16/12/2021

Caneta-sensor detecta o perigoso bisfenol-A na água

Com informações da Agência Fapesp
Caneta-sensor detecta o perigoso bisfenol-A na água
O sensor portátil, semelhante a uma caneta, identifica a presença do composto químico prejudicial à saúde usando uma amostra mínima da água.
[Imagem: Marina Baccarin/USP]

Contaminantes emergentes

Químicos e físicos da USP de São Carlos desenvolveram um sensor com formato alongado e cilíndrico, semelhante a uma caneta, para análise de poluentes químicos eliminados na água.

Fabricado com grafite, nanopartículas de prata e poliuretano, o sensor detecta o bisfenol-A (BPA), um composto químico considerado um marcador molecular da presença de contaminantes emergentes, como produtos farmacêuticos, hormônios e pesticidas, entre outros.

Hoje, a identificação desses poluentes emergentes, ainda pouco conhecidos, exige análises que envolvem coleta e acondicionamento de amostras elongas etapas de limpeza. A detecção do BPA, por exemplo, é feita por técnicas como cromatografia e espectroscopia, métodos de monitoramento que são caros e demorados.

"Não há uma maneira simples para a análise de poluentes emergentes e, talvez, essa seja a principal razão pela qual os testes com o bisfenol-A ou outros contaminantes ainda não estão disponíveis para as empresas de saneamento, agências de controle ambiental, pelo menos não nos serviços públicos dos países em desenvolvimento. Esse cenário pode mudar se essas substâncias puderem ser analisadas a partir de sensores sensíveis e robustos, com um dispositivo simples e de baixo custo," explicou o pesquisador Paulo Raymundo Pereira.

Sensor de bisfenol

Essa inexistência de uma tecnologia prática foi a principal motivação para que os pesquisadores desenvolvessem um sensor portátil que é inédito no mundo, incluindo sua composição.

A detecção é realizada pela geração de um sinal elétrico produzido por reações químicas de oxidação e/ou redução que ocorrem na superfície do sensor quando em contato com uma amostra contendo o bisfenol-A. Métodos baseados no uso de sensores podem fornecer resultados rápidos e confiáveis ainda nas estações de tratamento, dispensando a coleta da amostra, o uso de equipamentos sofisticados ou a necessidade de pessoal treinado.

É possível utilizar o sensor em um rio, em um córrego, um contêiner, um poço ou mesmo na torneira de casa. "Em menos de um minuto de contato da amostra com o sensor é possível saber o resultado da análise. Os testes convencionais demoram semanas, até meses. Além disso, a caneta pode ser usada na posição vertical, mas com o sensor virado para cima, e nesse caso apenas 25 microlitros de amostra - a metade do volume de uma gota - seriam suficientes para realizar o teste," contou a pesquisadora Marina Baccarin, responsável pelo desenvolvimento da caneta-sensor.

Caneta-sensor detecta o perigoso bisfenol-A na água
Esquema do funcionamento do sensor de bisfenol na água.
[Imagem: Marina Baccarin et al. - 10.1016/j.msec.2020.110989]

Bisfenol-A

Entre os poluentes químicos eliminados no meio ambiente, destacam-se os denominados interferentes endócrinos (também conhecidos como desreguladores ou disruptores endócrinos). O BPA (bisfenol-A), comumente utilizado na produção de policarbonato (um tipo de plástico duro) e em vernizes (como o que reveste as latas de alumínio), se enquadra nessa classificação.

Mesmo em baixas concentrações, essas substâncias são capazes de interferir no sistema endócrino, que compreende um conjunto de glândulas responsáveis pela síntese de hormônios, e causar prejuízos à saúde, como desequilíbrio hormonal, infertilidade e câncer em órgãos reprodutores.

O Brasil proibiu a importação e a fabricação de mamadeiras e outros utensílios para lactentes que contenham BPA, considerando a maior exposição e suscetibilidade dos usuários desses produtos - desde janeiro de 2012, mamadeiras em policarbonato não podem mais ser vendidas no país.

Para as demais aplicações, o bisfenol-A ainda é permitido, mas a legislação estabelece um limite máximo de migração específica da substância para o alimento, definido com base nos resultados de estudos toxicológicos.

"Acontece que o resíduo da produção pode ser descartado em córregos e atingir a estação de água, na qual o tratamento não é 100% eficiente para remover todos esses poluentes. Eles podem, portanto, migrar para a torneira das nossas casas, sendo consumidos por nós," explicou o professor Paulo.

Checagem com artigo científico:

Artigo: Pen sensor made with silver nanoparticles decorating graphite-polyurethane electrodes to detect bisphenol-A in tap and river water samples
Autores: Marina Baccarin, Mariani A. Ciciliati, Osvaldo N. Oliveira, Eder T.G. Cavalheiro, Paulo A. Raymundo-Pereira
Publicação: Materials Science and Engineering: C
DOI: 10.1016/j.msec.2020.110989
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