Sensores detectam e monitoram contaminaçªo de Æguas ... · tolueno, etilbenzeno e xilenos Œ...

Universidade Estadual de Campinas – 22 a 28 de novembro de 2004 11

LUIZ SUGIMOTOsugimoto@reitoria.unicamp.br

contaminação do solo e daságuas por combustíveis de-rivados de petróleo é uma

preocupação crescente no Brasil emais antiga nos Estados Unidos eEuropa. A Agência de Proteção Am-biental norte-americana estima queexistam cerca de 130 mil locais con-taminados por vazamento de com-bustíveis dos tanques de armaze-namento do país. Os combustíveispossuem compostos especialmentenocivos à saúde como o benzeno,tolueno, etilbenzeno e xilenos � hi-drocarbonetos denominados BTex.Contaminando águas subterrâneas,esses compostos inviabilizam fontesalternativas de abastecimento e, quan-do ingeridos, dependendo da concen-tração e tempo de exposição, podemafetar o sistema nervoso central. Obenzeno, o mais tóxico deles, já estáassociado a cânceres.

�No Brasil existem aproximada-mente 31 mil postos de combustível,sendo que um número significativodeles foi construído na década de1970. Como a média de vida útil dostanques subterrâneos é de 25 anos,supõe-se que eles já estejam compro-metidos�, afirma Kassio Gomes deLima, mestrando do Instituto de Quí-mica (IQ) da Unicamp. No Estado deSão Paulo, o número de postos decombustível inseridos na listagemde áreas contaminadas, que era de136 em maio de 2002, cresceu para464 em outubro de 2003, segundo in-forma a Cetesb � Companhia de Tec-nologia de Saneamento Básico, ór-gão estadual responsável pelo con-trole e prevenção da poluição. Poreste levantamento, os postos respon-dem por 63% dos 727 casos regis-trados no Estado, sendo que entre osdemais estão as contaminações poratividades comerciais e industriais,disposição de resíduos e acidentesferroviários, rodoviários e em dutos.

Orientado pelo professor Ivo Mil-ton Raimundo Júnior, Kassio de Li-ma trabalha em sensores ópticos edetectores mais simples e baratos

Pesquisadores do IQ desenvolvem equipamentos simples e baratos que indicam presença de hidrocarbonetos

que permitam o monitoramento deáguas em campo. Hoje, os processossão executados em laboratório e re-querem equipamentos sofisticadose custosos como os de cromatografiagasosa. �Quem nos trouxe o proble-ma de desenvolver um método sim-plificado para determinar a contami-nação de águas com gasolina,álcool, diesel e outros derivadosde petróleo foram as professo-ras Fernanda Pimentel e Val-dinete Lins, da UniversidadeFederal de Pernambuco, queatuam em engenharia ambien-tal�, informa Raimundo Jr.

O pesquisador do IQ explica queGrupo de Instrumentação e Auto-mação em Química Analítica, do qualparticipam os professores Celio Pas-quini e Jarbas J. R. Rohwedder, coor-dena pela Unicamp o projeto �Instru-mentação, Sensores e Aplicações daEspectrocopia no Infravermelho Pró-ximo�, em parceria com a Universida-de Estadual da Bahia (UNEB) e as fe-derais da Paraíba (UFPB), Rio Gran-de do Norte (UFRN) e Pernambuco(UFPE). �O projeto faz parte do Pro-cad (Programa Nacional de Coope-ração Acadêmica), criado pela Capes

núcleo e da casca, uma capa protetoraque os pesquisadores precisam reti-rar manualmente e com cuidado, afim de não danificar a silicona. �Sãonecessários até 30 metros de fibrapara alcançar o nível de detectabi-lidade apropriado. E, como o diâme-tro da fibra não chega a meio milíme-tro, lidamos com um material extre-mamente frágil, que precisa ser fixa-do num suporte, que pode ser umcilindro de acrílico ou alumínio. Éesta base espiral que vai dentro dofrasco com a amostra de água�, a-crescenta Raimundo Jr.

No âmbito do Procad, Jackson Al-buquerque, mestrando da UFPE,pôde desenvolver a parte experi-mental de sua dissertação na Uni-camp, propondo outro método dedetecção dos BTex. A professora Va-léria Yoshida, também do IQ e espe-cialista em polímeros de silício, su-geriu vários tipos de silicona dispo-níveis comercialmente, que foramtestadas até chegarmos ao materialmais adequado. Foram moldadoscilindros deste polímero, minúscu-los como grãos de ervilha. Encaixa-do numa sonda mergulhada em á-gua mantida sob agitação, este pe-

As principais fontes decontaminação do solo e das águassubterrâneas são os vazamentosem dutos e tanques dearmazenamento subterrâneos decombustível, o uso de defensivosagrícolas, as atividades demineração e o lançamento deesgotos. Os efeitos especialmentenocivos à saúde são atribuídos aoshidrocarbonetos monoaromáticos– benzeno, tolueno, etilbenzeno exilenos –, justamente os compostosmais solúveis dos combustíveisderivados de petróleo. No caso dagasolina derramada, mesmo queesta seja pouco solúvel, oschamados compostos BTex sedissolverão parcialmente, sendo osprimeiros contaminantes a atingir olençol freático.

A Portaria 1.469/2000, do Ministérioda Saúde, estabelece os seguinteslimites permitidos para oshidrocarbonetos em água potável: 5microgramas por litro no caso dobenzeno, 170 microgramas/l para otolueno, 200 microgramas/l para oetilbenzeno e 300 microgramas/l parao xileno. De acordo com a literatura,os hidrocarbonetos afetam o sistemanervoso central, apresentandotoxidade crônica mesmo empequenas concentrações. O benzenoé comprovadamente carcinogênico,podendo causar leucemia. Em casode ingestão ou inalação em altasconcentrações, esses compostospodem causar a morte.

Sensores detectam e monitoramcontaminação de águas subterrâneas

queno cilindro de silicona absorvehidrocarbonetos, permitindo a de-terminação de BTex em águas con-taminadas. �Foi um excelente traba-lho do Jackson, que está aceito parapublicação. Mostrou-se uma boa al-ternativa de monitoramento, poisatingiu um limite de detecção infe-rior a 10 miligramas por litro. Masnosso grupo ainda não estava satis-feito. Ocorre que a absorção dos com-postos demora cerca de duas horas,tornando o procedimento inadequa-do para o monitoramento ambientalem campo�, observa Ivo Raimundo Jr.

Seqüência � A partir da pesqui-sa de Jackson Albuquerque, o mes-trando Kassio de Lima conseguiudemonstrar que os minúsculos cilin-dros podem ser levados a campo ecolocados em frascos com diferen-tes amostras de água. Quando che-gam ao laboratório, os cilindros sãoimediatamente colocados na sondapara a medida. �Este procedimentooferece uma flexibilidade muito gran-de. Além disso, com alguns aperfei-çoamentos no processo de medida,já chegamos ao limite de detecçãoabaixo de 1 miligrama por litro, me-lhorando em cerca de dez vezes ovalor obtido no trabalho anterior�,afirma o orientador da pesquisa.

Kassio de Lima pretende, agora,desenvolver um fotômetro portátilque possa ser usado no campo, usan-do como fonte de radiação diodosemissores de luz (semelhantes às pe-quenas luzes dos painéis de aparelhoseletrônicos), que emitem no infraver-melho próximo. �A legislação está ca-da vez mais rigorosa em relação aoslimites tanto para hidrocarbonetosquanto para metais e outros tipos decontaminantes presentes na água e noar. O desenvolvimento de métodos demonitoramento alternativos, simplese baratos, é sempre bem-vindo. Em-bora o desenvolvimento do fotômetroesteja em fase inicial, já estamos fina-lizando a solicitação de patente rela-tiva ao uso da fase sensora de siliconapara a determinação de hidrocarbo-netos, junto à Agência Inova da U-nicamp�, adianta Ivo Raimundo Jr.

para incentivar a pós-graduação nopaís.

Os sensores ópticos usuais paramonitoramento de água são de fi-bras ópticas e se baseiam em ondasevanescentes. Ivo Raimundo Jr. en-sina que a fibra óptica usada nestetipo de sensor possui um núcleo de

quartzo e uma casca de sili-cona ou outro material po-limérico. Colocada na águacontaminada, essa casca ab-sorve hidrocarbonetos comobenzeno e tolueno. Uma pon-ta da fibra óptica é ligada nafonte de radiação infraver-

melha e, a outra ponta, num detec-tor. �Se a casca está contaminada, ohidrocarboneto ali presente absor-ve a radiação infravermelha, devidoà penetração da onda evanescentena casca, chegando ao detector compotência menor. Relaciona-se, então,a intensidade da radiação absorvi-da com a concentração de hidrocar-boneto na água�, ilustra o professor.

Desvantagem � Uma desvanta-gem é que não se fabricam fibrasópticas prontas para este processo.As fibras comerciais trazem, além do

Os riscos à saúde

A

Abastecimento de tanque de armazenamento subterrâneo de combustível, cuja média de vida útil é de 25 anos

O professorIvo MiltonRaimundoJúnior,com opesquisadorKassio deLima:monitoramentoem campo

Produtosinutilizam

fontesalternativas

Fotos: Antoninho Perri

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