Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) desenvolveram sensores biodegradáveis capazes de monitorar a saúde de plantas em tempo real e detectar a presença de pesticidas em cerca de 3 minutos e 28 segundos. Os dispositivos, produzidos a partir de uma tinta de carbono impressa por serigrafia sobre acetato de celulose — um bioplástico transparente e flexível —, podem ser fixados em caules, cascas e folhas para medir temperatura, umidade, desidratação, biomarcadores, doenças, níveis de nutrientes e pesticidas.

Segundo Paulo Augusto Raymundo-Pereira, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP) e coordenador do estudo, os sensores permitem “detecção não destrutiva, rápida, in loco e descentralizada, fornecendo bioinformação em tempo real sobre o estado de saúde da planta e fatores ambientais”. O trabalho foi publicado em fevereiro de 2026 na revista Biosensors and Bioelectronics: X.

Sensores vestíveis e biodegradáveis

Os dispositivos são classificados como sensores vestíveis (wearable sensors), tecnologia apontada pelo Fórum Econômico Mundial como uma das dez principais emergentes de 2023 pelo potencial de melhorar a saúde vegetal e a produtividade agrícola. Diferentemente da maioria dos sensores atuais, que usam polímeros plásticos derivados do petróleo e têm baixa aderência em superfícies irregulares, o novo sensor é feito de acetato de celulose, material de origem vegetal, biodegradável, atóxico, flexível e de baixo custo.

Raymundo-Pereira explica que a celulose é o polissacarídeo natural mais abundante na Terra e que o material pode ser obtido a partir de resíduos agrícolas. Cada dispositivo possui duas unidades sensoriais que empregam técnicas analíticas diferentes para detectar simultaneamente três classes de pesticidas: diquat, carbendazim e difenilamina.

O custo de cada sensor é de US$ 0,077 (cerca de R$ 0,40). “Os sensores são de uso único. Por isso, têm de ser baratos e biodegradáveis”, afirma o pesquisador. O tempo total de aferição, considerando os dois sensores em sequência na mesma amostra, é de 3 minutos e 28 segundos.

Funcionamento e integração

Para realizar a medição, o sensor é colocado diretamente na superfície da planta, sobre uma gota d’água ou de solução tampão fosfato. “Precisamos dessa solução aquosa para haver condutividade”, explica Raymundo-Pereira. A gota é posicionada em locais onde a água se acumula naturalmente, como no meio das folhas, no pedúnculo do tomate ou da maçã e nos sulcos laterais do pimentão. Em seguida, o sensor é fixado sobre a gota e realiza a leitura.

O sensor duplo é integrado a um potenciostato portátil sem fio, que controla a voltagem e mede a corrente elétrica para detectar e quantificar as substâncias químicas. Os resultados são exibidos em tempo real em um celular por meio de comunicação Bluetooth.

Em testes, os pesquisadores borrifaram uma solução de pesticida na concentração de 1.000 micrômetros na casca de maçãs e pimentões, deixaram secar por cinco horas e então fixaram o sensor na superfície com uma gota de 500 microlitros de tampão fosfato. O dispositivo demonstrou capacidade de detectar os resíduos in loco.

Aplicações além da agricultura

Segundo Raymundo-Pereira, a tecnologia dos sensores vestíveis pode ser adaptada para outras finalidades. “É possível detectar a presença de pesticidas na saliva das pessoas, ou mesmo na água da torneira. Fizemos os testes”, afirma. Amostras de saliva humana e água da torneira foram contaminadas com pesticidas e analisadas com sucesso. O sensor também pode ser usado para mensurar componentes na urina e no suor.

A ideia de adaptar a tecnologia para uso agrícola surgiu após um estágio de Raymundo-Pereira no Centro de Sensores Vestíveis da Universidade da Califórnia, em San Diego (EUA), com o professor Joseph Wang. Lá, os sensores são voltados para aplicações humanas — detectam ácido lático, ácido úrico, glicose, cortisol, íons e medicamentos —, mas são feitos de plástico petroquímico. “Os primeiros biodegradáveis, de origem natural, são os nossos, que também podem ser adaptados para uso em humanos”, destaca.

O novo sensor supera uma versão anterior da equipe: uma luva com sensores nas pontas dos dedos, criada em 2022. “O sensor vestível tem a vantagem de ser aplicado diretamente na amostra, pois o acetato consegue adquirir o formato da superfície, ao passo que a luva tem de ser manipulada. Além do mais, a luva é feita de material não biodegradável, enquanto o sensor vestível é totalmente biodegradável e reaproveitável para a confecção de novos sensores”, compara o cientista. Após o uso, os sensores podem ser queimados em condições específicas para recuperar a tinta de carbono e produzir novos dispositivos.

Apoio e patentes

O trabalho contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), por meio de Bolsa de Pós-Doutorado concedida a Nathalia Oeazu Gomes, Auxílio à Pesquisa Regular para Sergio Antônio Spínola Machado e Fixação de Novos Doutores para Raymundo-Pereira.

Os pedidos de patente, tanto da luva quanto do sensor vestível, já foram depositados no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi). A equipe multidisciplinar inclui ainda as pesquisadoras Samiris Teixeira, Nilda de F.F. Soares e Taíla de Oliveira, da Universidade Federal de Viçosa.