Brasil desenvolve tecnologia de microssensores para análise da água

Antonio Carlos Quinto - Agência USP - 29/02/2008

A Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP está desenvolvendo tecnologia inédita na América Latina para a produção de microssensores usados em estudos de biofilmes de águas residuárias.

Biofilmes

"Biofilmes são um grupo de microrganismos associados entre si, por seus produtos extracelulares a uma interface e tipicamente aderidos a uma superfície abiótica ou biótica. Numa poça d'água, por exemplo, existem porções de lodos que ficam depositadas no fundo. São os 'biofilmes', ou seja, um filme biológico", explica Antônio Wagner Lamon, técnico responsável pelo Laboratório de Tratamento Avançado e Reuso (Latar).

Microssensores

Os microssensores são estruturas miniaturizadas capazes de fornecer microperfis de um biofilme. "Eles são ideais para medir diferentes camadas de biofilme. Usam os mesmos princípios de funcionamento de sensores convencionais, mas por sua dimensão devem ser construídos com dispositivos especiais", explica Lamon.

Existem vários tipos de microssensores. Por exemplo, os que detectam íons específicos; aqueles que medem a acidez (ou pH) do meio; para detectar a concentração de água oxigenada (H2O2) ou de ácido sulfídrico (H2S) , entre outros, que também serão desenvolvidos no Latar.

Águas residuárias

Testes realizados no Latar comprovaram a eficiência dos microssensores principalmente em sistemas de águas residuárias. Lamon destaca os microssensores de oxigênio dissolvido, que elaboram micro perfis do elemento em ação com bactérias. "Medir o quanto desse elemento químico encontra-se dissolvido por unidade de volume da amostra é de extrema importância no monitoramento da qualidade da água, bem como no tratamento de efluentes líquidos", descreve, lembrando que microssensores também podem ser usados no controle de qualidade de enorme gama de produtos da indústria alimentícia e farmacêutica. Na medicina, os microssensores de oxigênio dissolvido são empregados no estudo de materiais orgânicos e grupos sangüíneos.

Fabricação em larga escala

Lamon conta que nos laboratórios de universidades dos Estados Unidos, a fabricação de microssensores ainda é feita de forma artesanal. Não há a preocupação de produção em grande escala, pois os microssensores são feitos e aplicados por pequenos grupos de pesquisa nas universidades e, portanto, para consumo próprio.

No Brasil foram criadas alternativas para facilitar e aperfeiçoar o processo de fabricação de microssensores, minimizando-se perdas comuns no processo construtivo e, consequentemente, custos de produção. "Em médio prazo será possível a produção de microssensores em grande escala para suprir as necessidades do mercado interno e também externo a um preço acessível", acredita Lamon. Segundo ele já existem empresas interessadas em implantar a tecnologia de fabricação de microssensores.

Existem hoje no mundo poucos fornecedores comerciais de microssensores para biofilmes e caracterização química, sendo que o custo médio por unidade é de US$ 600 (cerca de R$ 1,3 mil). Estima-se que a comercialização no Brasil possa ser feita até pela metade desse preço.

Microssensores descartáveis

Os microssensores são descartáveis e têm vida útil de até um ano. Cerca de 90% da composição deles é vidro, o que torna o material facilmente reciclado se comparado a eletrodos comuns. Além do vidro, os materiais básicos para a confecção dos microeletrodos são fios de platina e de prata, e eletrólitos (soluções condutoras de eletricidade). A parte sensível dos microssensores varia de 5 micrômetros (5µm) a 30 µm (aproximadamente um décimo da espessura de um fio de cabelo).

As medições nos biofilmes são feitas com o auxilio de instrumentação computadorizada específica. Microssensores são introduzidos nos biofilmes cultivados em 'células' especiais (diminutos compartimentos) em laboratório. A introdução dos microssensores em meio aquoso é feita de forma criteriosa, por meio de servomecanismos controlados por computador.

Comportamento das bactérias

O resultado final geralmente é dado por um gráfico no qual se podem visualizar claramente as relações entre profundidade e concentração de oxigênio dissolvido, bem como a espessura da região onde existe atividade biológica intensa, ou seja, onde há a formação de um biofilme. A partir desse resultado, obtém-se uma avaliação precisa do comportamento das bactérias.

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