento e desenvolvimento de materiais.
Um novo acelerador de particulas está em construção no LNLS chamado Sirius. Seguindo o LNLS ele será a maior e mais complexa infraestrutura científica já construída no País. É planejada para colocar o Brasil na liderança mundial de geração de luz síncrotron e foi projetada para ter o maior brilho dentre todos os equipamentos na sua classe de energia. A reportagem da CULTIVAR também fala sobre este novo equipamento e sua contribuição nos avanços da ciência do solo.
Segundo Abdala, a resolução do Sirius ampliará os estudos sobre a rizosfera, região em que solo e raízes entram em contato. “Trata-se de uma região muito importante porque é uma interface entre solo e planta, em que ocorrem reações de absorção de nutrientes, de liberação de exsudatos radiculares e outras. A resolução do Sirius facilitará, por exemplo, estudos sobre como os micróbios afetam a ciclagem de nutrientes. Entender a dinâmica da rizosfera explicaria muita coisa sobre os mecanismos da planta para recuperar um nutriente no solo, como potássio, cálcio e zinco.”
Disciplina da USP sobre a Luz Síncrotron
A Universidade de São Paulo - USP oferece a disciplina Fundamentos de espectroscopia de absorção de raios X com aplicações em ciência do solo com carga horária de 32 h. o pragrama da disciplina está descrito a seguir:
Programa:
1. Conceitos básicos relacionados à espectroscopia de absorção de raios X (XAFS): fenômeno de absorção; espectros de absorção de raios X e informações passíveis de serem por eles fornecidas com exemplos na área de Ciência do Solo. 2 Aspectos experimentais relacionados à XAFS: natureza da luz síncrotron e geração de raios X em aceleradores de partículas; linhas de luz; detectores de raios X; preparo dae amostras; condições experimentais necessárias à obtenção de espectros e formas de aquisição de dados. 3. Análise de dados XAFS: Utilizando-se dados obtidos para óxidos de ferro de interesse pedológico serão lecionadas as técnicas computacionais de análises de espectros de absorção de raios X explorando-se, à título de exemplo, aspectos da química coordenativa dos referidos compostos.
Bibliografia:
Calvin, S. (2013). XAFS for Everyone, CRC Press.
Bunker, G. (2010). Introduction to XAFS: A practical guide to X-ray absorption fne structure spectroscopy, Cambridge University Press.
X-ray Absorption: Principles, Applications, Techniques of EXAFS, SEXAFS, and XANES in Chemical Analysis vol. 92. D.C. Koningsberger and R.Prins (ed.), John Wiley & Sons, 1988.
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