Grace Yuan
“Em relação à inovação na tecnologia de formulação, a competência central de uma empresa agroquímica deve ter as seguintes estratégias e objetivos: 1) desenvolver novas moléculas de defensivos agrícolas, 2) descobrir novos defensivos biológicos, 3) projetar formulações de ingredientes ativos (AIs) individuais ou combinados (tanto novos quanto genéricos) com o auxílio de coformulantes eficazes e seguros, e 4) fabricar os produtos de formulação resultantes de maneira segura e econômica, que devem ser aplicáveis e eficazes para os agricultores”, disse Roy C. Chen, PhD, ex-líder da equipe de formulação da ADAMA US, em uma entrevista recente à AgroPages.
Ele também compartilhou suas opiniões sobre as futuras tendências de desenvolvimento de novas tecnologias de formulação e aplicação, desafios regulatórios e de P&D que afetam a inovação e o desenvolvimento de formulações, bem como a competência central para impulsionar a inovação tecnológica em formulação.
P1. Quais novas tecnologias de formulação e aplicação são necessárias para atender às necessidades dos produtores nos próximos 5 a 10 anos em diferentes regiões globais?
Nos próximos 5 a 10 anos, a população mundial exigirá uma produção de culturas alimentares mais segura e confiável, em termos de quantidade e qualidade, ao mesmo tempo em que se ajusta às mudanças climáticas e à redução de terras aráveis. O futuro do desenvolvimento tecnológico de novas formulações para empresas agroquímicas se concentrará no desenvolvimentng não apenas novas moléculas de IA por empresas de P&D, mas também IAs combinadas, ou as chamadas formulações de misturas híbridas pela maioria das empresas de genéricos. Esta última direção deve-se à necessidade de se diferenciar nos mercados locais e globais. Além disso, há também o desejo de ser ecologicamente correto, mantendo aplicações seguras e eficientes, e quebrando a resistência de plantas daninhas, como as ao Glyphosate e triazinas, entre outras. A tecnologia de formulação poderia fazer parte de uma abordagem integrada envolvendo máquinas de capina e rotação de culturas em conjunto com novas agro-formulações. Que tal usar formulações combinadas químicas/biológicas para combater a resistência? Por exemplo, poderiam ser usados certos esporos fúngicos na formulação. Os principais desafios de formulação residem em lidar com misturas de formulações que estão se tornando mais complexas, assim como os coformulantes necessários para que isso aconteça. Geralmente, estes incluem novos coformulantes funcionais, solventes verdes, bioestimulantes e outros adjuvantes relacionados.
P2. Quais são os desafios regulatórios que afetam as formulações futuras? Você poderia compartilhar alguns casos específicos de como uma empresa de agroquímicos desenvolve formulações de defensivos agrícolas adequadas a diferentes regiões globais?
Como as autoridades nacionais gerenciam os registros de formulação individualmente, por meio de várias leis e políticas locais, os produtores de agroquímicos podem enfrentar desafios em casos de mesmos coformulantes que podem não ser aceitos globalmente. Portanto, versões separadas das mesmas formulações de produtos podem ser necessárias, assim como os requisitos correspondentes de dados toxicológicos. Como resultado, mais recursos são necessários para registrar o mesmo produto. Pela mesma lógica, gerenciar as questões da cadeia de suprimentos a jusante seria igualmente desafiador e caro. Além disso, devido às diferentes regulamentações de defensivos entre os países, pode haver problemas envolvendo defensivos no comércio internacional. Um exemplo recente diz respeito ao processo de renovação do registro do Glyphosate na UE. Porque as formulações de Glyphosate, particularmente aquelas combinadas com emulsificantes de amina de sebo polietoxilada (POEA), demonstraram causar efeitos citotóxicos elevados ou de desregulação endócrina, em comparação com o ingrediente ativo Glyphosate isolado. No entanto, este não é um caso encerrado para alguns. As opiniões entre comunidades científicas, autoridades de saúde e autoridades/organizações ambientais estão divididas. Essencialmente, o caso toca em aspectos fundamentais da avaliação de risco e regulamentação de produtos. Uma notícia muito recente é que um tribunal francês emitiu uma proibição das vendas de Glyphosate na França. Vários outros países fora da UE, incluindo Argentina, Austrália, Bermudas, Brasil e Canadá, estão proibindo ou restringindo o uso de Glyphosate, enquanto os EUA não o fizeram. Devido às questões do Glyphosate, o destino do coformulante POEA Tallowamine também foi afetado. Em resposta, a Bayer/Monsanto, fabricante da formulação de Glyphosate, está agora removendo o emulsificante Tallowamine de todas as formulações de Glyphosate. Há também um movimento na UE para usar métodos alternativos de capina, além das técnicas de MIP, além do uso de outros herbicidas orgânicos seguros, como óleos essenciais, ácidos acético e cítrico, bem como ácidos graxos, como em formulações de sabão que podem ser necessárias para ajudar a gerenciar as necessidades do mercado pós-Glyphosate.
P3. Quais são os desafios em P&D para novas formulações e as possíveis soluções?
No contexto amplo de satisfazer as necessidades gerais da produção agrícola em alimentos, fibras e culturas para combustível, os agricultores geralmente dependem fortemente de agroquímicos na agricultura moderna para aumentar a produtividade das culturas, incrementar o crescimento das plantas, neutralizar o solo e proteger contra pragas, incluindo plantas daninhas, insetos e fungos. As questões são como aumentar e otimizar a produção agrícola em cada região através da utilização inteligente de agroquímicos. Os desafios correspondentes de P&D de formulação residem no desenvolvimento de novas formulações combinadas, que estão se tornando mais complexas de formular. Observe atentamente o potencial de formulaçãosobre componentes que um formulador deve enfrentar; incluindo os ingredientes ativos químicos, umectantes, emulsificantes, tensoativos, dispersantes, polímeros, solventes, óleos, adjuvantes, auxiliares de suspensão, pós, tampões, modificadores reológicos, água, adjuvantes e muito mais. Suas interações físicas e coloidais entre si devem ser compreendidas e tratadas de acordo. Obviamente, o objetivo é ter um produto de formulação final que deve ser física e quimicamente estável no armazenamento e facilmente aplicável para mistura em tanque, ao mesmo tempo em que entrega as eficácias defensivas. Mais desafiadoras são as combinações de agroquímicos e defensivos biológicos. Por exemplo, existem defensivos biológicos consistindo de esporos bacterianos ou fúngicos para tratamento de sementes, combinados com o inseticida químico em sementes de culturas como milho, soja e algodão. As formulações combinadas de tratamento de sementes podem ser uma das razões pelas quais o mercado de defensivos biológicos está crescendo. Exemplos proeminentes são o Poncho Votivo e PV 2.0 (nematicida) da BASF e o Clariva Complete (Nematicida de Cisto da Soja) da Syngenta.
P4. Você poderia compartilhar alguns casos de tecnologias de digitalização que aumentam a eficácia para o desenvolvimento / aplicação / entrega de formulações?
Como vivemos em um mundo digitalizado, é natural que a tecnologia digital possa ser utilizada ou considerada no desenvolvimento de formulações agroquímicas, como a coleta de dados eorganização para fins de definição e registro de formulação. Bancos de dados de coformulantes, incluindo suas propriedades químicas e físicas, podem ser pesquisados para mineração de dados. Por enquanto, ainda não existe modelagem computacional ou simulação de formulações agroquímicas. As formulações reais ainda precisam ser montadas fisicamente, de acordo com as composições na bancada para testes e monitoramento realistas. Esta é uma área ainda a ser explorada.
Uma metodologia estatística muito útil aplicada ao desenvolvimento de formulações é o “Delineamento de Experimentos” (DOE). É uma abordagem sistemática bem estabelecida para criar boas formulações. Existem pacotes de software comercializados para realizar o DOE de formulação. Este método estatístico é uma ferramenta poderosa para a otimização da formulação, particularmente quando múltiplos ingredientes estão envolvidos para alcançar as formulações de desempenho final. Geralmente, a técnica DOE é altamente recomendada, pois a maioria dos formuladores foi treinada ou está acostumada a empregar técnicas tradicionais de mudar uma variável por vez (OFAT), em vez de algo como experimentos de delineamento fatorial por meio de técnicas DOE.
Outras áreas de digitalização agroquímica começam com a digitalização de equipamentos de teste de formulação de laboratório, que podem ser controlados e monitorados por computador, e os exemplos incluem viscosímetros de laboratório e incubadoras para testes de congelamento-descongelamento. Em relação àoperação da planta piloto agroquímica a jusante e à produção posterior, espera-se que a digitalização associada siga a de uma planta química digitalizada, tanto na operação unitária quanto no processo unitário. Do painel de controle da planta ao feedback da unidade de processo, a tecnologia digital moderna pode ser uma ótima ferramenta em termos de segurança e bom controle de qualidade. Uma área criticamente nova para todas as empresas agroquímicas considerarem é a simulação de produção de formulação para plantas de formulação. Não apenas uma operação de formulação normal pode ser simulada, mas também um contratempo de formulação inconcebível. Um módulo de software de simulação pode ser uma ferramenta de treinamento econômica para equipes de escala piloto e produção. A área final a considerar é a automação da planta de formulação. Esta pode ser uma forma eficaz de aumentar a produtividade, minimizar custos e tornar a sua instalação mais ergonômica. A automação da planta deve ser bem adequada a um tipo de processamento por etapas para uma unidade de produção que fabrica formulações agroquímicas.
Num futuro próximo, a entrega de formulações ao campo será feita por robôs em fazendas modernas, geralmente por Agbots e drones voadores. Consequentemente, as formulações agroquímicas podem ter concentrações mais elevadas, enquanto os tipos e o design da formulação também podem ser mais versáteis, sem preocupações com a segurança humana. Pela mesma razão, a pulverização de formulações pode ser mais flexível, umatambém.
Além disso, a aplicação da formulação pode ser realizada de maneira de alta precisão e ser muito menos poluente para o meio ambiente.
P5. Qual é a competência central para impulsionar a inovação em tecnologia de formulação em uma empresa agroquímica? Quais tecnologias de formulação inovadoras foram lançadas na indústria agroquímica?
No que diz respeito a uma empresa agroquímica moderna, em relação à inovação tecnológica de formulação, a competência central da empresa deve ter as seguintes estratégias e objetivos: 1) desenvolver novas moléculas de defensivos agrícolas, 2) descobrir novos defensivos biológicos, 3) projetar formulações de ingredientes ativos (IAs) isolados ou em combinação (tanto novos quanto genéricos) com o auxílio de coformulantes eficazes e seguros, e 4) fabricar os produtos de formulação resultantes de maneira segura e econômica, que devem ser fáceis de aplicar e eficazes para os agricultores.
Além disso, em relação às inovações em tecnologia de formulação necessárias para seguir as estratégias acima, a empresa agroquímica precisa se destacar nas tecnologias de formulação tradicionais, como o concentrado emulsionável (EC), concentrado solúvel (SL), suspensão concentrada (SC), grânulo dispersível em água (WG) e pó molhável (WP), melhorando e otimizando as composições. Ter um pipeline de produtos de formulação a cada ano para o mercado. Além das formulações tradicionais, outros tipos de formulações específicas podem ser considerados, como a suspo-emulsão (SE), dispersão oleosa (OD) e suspensão de cápsulas (CS), utilizadas para lidar com casos específicos, incluindo incompatibilidade física ou química, melhoria da bioeficácia, redução da toxicidade ambiental, etc. Normalmente, esses tipos de formulação exigem mais tempo para triagem e testes. Por fim, no caso de defensivos biológicos de esporos microbianos, os excipientes de fermentação upstream geralmente são misturados com os esporos na própria mistura da formulação, o que pode ser um desafio para os formuladores!
Ele também compartilhou suas opiniões sobre as futuras tendências de desenvolvimento de novas tecnologias de formulação e aplicação, desafios regulatórios e de P&D que afetam a inovação e o desenvolvimento de formulações, bem como a competência central para impulsionar a inovação tecnológica em formulação.
P1. Quais novas tecnologias de formulação e aplicação são necessárias para atender às necessidades dos produtores nos próximos 5 a 10 anos em diferentes regiões globais?
Nos próximos 5 a 10 anos, a população mundial exigirá uma produção de culturas alimentares mais segura e confiável, em termos de quantidade e qualidade, ao mesmo tempo em que se ajusta às mudanças climáticas e à redução de terras aráveis. O futuro do desenvolvimento tecnológico de novas formulações para empresas agroquímicas se concentrará no desenvolvimentng não apenas novas moléculas de IA por empresas de P&D, mas também IAs combinadas, ou as chamadas formulações de misturas híbridas pela maioria das empresas de genéricos. Esta última direção deve-se à necessidade de se diferenciar nos mercados locais e globais. Além disso, há também o desejo de ser ecologicamente correto, mantendo aplicações seguras e eficientes, e quebrando a resistência de plantas daninhas, como as ao Glyphosate e triazinas, entre outras. A tecnologia de formulação poderia fazer parte de uma abordagem integrada envolvendo máquinas de capina e rotação de culturas em conjunto com novas agro-formulações. Que tal usar formulações combinadas químicas/biológicas para combater a resistência? Por exemplo, poderiam ser usados certos esporos fúngicos na formulação. Os principais desafios de formulação residem em lidar com misturas de formulações que estão se tornando mais complexas, assim como os coformulantes necessários para que isso aconteça. Geralmente, estes incluem novos coformulantes funcionais, solventes verdes, bioestimulantes e outros adjuvantes relacionados.
P2. Quais são os desafios regulatórios que afetam as formulações futuras? Você poderia compartilhar alguns casos específicos de como uma empresa de agroquímicos desenvolve formulações de defensivos agrícolas adequadas a diferentes regiões globais?
Como as autoridades nacionais gerenciam os registros de formulação individualmente, por meio de várias leis e políticas locais, os produtores de agroquímicos podem enfrentar desafios em casos de mesmos coformulantes que podem não ser aceitos globalmente. Portanto, versões separadas das mesmas formulações de produtos podem ser necessárias, assim como os requisitos correspondentes de dados toxicológicos. Como resultado, mais recursos são necessários para registrar o mesmo produto. Pela mesma lógica, gerenciar as questões da cadeia de suprimentos a jusante seria igualmente desafiador e caro. Além disso, devido às diferentes regulamentações de defensivos entre os países, pode haver problemas envolvendo defensivos no comércio internacional. Um exemplo recente diz respeito ao processo de renovação do registro do Glyphosate na UE. Porque as formulações de Glyphosate, particularmente aquelas combinadas com emulsificantes de amina de sebo polietoxilada (POEA), demonstraram causar efeitos citotóxicos elevados ou de desregulação endócrina, em comparação com o ingrediente ativo Glyphosate isolado. No entanto, este não é um caso encerrado para alguns. As opiniões entre comunidades científicas, autoridades de saúde e autoridades/organizações ambientais estão divididas. Essencialmente, o caso toca em aspectos fundamentais da avaliação de risco e regulamentação de produtos. Uma notícia muito recente é que um tribunal francês emitiu uma proibição das vendas de Glyphosate na França. Vários outros países fora da UE, incluindo Argentina, Austrália, Bermudas, Brasil e Canadá, estão proibindo ou restringindo o uso de Glyphosate, enquanto os EUA não o fizeram. Devido às questões do Glyphosate, o destino do coformulante POEA Tallowamine também foi afetado. Em resposta, a Bayer/Monsanto, fabricante da formulação de Glyphosate, está agora removendo o emulsificante Tallowamine de todas as formulações de Glyphosate. Há também um movimento na UE para usar métodos alternativos de capina, além das técnicas de MIP, além do uso de outros herbicidas orgânicos seguros, como óleos essenciais, ácidos acético e cítrico, bem como ácidos graxos, como em formulações de sabão que podem ser necessárias para ajudar a gerenciar as necessidades do mercado pós-Glyphosate.
P3. Quais são os desafios em P&D para novas formulações e as possíveis soluções?
No contexto amplo de satisfazer as necessidades gerais da produção agrícola em alimentos, fibras e culturas para combustível, os agricultores geralmente dependem fortemente de agroquímicos na agricultura moderna para aumentar a produtividade das culturas, incrementar o crescimento das plantas, neutralizar o solo e proteger contra pragas, incluindo plantas daninhas, insetos e fungos. As questões são como aumentar e otimizar a produção agrícola em cada região através da utilização inteligente de agroquímicos. Os desafios correspondentes de P&D de formulação residem no desenvolvimento de novas formulações combinadas, que estão se tornando mais complexas de formular. Observe atentamente o potencial de formulaçãosobre componentes que um formulador deve enfrentar; incluindo os ingredientes ativos químicos, umectantes, emulsificantes, tensoativos, dispersantes, polímeros, solventes, óleos, adjuvantes, auxiliares de suspensão, pós, tampões, modificadores reológicos, água, adjuvantes e muito mais. Suas interações físicas e coloidais entre si devem ser compreendidas e tratadas de acordo. Obviamente, o objetivo é ter um produto de formulação final que deve ser física e quimicamente estável no armazenamento e facilmente aplicável para mistura em tanque, ao mesmo tempo em que entrega as eficácias defensivas. Mais desafiadoras são as combinações de agroquímicos e defensivos biológicos. Por exemplo, existem defensivos biológicos consistindo de esporos bacterianos ou fúngicos para tratamento de sementes, combinados com o inseticida químico em sementes de culturas como milho, soja e algodão. As formulações combinadas de tratamento de sementes podem ser uma das razões pelas quais o mercado de defensivos biológicos está crescendo. Exemplos proeminentes são o Poncho Votivo e PV 2.0 (nematicida) da BASF e o Clariva Complete (Nematicida de Cisto da Soja) da Syngenta.
P4. Você poderia compartilhar alguns casos de tecnologias de digitalização que aumentam a eficácia para o desenvolvimento / aplicação / entrega de formulações?
Como vivemos em um mundo digitalizado, é natural que a tecnologia digital possa ser utilizada ou considerada no desenvolvimento de formulações agroquímicas, como a coleta de dados eorganização para fins de definição e registro de formulação. Bancos de dados de coformulantes, incluindo suas propriedades químicas e físicas, podem ser pesquisados para mineração de dados. Por enquanto, ainda não existe modelagem computacional ou simulação de formulações agroquímicas. As formulações reais ainda precisam ser montadas fisicamente, de acordo com as composições na bancada para testes e monitoramento realistas. Esta é uma área ainda a ser explorada.
Uma metodologia estatística muito útil aplicada ao desenvolvimento de formulações é o “Delineamento de Experimentos” (DOE). É uma abordagem sistemática bem estabelecida para criar boas formulações. Existem pacotes de software comercializados para realizar o DOE de formulação. Este método estatístico é uma ferramenta poderosa para a otimização da formulação, particularmente quando múltiplos ingredientes estão envolvidos para alcançar as formulações de desempenho final. Geralmente, a técnica DOE é altamente recomendada, pois a maioria dos formuladores foi treinada ou está acostumada a empregar técnicas tradicionais de mudar uma variável por vez (OFAT), em vez de algo como experimentos de delineamento fatorial por meio de técnicas DOE.
Outras áreas de digitalização agroquímica começam com a digitalização de equipamentos de teste de formulação de laboratório, que podem ser controlados e monitorados por computador, e os exemplos incluem viscosímetros de laboratório e incubadoras para testes de congelamento-descongelamento. Em relação àoperação da planta piloto agroquímica a jusante e à produção posterior, espera-se que a digitalização associada siga a de uma planta química digitalizada, tanto na operação unitária quanto no processo unitário. Do painel de controle da planta ao feedback da unidade de processo, a tecnologia digital moderna pode ser uma ótima ferramenta em termos de segurança e bom controle de qualidade. Uma área criticamente nova para todas as empresas agroquímicas considerarem é a simulação de produção de formulação para plantas de formulação. Não apenas uma operação de formulação normal pode ser simulada, mas também um contratempo de formulação inconcebível. Um módulo de software de simulação pode ser uma ferramenta de treinamento econômica para equipes de escala piloto e produção. A área final a considerar é a automação da planta de formulação. Esta pode ser uma forma eficaz de aumentar a produtividade, minimizar custos e tornar a sua instalação mais ergonômica. A automação da planta deve ser bem adequada a um tipo de processamento por etapas para uma unidade de produção que fabrica formulações agroquímicas.
Num futuro próximo, a entrega de formulações ao campo será feita por robôs em fazendas modernas, geralmente por Agbots e drones voadores. Consequentemente, as formulações agroquímicas podem ter concentrações mais elevadas, enquanto os tipos e o design da formulação também podem ser mais versáteis, sem preocupações com a segurança humana. Pela mesma razão, a pulverização de formulações pode ser mais flexível, umatambém.
Além disso, a aplicação da formulação pode ser realizada de maneira de alta precisão e ser muito menos poluente para o meio ambiente.
P5. Qual é a competência central para impulsionar a inovação em tecnologia de formulação em uma empresa agroquímica? Quais tecnologias de formulação inovadoras foram lançadas na indústria agroquímica?
No que diz respeito a uma empresa agroquímica moderna, em relação à inovação tecnológica de formulação, a competência central da empresa deve ter as seguintes estratégias e objetivos: 1) desenvolver novas moléculas de defensivos agrícolas, 2) descobrir novos defensivos biológicos, 3) projetar formulações de ingredientes ativos (IAs) isolados ou em combinação (tanto novos quanto genéricos) com o auxílio de coformulantes eficazes e seguros, e 4) fabricar os produtos de formulação resultantes de maneira segura e econômica, que devem ser fáceis de aplicar e eficazes para os agricultores.
Além disso, em relação às inovações em tecnologia de formulação necessárias para seguir as estratégias acima, a empresa agroquímica precisa se destacar nas tecnologias de formulação tradicionais, como o concentrado emulsionável (EC), concentrado solúvel (SL), suspensão concentrada (SC), grânulo dispersível em água (WG) e pó molhável (WP), melhorando e otimizando as composições. Ter um pipeline de produtos de formulação a cada ano para o mercado. Além das formulações tradicionais, outros tipos de formulações específicas podem ser considerados, como a suspo-emulsão (SE), dispersão oleosa (OD) e suspensão de cápsulas (CS), utilizadas para lidar com casos específicos, incluindo incompatibilidade física ou química, melhoria da bioeficácia, redução da toxicidade ambiental, etc. Normalmente, esses tipos de formulação exigem mais tempo para triagem e testes. Por fim, no caso de defensivos biológicos de esporos microbianos, os excipientes de fermentação upstream geralmente são misturados com os esporos na própria mistura da formulação, o que pode ser um desafio para os formuladores!