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Pesquisadores da USP São Carlos desenvolvem novo método para descontaminar água

Publicado em 29 março 2021

Fotocatálise é definida como a forma mais eficiente de descontaminação da água, um método que utiliza nanocompósitos fotocatalíticos baseados em precursores de baixo custo.

SÃO CARLOS/SP - Um estudo desenvolvido por pesquisadores do Laboratório de Espectroscopia de Materiais Funcionais (Lemaf) do IFSC/USP, em parceria com colegas do African Centre of Excellence for Water and Environmental Research (Acewater), da Nigéria, conseguiu resultados muito promissores para o desenvolvimento de uma nova forma segura e de baixo custo para a descontaminação de água - fotocatálise -, tendo como principal objetivo a implementação da mesma em países subdesenvolvidos, ou em desenvolvimento, onde as doenças, muitas delas fatais, associadas a águas contaminadas, continuam a ser uma realidade em grande parte do planeta.

Esta pesquisa foi coordenada pelos pesquisadores do IFSC/USP, Profs. Andréa de Camargo e Hellmut Eckert, e por Emmanuel Unuabonah, diretor do Acewater e professor da Redeemer's University, da Nigéria. que, com o apoio da FAPESP, permaneceu três meses em nosso Instituto para acompanhar o desenvolvimento do trabalho.

Em entrevista concedida à Agência FAPESP, a Profª Andréa de Camargo confirmou que a fotocatálise é, de fato, a forma mais eficiente de descontaminação da água, tendo a equipe desenvolvido um método que utiliza nanocompósitos fotocatalíticos baseados em precursores de baixo custo, abundantes nos países da África subsaariana e também no Brasil, e em radiação solar, o que proporciona uma solução sustentável para regiões nas quais o abastecimento de energia elétrica estável constitui um problema. Assim, ao interagir com a radiação solar, o material libera espécies reativas de oxigênio - como o oxigênio singleto - que destrói microrganismos e degrada resíduos de antibióticos e efluentes agrícolas.

Para produzir os nanocompósitos, os pesquisadores utilizaram como precursores argila (caulinita), semente de mamão papaia ou casca de banana (como fontes de carbono) e sais de metais (cloreto de cobre ou cloreto de zinco). “Nanocompósitos formados por caulinita, sementes de papaia, cobre e zinco mostraram-se eficientes para a purificação de água contaminada por Escherichia coli resistente a múltiplas drogas e metais”, afirma De Camargo.

O estudo identificou três mecanismos de desinfecção, dependendo do compósito estudado: a interação eletrostática, identificada para o compósito dopado com zinco, em que cargas superficiais positivas interagem fortemente com grupos carboxílicos das paredes celulares das bactérias, levando-as a aderir às superfícies do compósito; a toxicidade metálica, identificada, em menor ou maior escala, para os três compósitos testados; e a fotocatálise, com a geração de oxigênio singleto a partir do oxigênio molecular em presença da luz solar e a oxidação de lipídeos e proteínas em torno das membranas celulares das bactérias, levando à sua destruição.

“Apesar de os três mecanismos terem sido identificados, ainda não está claro se ocorrem simultânea ou sequencialmente. Em todo caso, a prova do conceito está dada: materiais híbridos nanocompósitos baseados em precursores de baixo custo foram eficientemente utilizados para a desinfecção de água contaminada com bactérias multirresistentes”, sublinhou Andréa de Camargo à Agência FAPESP, tendo acrescentado que “Considerando o consumo diário médio por adultos saudáveis, que é de três litros e meio, os resíduos de cobre e zinco presentes na água tratada, respectivamente de 0,8 miligrama e de 0,51 miligrama por litro, estão abaixo do máximo recomendado pela Organização Mundial de Saúde [OMS]”, ou seja, os resíduos de cobre e zinco presentes na água tratada não são prejudiciais para o consumo humano.

Recordamos que o acesso à água potável vem diminuindo, devido ao progressivo descarte de poluentes domésticos, agrícolas, industriais e hospitalares no meio ambiente. Microrganismos nocivos, nitratos, fosfatos, fluoretos, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e metais pesados – como cádmio, mercúrio e chumbo – estão entre os principais contaminantes.

Segundo estimativa da Organização Mundial de Saúde (OMS), cerca de 2 bilhões de pessoas bebem água contaminada por fezes, sendo também um drama a contaminação da água por cepas de bactérias resistentes a múltiplas drogas e metais, selecionadas pelo descarte indiscriminado de antibióticos no meio ambiente.

(Com informações da Agência FAPESP)

*Rui Sintra - Assessoria de Comunicação - IFSC/USP