Pesquisadores da USP criam sensor de papel que detecta forma de caseira contaminantes na água, incluindo agrotóxicos

sensores-papel-996x567Usar os copos de água como vertedouros de todo tipo de lixo afeta a qualidade da água usada nas residências. Crédito da imagem: Alexander Schimmeck/Unsplash . Foto no domínio público

Projetado por pesquisadores brasileiros, o dispositivo consiste em um pedaço de caixa, sobre qualquer um que dispare um raio de laser. Este processo converte a celulose em carbono, um material com propriedades elétricas. A seguir, é adicionada uma solução com nanopartículas de ouro, que gera a reação eletroquímica que identifica as substâncias na água.

Ao receber o raio de laser, o cartão converte a celulose em carbono. Adicionar uma solução com nanopartículas de ouro gera a reação eletroquímica que identifica as substâncias na água. Crédito da imagem: Cortesia de Thiago Paixão para SciDev.Net

“Quanto maior for a corrente elétrica, maior a presença do composto químico ou dos contaminantes que você deseja identificar”, assinalou ao SciDev.Net o químico Thiago Paixão, do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP), um dos os autores do artigo publicado na revista Sensors & Diagnostics fornecendo a contagem dos resultados.

No laboratório, o sensor obtuvo desempenhos equivalentes aos dispositivos mais caros usados ​​para detectar rastros de hipoclorito de sódio, matéria prima para a produção de lejía. Esta substância é comumente usada para regular a qualidade da água da casa e das piscinas, mas em quantidades elevadas pode prejudicar a saúde humana.

“Estamos falando de um dispositivo descartável de uso seguro, que poderia ser distribuído à população para monitorar a qualidade da água em sua própria casa”, acrescenta Paixão.

Se estima-se que até 5.500 milhões de pessoas, especialmente nos países em desenvolvimento, tenderão a ter contato regular com água contaminada em 2100, o que provavelmente terá efeitos na saúde pública, segundo um estudo na revista Nature Water .

O sensor pode ser facilmente adaptado ao monitoramento de outros compostos químicos de interesse para a saúde . “Um exemplo de uso seria a medição dos níveis de mercúrio na água dos rios consumidos por comunidades indígenas e ribeirinhas que habitam em áreas próximas às centrais hidrelétricas da Amazônia”, acrescenta o químico.

O sensor mede apenas 3 centímetros e seu custo de fabricação é de R$ 0,50 (alrededor de US$ 0,10). Mas seu valor final arrecadou R$ 10 (aproximadamente US$ 2), considerando os outros componentes do dispositivo, como a caixa que o enjoa e a tela que mostra o resultado da meditação.

“Estamos falando de um dispositivo descartável de uso seguro, que poderia ser distribuído à população para monitorar a qualidade da água em sua própria casa”.

Thiago Paixão, Instituto de Química da Universidade de São Paulo, Brasil

Se uma empresa fosse fabricada em grande escala, o dispositivo seria convertido em um aparelho portátil e barato e poderia ser produzido em qualquer parte do mundo depois de Paixão.

Um dos principais desafios de garrafa enfrentados por pesquisadores é que muitas empresas não têm interesse em produzir novas tecnologias para considerar incipientes. “Seria necessário realizar inversões para promover a transferência de tecnologia para a indústria, através de acordos de licença e desenvolvimento de colaborações, o que nem sempre é fácil ou rápido”, disse o químico José Luiz Bott Neto, do Instituto de Física de São Paulo. Carlos (IFSC) da USP, que não participou do estudo em Sensors & Diagnostics .

No entanto, além do uso de nanopartículas de ouro ser prometido, isso aumenta a condutividade do papel e intensifica a sensibilidade do sensor. “O dispositivo também é sustentável, já que é fabricado com material biodegradável, para reduzir o impacto ambiental de sua eliminação”, comentou.

O pesquisador está em contato com algumas empresas interessadas, como a Empresa de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, uma das maiores do mundo em termos de ingressos e população atendida pelos serviços prestados (28,4 milhões de pessoas).

A equipe espera patentear a tecnologia no escritório brasileiro de patentes antes do final do ano.

Sensores de papel, usos múltiplos

O potencial dos sensores de papel para diversas aplicações é enorme, especialmente em ambientes com recursos limitados. São simples de fabricar, econômicos, fáceis de operar, portáteis e desmontáveis, e atraem cada vez mais a atenção de vários grupos de investigação no Brasil.

Científicos do Instituto de Química da Universidade Federal de Goiás, por exemplo, criaram um sensor de papel capaz de medir os níveis de glicose na lágrima de indivíduos com diabetes

O dispositivo funciona como sensores de embarque portáteis, podendo dar uma resposta positiva ou negativa, mas também quantitativa. É composto por papel de filtro impregnado com reativos químicos que mudam de cor ao entrar em contato com a glicose na lágrima. Quanto mais azul se volta o papel, mais alterado é o nível de açúcar em sangue.

Assim, o paciente só precisa tirar um olhar para obter o resultado em minutos, sem ter que apertar o dedo. “Cada sensor cuesta alrededor de R$ 0,10 (aproximadamente US$ 0,02), por lo que cremos que resultaria em um horror para o sistema público de saúde, responsável por comprar e distribuir o aparelho para medir a glicose, as tiras reativas e lancetas”, assinalou a química Ellen Flávia Moreira Gabriel, uma das inventoras do dispositivo.

No IFSC-USP, um pesquisador desenvolveu um sensor eletroquímico de papel kraft capaz de detectar a presença de pesticidas em frutas e verduras em tempo real.

Ao entrar em contato com maçãs ou repolhos, por exemplo, o sensor, conectado a um dispositivo eletrônico, identifica a presença e mede a quantidade do fungicida carbendazim , amplamente utilizado no Brasil, apesar de ser proibido.

“É muito mais fácil e barato, além de muito mais confiável para que supermercados, restaurantes ou importadores realizem a verificação”, disse o físico Osvaldo Novais de Oliveira Junior, professor do IFSC-USP, um dos autores do dispositivo.

Acesse o artigo completo sobre Sensor e Diagnóstico


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Este artigo foi produzido pela edição da América Latina e Caribe do  SciDev.Net e publicado aqui [Aqui!]

Mapa da água: como garantir uma água limpa para beber?

A única solução é coletiva: cobrar transparência dos fornecedores de água e mais controle sobre o uso de agrotóxicos e outros contaminantes que chegam aos rios e mananciais

água

Por Hélen Freitas para a “Repórter Brasil”

Água com agrotóxicos, metais e outros produtos que causam doenças crônicas como câncer. Esse é o cenário revelado com a publicação do Mapa da Água, que mostrou que a rede de abastecimento de mais de 700 cidades apresentaram substâncias químicas e radioativas acima do limite permitido pelo Ministério da Saúde. E quase metade dos municípios (48%) não informaram os resultados dos testes feitos na água. Tudo isso apenas acessando os dados oficiais das empresas, que são lançados no Sisagua (Sistema de Informação de Vigilância da Qualidade da Água para Consumo Humano), do Ministério da Saúde.

O que pode ser feito para saber se a água que saiu da sua torneira hoje está contaminada? E como limpá-la? Desde a publicação do Mapa, a Repórter Brasil recebeu dezenas de questionamentos assim.

São diversos os métodos para desinfetar a água e torná-la potável. Alguns mais tradicionais, como cloração, decantação e filtragem, e outros mais específicos, como desinfecção por ultravioleta e dupla filtração. Porém, esses métodos são pouco eficientes para retirar a maior parte dos agrotóxicos ou outras substâncias químicas e radioativas presentes na água de todo o país, como revelou o Mapa da Água.

O maior problema está na fonte, o manancial de onde a água é retirada, afirma o presidente da Aliança Tropical de Pesquisa da Água José Francisco Gonçalves. “Boa parte da nossa água hoje, por conta da contaminação do solo e por serem muito próximas às cidades ou áreas agrícolas, já possui comprometimento quanto à qualidade química”. Ou seja, com fontes cada vez mais contaminadas, o tratamento necessário fica mais difícil, caro e, portanto, inacessível.

Desde 1997 está em vigor a Política Nacional de Recursos Hídricos, que tem como objetivo garantir a qualidade da água “à atual e futuras gerações”. No entanto, até hoje são poucas as ações realizadas para, de fato, limpar os mananciais que abastecem os municípios. O Guarapiranga, em São Paulo, é um grande exemplo. O sistema abastece 4,8 milhões de moradores da capital. Contudo, basta andar perto da represa para ver lixo e esgoto nas suas águas.

Sandra Kishi, procuradora regional da República, afirma que o Brasil deveria focar em uma abordagem preventiva em vez de se preocupar só com o tratamento da água. Para ela, atender todo o conjunto de parâmetros estabelecidos pela norma não é fácil, principalmente aos gestores de municípios mais pobres e sem capacidade financeira para custosos tratamentos. Com o uso de medidas preventivas, como barreiras sentinelas que impedem substâncias tóxicas de chegarem até o manancial, projetos de reflorestamento, melhoria da gestão de resíduos e de águas pluviais, teríamos uma água mais segura, sem gastos estrondosos.

“Tudo isso ajuda a sociedade a não arcar com o custo social de pagar altos valores em tecnologias caras de tratabilidade ou pior, seja alvo de epidemias de veiculação hídrica, usualmente traduzidas em intoxicações que podem ser letais ou com problemas crônicos diante da intoxicação”, pontua Kishi.

A criação de políticas públicas para a recuperação das áreas degradadas e ecossistemas poluídos se apresenta como a melhor solução. Com uma água limpa de verdade, os gastos do poder público com doenças crônicas causadas pelo consumo de água contaminada diminuiriam, enquanto aumentaria a produtividade das empresas.

“É um movimento social capitaneado pelo poder público, mas que precisa de envolvimento de todos os setores da sociedade, até mesmo do setor produtivo, porque sem água de boa qualidade eles também não conseguem produzir, e tendo um funcionário que está doente, ele vai ter uma produção menor, então é fácil convencer todos os setores, o que precisa é ter vontade”, afirma Gonçalves.

Como saber o que tem na sua água?

Uma das principais dificuldades é a informação sobre existência de substâncias perigosas. Responsáveis pelo abastecimento devem divulgar os resultados dos testes sempre que há um resultado fora do padrão, mas infelizmente isso ainda não acontece. Especialistas incentivam que os consumidores e a sociedade civil como um todo cobre os responsáveis pela água pelas informações a que têm direito.

Luva desenvolvida por pesquisadores da USP pode detectar agrotóxicos na água e em alimentos de forma rápida, barata e confiável (Foto: IFSC/USP)

Enquanto o movimento de transparência não acontece, algumas alternativas científicas tentam deixar esse processo mais barato e rápido, sem perder a confiabilidade das análises. Um desses projetos é a luva de borracha sintética capaz de detectar agrotóxicos em alimentos e na água. O trabalho foi coordenado pelo químico Paulo Augusto Raymundo-Pereira, pesquisador do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP.

A luva detecta quatro grupos de agrotóxicos empregados em cultivos de cereais, frutas cítricas, café, algodão, cacau, banana, abacaxi, maçã e cana-de-açúcar: carbendazim, diuron, fenitrotiona e o paraquate, proibido em 2020. “O que a gente fez foi conseguir detectá-los de maneira confiável e, mesmo se a gente tiver uma mistura de substâncias na amostra, conseguimos uma excelente distinção entre eles”, afirma o pesquisador.

Segundo ele, a ferramenta traz versatilidade ao processo de detecção, já que pode ser usado no campo e laboratórios por qualquer pessoa, mesmo que não seja especialista no assunto. Além disso, a luva não precisa ficar restrita apenas à detecção de pesticidas, já que os sensores podem ser recalibrados para identificar qualquer outra substância seja na água ou nos alimentos.

Apesar de o protótipo ter ficado pronto em 2019, nenhuma empresa ou o governo procuraram o grupo de pesquisa para comprar a ideia e produzir a luva.

Apesar de o protótipo ter ficado pronto em 2019, nenhuma empresa ou o governo procuraram o grupo de pesquisa para comprar a ideia e produzir a luva

Água imprópria para consumo

Água marrom, com cheiro e gosto são sinais mais comuns de que ela não está boa para beber. Contudo, nem toda substância que pode causar danos à saúde, principalmente a longo prazo, aparecem facilmente, e nem todo brasileiro pode escolher qual água irá beber.

Nem toda substância que pode causar danos à saúde, principalmente a longo prazo, aparecem facilmente

De acordo com o Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento, cerca de 36 milhões de pessoas não têm água encanada. A grande maioria é de moradores da região norte e nordeste do país que precisam consumir água de poços e rios sem nenhum tipo de tratamento, colocando em risco a sua saúde.

Localizada na capital paulista, represa Guarapiranga abastece milhões de pessoas e foi a que mais teve substâncias acima do limite. Tratamento preventivo evitaria o aparecimento de substâncias que geram riscos à saúde (Foto: Sabesp/Divulgação)

A insegurança em relação à água é um sentimento comum no Brasil. Não se bebe água direto da torneira, compra-se água engarrafada ou filtro caseiro, que mesmo assim não se sabe se realmente ela é pura. Na dúvida sobre a qualidade, muitas pessoas optam por ferver a água para poder eliminar as impurezas. 

O presidente da Aliança Tropical de Pesquisa da Água diz que qualquer ação doméstica não será suficiente para retirar possíveis metais pesados, compostos químicos e fármacos, entretanto, enfatiza “se a pessoa suspeita que a água que está chegando na sua casa tem problemas, deve ferver a água”.

Até 2018, pouco se sabia sobre a qualidade da água que chegava às casas dos brasileiros. Apesar de ser de interesse público, os dados ficavam fechados a sete chaves e só podiam ser acessados via Lei de Acesso à Informação. 

Hoje é possível baixar todas as informações sobre substâncias encontradas na água por meio do Sisagua. Porém, o sistema está longe de ser a solução perfeita. Os arquivos são extremamente pesados e difíceis de serem interpretados. Não há nenhum painel para acesso aos dados mais gerais e que possam ser filtrados por municípios, assim como há em outros sistemas governamentais como IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística).

O Ministério Público Federal também tentou facilitar o acesso à informação. Em 2021 lançou a ferramenta de monitoramento socioeducativo “Água Boa de Beber. De acordo com a procuradora Sandra Kishi, que coordena o projeto, o objetivo foi criar uma alternativa simples e confiável que incentiva o controle social sobre a qualidade da água. “Não tem direito humano mais básico do que saber qual a qualidade da água que está sendo oferecida para consumo”, afirma.

Água boa é um direito que deve ser garantido todos os dias e a todos, independente da região em que se vive. A solução existe, mas falta vontade de criar políticas públicas que irão garantir uma vida saudável aos brasileiros.


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Este texto foi inicialmente publicado pela “Repórter Brasil”  [Aqui!].