Substância altamente tóxica à saúde humana e ao meio ambiente, o benzeno é comumente encontrado em águas residuais da extração de petróleo
O petróleo é um recurso natural abundante e a principal fonte de energia da atualidade, apesar de ambientalmente questionado pelo agravamento da poluição e do aquecimento global. Como não somente seus produtos, mas a própria extração do óleo é altamente poluente, pesquisadores da USP em Ribeirão Preto criaram um sensor eletroquímico capaz de detectar e quantificar o benzeno, substância química tóxica e cancerígena encontrada na água residual dos poços petrolíferos.
Segundo os principais pesquisadores do estudo, a professora Adalgisa Rodrigues de Andrade e o pós-doutorando João Carlos de Souza, ambos do Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP, grandes volumes de água são necessários para facilitar a extração e aumentar a recuperação do óleo. Nesse processo, a água absorve compostos poluentes, como o benzeno, e é descartada sem tratamento, retornando poluída ao meio ambiente.
Para atuar justamente no momento do descarte da água residual, a solução da USP se traduz em um sensor pequeno, leve, de baixo custo e fácil manuseio, que pode ser utilizado diretamente nos campos de petróleo (local em que se encontra a água residual contaminada com benzeno). O monitoramento em tempo real possibilitado pelo novo equipamento “evita a necessidade de transporte e armazenamento de amostras”, comenta o pesquisador, o que, segundo ele, permite que empresas especializadas no tratamento de água realizem a purificação e o descarte adequado.
Monitoramento frequente e abrangente para proteção de ecossistemas
Souza afirma que as vantagens do sensor contrastam com as técnicas tradicionais “que dependem de equipamentos sofisticados, estrutura laboratorial e mão de obra especializada”. Altamente seletiva, a nova solução é capaz de se ligar ao benzeno mesmo na presença de compostos estruturalmente semelhantes (como tolueno, xileno ou fenol), o que aumenta a precisão do sensor na detecção desta substância.
Além da seletividade, é altamente sensível, “alcançando limites de detecção na faixa de nanomoles por litro, o que permite identificar concentrações muito baixas do poluente na água”, conta Souza. Segundo ele, métodos tradicionais também são sensíveis, mas “requerem procedimentos adicionais, como tratamento e pré-concentração das amostras, uso de solventes relativamente tóxicos, equipamentos complexos de elevado custo e ambientes laboratoriais bem controlados”.
Outros benefícios do sensor desenvolvido na USP são a capacidade de reutilização e a estabilidade, o que garante sua aplicação contínua e econômica em diferentes ambientes e situações, facilitando um monitoramento frequente e abrangente. O pesquisador enfatiza ainda que o novo equipamento contribui “na redução de vazamentos e descartes inadequados, protegendo ecossistemas aquáticos, a fauna, a flora e as comunidades locais”.
Sensor reconhece moléculas de benzeno
Os pesquisadores acreditam que encontraram uma solução inovadora para o controle e prevenção da contaminação por benzeno. Souza afirma que o sensor pode ser uma “ferramenta valiosa tanto para empresas quanto para órgãos de fiscalização ambiental”.
Mas como a inovação funciona? “Baseia-se no reconhecimento seletivo do benzeno”, adianta o pesquisador, afirmando que o reconhecimento acontece quando as moléculas de benzeno se ligam à cavidade de um polímero impresso molecularmente (MIP). O sensor possui um compartimento (polímero impresso) que funciona como um molde de uma molécula de benzeno.
“Quando exposto a uma amostra de água contendo este composto (benzeno), as moléculas de benzeno se ligam às cavidades do polímero, bloqueando-as”, informa Souza. Conforme as cavidades vão sendo ocupadas, a superfície do sensor eletroquímico vai sendo recoberta e causa redução da corrente elétrica, confirmando a presença de benzeno nas amostras de água produzidas nos campos de petróleo.
Segundo o pesquisador, a redução na corrente elétrica é proporcional à concentração de benzeno na amostra, permitindo uma quantificação indireta. “Ou seja, quanto maior a concentração de benzeno, menor o sinal de corrente elétrica”, diz. As medições das correntes elétricas, de acordo com o pesquisador, são realizadas através de um potenciostato (instrumento utilizado para medir a diferença entre tensões elétricas) acoplado a um computador.
Após a detecção do benzeno na amostra de água ele é removido do sensor por aquecimento controlado a 50°C em uma estufa localizada dentro de uma capela de exaustão (um equipamento utilizado em laboratórios para remover vapores e gases tóxicos, como os produzidos durante reações químicas). Esse aquecimento deixa as cavidades do polímero livres, fazendo com que o sensor possa ser reutilizado.
Os resultados do estudo com o desenvolvimento e testes com a inovação podem ser conferidos no artigo publicado pelo Journal of Environmental Chemical Engineering.
Mais informações: souza_jc33@yahoo.com.br, com João Carlos Souza
*Estagiária sob supervisão de Rita Stella
