Por Petra Pastl

Um estudo inovador liderado pelo professor Vagner Bezerra dos Santos, do Departamento de Química Fundamental (DQF), do Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) da UFPE, em parceria com a Clemson University (EUA), resultou no desenvolvimento de um método sustentável para a detecção e remoção de poluentes, como os surfactantes - compostos amplamente utilizados em produtos como detergentes e pesticidas - em amostras de água ambiental. O artigo, publicado na revista Sensors & Diagnostics, da Royal Society of Chemistry, em setembro deste ano, tem recebido destaque pela utilização de solventes naturais e não tóxicos, além do emprego de inteligência artificial para otimizar a solução. A pesquisa promete revolucionar a forma como os poluentes são tratados e removidos do meio ambiente, oferecendo uma alternativa ecológica e segura.

Essa nova fase do estudo é uma continuação de pesquisas sobre a poluição dos rios em Pernambuco. A equipe avançou significativamente ao desenvolver um método que substitui solventes tóxicos, como o clorofórmio, por um solvente eutético natural, atóxico e hidrofóbico, o Natural Deep Eutectic Solvent (Nades), composto por mentol e ácido dodecanóico, ambos de origem natural, comestíveis e seguros para a saúde humana e o meio ambiente. Ele é eutético por ser uma mistura de compostos naturais, como açúcares, ácidos ou álcoois, que, quando combinados, formam um líquido estável em temperatura ambiente. E hidrofóbico por não se misturar, absorver e nem adsorver a água. A inovação possibilita a extração de poluentes de maneira eficaz, sem impactos ambientais, algo que os métodos convencionais não conseguem alcançar.

A pesquisa também utilizou inteligência artificial para identificar a melhor combinação de solventes, proporcionando precisão na detecção dos poluentes. Enquanto os métodos tradicionais requerem até 100 mL de clorofórmio por amostra, o novo processo desenvolvido pela equipe elimina totalmente a necessidade de solventes tóxicos. 

O professor Vagner destaca a importância da substituição do clorofórmio, amplamente utilizado na análise de produtos de limpeza e higiene (os surfactantes), por uma opção mais segura: “Com o novo método, não apenas detectamos o poluente, mas também podemos extraí-lo da água contaminada, já que o Nades tem uma densidade menor que a água e consegue atrair o poluente para a parte superior, facilitando sua remoção. Isso representa um grande avanço, pois estamos substituindo completamente os solventes tradicionais, que são altamente prejudiciais à saúde e ao meio ambiente”.

O projeto é parte de uma colaboração internacional financiada pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), envolvendo pesquisadores da UFPE, da Clemson University e da Universidade Federal de Viçosa (UFV). A equipe inclui a mestranda Helayne Santos (UFPE), o doutor em Química Lucas Ayres (Clemson University), e o professor Willian Toito Suarez (UFV), sob a supervisão do professor Carlos D. Garcia (Clemson University).

QUÍMICA VERDE - Segundo Vagner Bezerra dos Santos, o novo método se alinha aos princípios da química verde, reduzindo significativamente o impacto ambiental das análises: “Além de ser eficaz na detecção de surfactantes, o Nades que utilizamos é seguro para o meio ambiente e elimina o uso de solventes perigosos, como o clorofórmio, que tradicionalmente é empregado na extração desses compostos”.

O novo método não só é mais ecológico, mas também simplifica o processo de detecção. Em vez de equipamentos caros, a quantificação dos surfactantes é feita através da análise da intensidade de cor de uma amostra, utilizando a câmera de um smartphone. Essa abordagem prática e de baixo custo permite que as análises sejam realizadas diretamente no campo, sem necessidade de laboratórios especializados.

“O método é extremamente simples e rápido. Utilizamos apenas 3 mL do Nades para misturar com 15 mL de água, e em menos de cinco minutos já conseguimos separar as fases e obter os resultados”, explica o professor. O método é altamente eficiente, com capacidade de detectar poluentes em concentrações que variam de 0,010 mg/L a 0,600 mg/L, com um limite de detecção de apenas 2,0 µg/L, atendendo aos rigorosos padrões ambientais.

Sobre a possibilidade de o método ser reproduzido em larga escala, o professor Vagner é otimista: “Sim, ele pode ser produzido em larga escala e aplicado não apenas na detecção, mas também na remoção de contaminantes das águas. Contudo, ainda precisamos de mais investimentos em pesquisa para garantir o aproveitamento dos Nades que usamos na extração. A disponibilidade de recursos também será um fator decisivo para essa aplicação em grande escala”.

O artigo destaca ainda a relevância ambiental da pesquisa, com uma pontuação de 96% no greenness - indicador de sustentabilidade, sendo uma das soluções mais ambientalmente seguras já propostas para a detecção de poluentes. Além disso, o método mostrou alta precisão em comparação com métodos tradicionais, como a espectrofotometria UV-vis, ou seja, uma técnica que mede a quantidade de luz ultravioleta (UV) e visível (vis) absorvida por uma substância. Ela é usada para identificar compostos e determinar suas concentrações em soluções, com base na absorção de luz em comprimentos de onda específicos.

“Nossa solução tem um potencial transformador ao unir sustentabilidade e precisão na detecção de poluentes. Isso não é apenas um avanço para a ciência, mas também para a preservação do meio ambiente”, ressalta o professor Vagner. Ele também menciona que o método pode ser aperfeiçoado para despoluir rios no futuro próximo, dependendo de investimentos e desenvolvimento adicional.

O uso de smartphones no monitoramento de poluentes é outro ponto importante da pesquisa, proporcionando uma solução de baixo custo e fácil acesso para a análise de qualidade da água em campo. Essa abordagem prática pode facilitar a fiscalização ambiental, principalmente em regiões onde o monitoramento constante de corpos d'água é necessário.

O estudo é uma resposta à crescente preocupação com a presença de surfactantes em corpos d'água, que podem causar sérios danos aos ecossistemas aquáticos e à saúde humana. Concentrações elevadas desses compostos podem aumentar a demanda bioquímica de oxigênio nas águas, afetando a sobrevivência de animais e plantas. “Nosso objetivo foi desenvolver uma solução mais sustentável e que tivesse um baixo custo operacional, facilitando a aplicação em larga escala”, comenta o professor.

Os resultados demonstram que esta inovação não só é promissora para o monitoramento da qualidade da água em ambientes urbanos e rurais, mas também oferece um caminho para futuras pesquisas na remoção ativa de poluentes.

REPERCUSSÃO – O artigo foi capa da edição de setembro da Sensors & Diagnostics, e já está recebendo atenção da comunidade científica internacional. A expectativa é que essa inovação obtenha ainda mais visibilidade do que os estudos anteriores sobre poluição de rios, pois oferece uma alternativa sustentável, que está alinhada com os desafios ambientais contemporâneos.

Mais informações
Professor Vagner Bezerra dos Santos
vagner.bsantos@ufpe.br