A preocupação com a água que assola o país inquieta cientistas há tempos. Nos laboratórios, buscam soluções que variam do controle do desperdício à despoluição. É o caso de um dispositivo criado na Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Durante o mestrado, Rodrigo Reigota César desenvolveu um aparelho portátil capaz de identificar a quantidade de chumbo na água, um dos grandes problemas ambientais da modernidade e um risco à saúde humana.
“O chumbo foi amplamente utilizado na construção de canos de esgoto, para a fabricação de baterias, cabos elétricos e blindagem na indústria nuclear. Com o passar dos anos, esse metal pesado foi substituído e descartado; muitas vezes, de maneira incorreta, contaminando o solo e, consequentemente, lagos e rios”, explica Reigota.
O cientista chama a atenção para o fato de o equipamento poder ser usado em lugares distantes, facilitando a identificação de impurezas da água mesmo em regiões de acesso dificultado. “A grande vantagem desse dispositivo é que ele poderá ir a campo, na área da possível contaminação, lago, mar, rio ou solo. Dessa maneira, teríamos um resultado imediato”, completa Reigota, que, agora, no doutorado, trabalho no aperfeiçoamento desse transistor de efeito de campo sensível a íon (Isfet, sigla em inglês)
Os Isfets são usados nas áreas química e biológica para a realização de diagnósticos médicos. A partir de um Isfet capaz de identificar cátions e ânions em água, Reigota criou uma versão seletiva para chumbo. “Realizei um estudo do estado da arte e do funcionamento desse dispositivo, detalhando todo o processo de fabricação, bem como a caracterização estrutural e elétrica. Ele pode ser aplicado para detecção de pH (indicador de acidez, neutralidade ou alcalinidade) e concentrações de chumbo na água”, detalhou, em entrevista ao Jornal da Unicamp.
Reigota criou o dispositivo a partir de uma tecnologia de microfabricação do silício, a mesma usada na fabricação de chips de computadores. O dispositivo tem uma membrana seletiva capaz de detectar os íons de chumbo. As medidas são realizadas utilizando um capacímetro, que mede a variação da tensão conforme a quantidade de íons do metal existentes na água. “Ele indica a quantidade de chumbo por meio de três curvas, com tensões diferentes. A primeira mostra pouca concentração; a segunda, média e a terceira, alta”, explica Reigota. A detecção é feita rapidamente, o que também contribuiu para a praticidade de análise.
Simplicidade
Para Marilena Vasconcelos de Souza, professora do curso de engenharia elétrica do Centro Universitário Iesb, o dispositivo criado pelo pesquisador brasileiro é interessante principalmente pelo baixo custo, quando comparado com produtos usados atualmente com o mesmo objetivo. “A mais utilizada para detectar impurezas é a cromatografia, um aparelho grande usado em laboratórios e empresas de cosméticos que consegue analisar a presença de qualquer substância. Ele é usado até para testes de doping, mas chega a custar R$ 800 mil”, destaca a especialista.
A pesquisadora também destaca outra dificuldade do cromatógrafo: a operação é complexa. Não temos muitas pessoas que conseguem usar a cromatografia. É necessário uma especialização para isso, o que dificulta ainda mais o uso”, diz.
Souza acredita que o dispositivo criado na Unicamp poderia detectar outros metais, ampliando, assim, ainda mais a eficácia. “Temos que destacar que a análise de chumbo sozinha e apenas uma etapa. Caso pudéssemos com um aparelho pequeno e mais barato como esse, encontrar outros metais prejudiciais à saúde, como o lítio e o cobre, ele teria mais valor ainda”, destaca.
Reigota trabalha, agora, porém, em reduzir ainda mais o tamanho do transistor e aumentar a sensibilidade. “A área sensível será reduzida à escala micrométrica. Como o sensor foi desenvolvido utilizando a tecnologia de microfabricação do silício, quando pronto, poderá ser produzido em larga escala, o que reduzirá os custos associados”, assinala o autor.
Exposição diversificada
Estima-se que o chumbo seja utilizado em mais de 200 processos industriais, como extração, concentração e refino de minérios; produção, reforma e reciclagem de acumuladores elétricos; soldagem e produção de cristais. Produtos comuns têm o metal em sua composição, como tintas, esmaltes, cigarros, tintura para cabelos e batons.
Separador
É um aparelho que faz análise da composição tanto de líquidos quanto de gases. Os componentes presentes na amostra são separados e as concentrações, contabilizadas. É muito utilizado também para descobrir substâncias não identificadas em misturas.
Saiba mais
De náuseas a paralisias
O chumbo não é metabolizado pelo organismo humano. Quando absorvido, vai para o sangue, os tecidos moles e os ossos. Esses últimos são considerados o maior depósito corporal do metal. Armazenam de 90% a 95% do chumbo presente no corpo. As principais complicações agudas ocasionadas pelo metal são náuseas, dor abdominal, danos hepáticos e renais e hipertensão. A longo prazo, pode causar distúrbios neurológicos, fraqueza muscular, tremores e paralisia. A Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que, anualmente, o chumbo mata 143 mil pessoas e provoca atraso mental em 600 mil crianças.
“O chumbo foi amplamente utilizado na construção de canos de esgoto, para a fabricação de baterias, cabos elétricos e blindagem na indústria nuclear. Com o passar dos anos, esse metal pesado foi substituído e descartado; muitas vezes, de maneira incorreta, contaminando o solo e, consequentemente, lagos e rios”, explica Reigota.
O cientista chama a atenção para o fato de o equipamento poder ser usado em lugares distantes, facilitando a identificação de impurezas da água mesmo em regiões de acesso dificultado. “A grande vantagem desse dispositivo é que ele poderá ir a campo, na área da possível contaminação, lago, mar, rio ou solo. Dessa maneira, teríamos um resultado imediato”, completa Reigota, que, agora, no doutorado, trabalho no aperfeiçoamento desse transistor de efeito de campo sensível a íon (Isfet, sigla em inglês)
Os Isfets são usados nas áreas química e biológica para a realização de diagnósticos médicos. A partir de um Isfet capaz de identificar cátions e ânions em água, Reigota criou uma versão seletiva para chumbo. “Realizei um estudo do estado da arte e do funcionamento desse dispositivo, detalhando todo o processo de fabricação, bem como a caracterização estrutural e elétrica. Ele pode ser aplicado para detecção de pH (indicador de acidez, neutralidade ou alcalinidade) e concentrações de chumbo na água”, detalhou, em entrevista ao Jornal da Unicamp.
Reigota criou o dispositivo a partir de uma tecnologia de microfabricação do silício, a mesma usada na fabricação de chips de computadores. O dispositivo tem uma membrana seletiva capaz de detectar os íons de chumbo. As medidas são realizadas utilizando um capacímetro, que mede a variação da tensão conforme a quantidade de íons do metal existentes na água. “Ele indica a quantidade de chumbo por meio de três curvas, com tensões diferentes. A primeira mostra pouca concentração; a segunda, média e a terceira, alta”, explica Reigota. A detecção é feita rapidamente, o que também contribuiu para a praticidade de análise.
Simplicidade
Para Marilena Vasconcelos de Souza, professora do curso de engenharia elétrica do Centro Universitário Iesb, o dispositivo criado pelo pesquisador brasileiro é interessante principalmente pelo baixo custo, quando comparado com produtos usados atualmente com o mesmo objetivo. “A mais utilizada para detectar impurezas é a cromatografia, um aparelho grande usado em laboratórios e empresas de cosméticos que consegue analisar a presença de qualquer substância. Ele é usado até para testes de doping, mas chega a custar R$ 800 mil”, destaca a especialista.
A pesquisadora também destaca outra dificuldade do cromatógrafo: a operação é complexa. Não temos muitas pessoas que conseguem usar a cromatografia. É necessário uma especialização para isso, o que dificulta ainda mais o uso”, diz.
Souza acredita que o dispositivo criado na Unicamp poderia detectar outros metais, ampliando, assim, ainda mais a eficácia. “Temos que destacar que a análise de chumbo sozinha e apenas uma etapa. Caso pudéssemos com um aparelho pequeno e mais barato como esse, encontrar outros metais prejudiciais à saúde, como o lítio e o cobre, ele teria mais valor ainda”, destaca.
Reigota trabalha, agora, porém, em reduzir ainda mais o tamanho do transistor e aumentar a sensibilidade. “A área sensível será reduzida à escala micrométrica. Como o sensor foi desenvolvido utilizando a tecnologia de microfabricação do silício, quando pronto, poderá ser produzido em larga escala, o que reduzirá os custos associados”, assinala o autor.
Exposição diversificada
Estima-se que o chumbo seja utilizado em mais de 200 processos industriais, como extração, concentração e refino de minérios; produção, reforma e reciclagem de acumuladores elétricos; soldagem e produção de cristais. Produtos comuns têm o metal em sua composição, como tintas, esmaltes, cigarros, tintura para cabelos e batons.
Separador
É um aparelho que faz análise da composição tanto de líquidos quanto de gases. Os componentes presentes na amostra são separados e as concentrações, contabilizadas. É muito utilizado também para descobrir substâncias não identificadas em misturas.
Saiba mais
De náuseas a paralisias
O chumbo não é metabolizado pelo organismo humano. Quando absorvido, vai para o sangue, os tecidos moles e os ossos. Esses últimos são considerados o maior depósito corporal do metal. Armazenam de 90% a 95% do chumbo presente no corpo. As principais complicações agudas ocasionadas pelo metal são náuseas, dor abdominal, danos hepáticos e renais e hipertensão. A longo prazo, pode causar distúrbios neurológicos, fraqueza muscular, tremores e paralisia. A Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que, anualmente, o chumbo mata 143 mil pessoas e provoca atraso mental em 600 mil crianças.