Método desenvolvido na UFSCar e patenteado usa faíscas em metais para remover fármacos da água

Seja pelo descarte inadequado de medicamentos ou pela liberação de subprodutos da indústria farmacêutica, muitos desses fármacos acabam chegando em rios e diferentes sistemas aquáticos, onde se tornam contaminantes difíceis de serem removidos. Isso porque essas substâncias são desenvolvidas para serem duradouras no organismo humano, o que também favorece sua permanência no ambiente quando descartados. Diante do risco ambiental, uma equipe de pesquisadores da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) investigou novas formas de tratar águas poluídas por esses compostos, levando ao registro de uma patente da metodologia inédita elaborada. O estudo, publicado recentemente no Chemical Engineering Journal, foi conduzido por um grupo científico sob coordenação do Prof. Dr. Ernesto Chaves Pereira, pesquisador titular do Departamento de Química e integrante do projeto temático do Centro de Excelência para Pesquisa em Química Sustentável (CERSusChem), fomentado pela FAPESP. O trabalho foi desenvolvido no Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica (LIEC), o qual tem sede no Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) apoiados pela FAPESP.

Em linhas gerais, alguns métodos para degradar poluentes farmacêuticos em fluxos d’água já são bem conhecidos, como processos de oxidação, nos quais espécies reativas podem quebrar moléculas orgânicas; intervenções biológicas, que se baseiam na ação de microrganismos que metabolizam os compostos; e métodos físicos, como a adsorção, em que materiais porosos conseguem remover os poluentes da água ao atrair e mantê-los em sua superfície. Apesar dessas estratégias variadas, muitas vezes a degradação da substância é apenas parcial e moléculas intermediárias, também tóxicas, são formadas. Além disso, quando esses contaminantes atingem mananciais usados no abastecimento de água para a população, as preocupações se ampliam porque o tratamento se torna mais complexo, demorado e custoso. Todo esse cenário levou os pesquisadores a buscarem novas abordagens. Foi quando passaram a investigar a tecnologia de sparks, termo em inglês para as faíscas que surgem na superfície de um metal durante um processo chamado oxidação eletrolítica por plasma (PEO).

No PEO, o material metálico, que pode ser alumínio, magnésio, titânio ou nióbio, por exemplo, é mergulhado em uma solução líquida e submetido a uma tensão elétrica. Nessas condições, surgem as chamadas sparks, microdescargas elétricas extremamente rápidas que, no instante em que ocorrem, geram temperaturas muito elevadas. Embora durem apenas frações de segundo, essas descargas podem atingir entre 5.000 e 7.000 °C, e é a partir disso que os contaminantes são destruídos. “A grande inovação é pegar uma tecnologia conhecida, baseada nesses fenômenos de microdescarga nas superfícies dos metais, e usar essa descarga com a finalidade de degradar uma molécula orgânica qualquer que esteja dissolvida”, comenta o Prof. Dr. Ernesto Chaves Pereira em entrevista concedida ao G1-EPTV, disponível neste link. Em mais detalhes, a equipe avaliou três medicamentos dissolvidos em água: a ofloxacina, um antibiótico; o diclofenaco de sódio, um anti-inflamatório; e a fluoxetina, um antidepressivo. Utilizando alumínio no processo de PEO, o método levou a conversão total dessas substâncias em CO₂, sem formar subprodutos.

Como próximos passos, os pesquisadores esperam avançar no desenvolvimento da tecnologia em escalas maiores. Como mencionado, a metodologia resultou no depósito de uma patente, o que abre caminho para possíveis parcerias com empresas interessadas em comprovar a viabilidade do método em sistemas maiores e contínuos. "A gente espera que tenha interesse de indústrias e empresas para desenvolver, quem sabe, uma startup a partir disso e montar um protótipo para a gente poder chegar em uma escala maior", ressalta o Dr. Kelvin Costa de Araújo, autor principal do trabalho. Ainda, além do tratamento da água com os poluentes farmacêuticos, a equipe descobriu que a proposta também é eficiente para tratar rejeitos de petróleo, então essa aplicação também deve ser explorada em futuros estudos. Mais detalhes sobre a pesquisa podem ser consultados no artigo em: https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.171016. Também é possível ler a notícia publicada pela FAPESP no link a seguir: https://agencia.fapesp.br/abordagem-inovadora-apresenta-bons-resultados-na-degradacao-de-contaminantes-farmaceuticos-na-agua/57143.