As florestas do mundo estão ameaçadas. Para além de serem exploradas para a produção de madeira e desbravadas para dar lugar à agricultura, o aumento das temperaturas globais está a provocar incêndios florestais mais intensos. Este ano deverá ser o mais quente de que há registo e tem sido o pior de sempre em termos de incêndios nas florestas boreais de todo o mundo.
A reflorestação é essencial na luta contra as alterações climáticas e para proteger a biodiversidade, mas a plantação manual de mudas pode ser lenta e trabalhosa.
Nos últimos anos, começaram a ser utilizados drones para lançar sementes em terrenos desflorestados por incêndios; uma empresa chamada Mast Reforestation, anteriormente DroneSeed, aplicou este método no oeste dos Estados Unidos e noutros locais, e o World Wildlife Fund utilizou drones especializados para restaurar matas rurais na Austrália. Mas para que um reflorestamento funcione mesmo, as sementes caídas têm de entrar no solo e germinar, e isso pode ser um desafio.
Os investigadores do Morphing Matter Lab da Universidade Carnegie Mellon, na Pensilvânia, podem ter uma resposta. Inspirado no design da própria natureza, o laboratório criou um transportador de "E-seed" que se destina a ser largado por drones e a perfurar o solo.
Mas, curiosamente, o transportador não precisa de uma fonte de energia para perfurar o solo - é feito de um material que se "autoperfura" em resposta à chuva.
A diretora do laboratório, Lining Yao, e os seus colegas procuraram inspiração nas sementes de erodium.
As sementes deste género de plantas têm uma "broca" semelhante a uma espiral que muda de forma quando está molhada, utilizando uma "cauda" para se apoiar e penetrar mais eficazmente no solo.
A equipa criou um porta-sementes baseado no mesmo princípio, feito de madeira de carvalho branco que responde naturalmente às mudanças de humidade. Os especialistas trataram quimicamente a madeira para a tornar mais flexível quando molhada, bem como mais macia e mais densa para que se expanda mais eficazmente. O erodium tem uma única cauda, mas o porta-sementes tem três, o que facilita a perfuração do solo.
De acordo com a investigação que Yao publicou na revista Nature, o transportador tem uma "taxa de sucesso de perfuração de 80% em terrenos planos", o que o torna mais eficaz do que as sementes de erodium nas mesmas condições. Depois de o transportador se enterrar, a semente fica protegida dos animais e dos elementos naturais, aumentando as hipóteses de germinação.
Feito à medida
Em agosto, o projeto ganhou o prémio Falling Walls breakthrough of the year - atribuído anualmente a descobertas científicas em disciplinas académicas - em Engenharia e Tecnologia.
Até agora, o Morphing Matter só testou os porta-sementes em Pittsburgh e em Changxing, na China, mas Yao diz que o laboratório tem recebido interesse de investidores de capital de risco e de agências governamentais de todo o mundo que pretendem utilizar os porta-sementes em projetos de reflorestação.
No entanto, Yao salienta que têm de ser desenvolvidos tipos específicos de porta-sementes para diferentes locais, para se adaptarem a diferentes solos e níveis de humidade, entre outras variantes. "Temos de adaptar o design às condições locais e às sementes do seu interesse", explica Yao.
"O deserto é muito diferente da floresta amazónica e das linhas costeiras do Havai. A parceria tem de ser muito colaborativa com os profissionais locais, pelo que lhes pedimos sempre que enviem sementes e solo para validarmos."
O fornecimento da tecnologia a projetos em todo o mundo exigiria que a produção fosse aumentada.
"A maior parte das pessoas que nos contactam querem milhares de sementes, querem fazer crescer milhões de árvores num ano", diz Yao. "Criei uma pequena equipa no laboratório para pensar na estratégia de produção em massa, mas queremos definitivamente obter mais apoio financeiro e de recursos humanos para fazer disto um esforço maior."
Shu Yang, professora da Universidade da Pensilvânia, tem estado fortemente envolvida no projeto do transportador E-seed. Segundo a especialista, a questão da distribuição em grande escala é importante.
"É preciso olhar para a eficiência. Neste momento, é de 80% e, depois, quando se faz uma grande área, qual é a eficiência versus os custos? Se as pessoas estão interessadas em fazer isto, penso que a taxa de sucesso é fundamental", diz Yang.
Mas, em termos do processo de fabrico, Yang acredita que será possível produzir transportadores suficientes para satisfazer a procura.
Escassez de sementes
De acordo com Matthew Aghai, vice-presidente de investigação e desenvolvimento biológicos da Mast Reforestation, o projeto e-seed é um "desenvolvimento fenomenal", mas o responsável acrescenta que, para que a distribuição de sementes seja verdadeiramente eficaz, é necessário disponibilizar drones melhores para a reflorestação. Normalmente, com os drones convencionais, "a tecnologia não está num ponto em que se possa operar com um grande grau de controlo e precisão", afirma.
A Mast já fabricou e utilizou drones para reflorestação e ainda os utiliza em investigação e desenvolvimento, mas atualmente não os utiliza em projetos de reflorestação. A empresa também produz milhões de sementes anualmente no maior banco de sementes do oeste dos Estados Unidos e, embora não esteja ligada ao Morphing Matter Lab, já o consultou. Aghai acrescenta que a utilização de drones para a reflorestação em áreas remotas requer infraestruturas, como estações de carregamento, que muitas vezes não estão disponíveis.
Mas um desafio ainda maior pode ser a falta de sementes para plantar, diz ele, porque armazenar sementes em bancos leva tempo e os viveiros de sementes precisam de mais financiamento. "Há, de facto, uma escassez de sementes mais ampla no nosso sector, uma escassez muito grave. É esse o estrangulamento da reflorestação, não a tecnologia."
