Existe uma demanda mundial para detecção de contaminação na água, com a exigência de dispositivos cada vez mais sensíveis a vários tipos de particulados. Dentre os muitos contaminantes, os mais perigosos são os íons de metais como chumbo, ferro, níquel, cobre e cádmio. E o chumbo se destaca porque no passado foi amplamente utilizado em encanamentos de construções, assim como na fabricação de baterias e cabos elétricos. Os danos que este metal pode causar à saúde humana vão desde disfunções renais, complicações nas vias respiratórias, abortos e mal de Parkinson, até alguns tipos de câncer que podem levar à morte.

O desenvolvimento de um dispositivo denominado transistor de efeito de campo sensível a íon (Isfet, na sigla em inglês), específico para detectar chumbo em água, foi o foco da dissertação de mestrado de Rodrigo Reigota César, apresentada na Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC) da Unicamp. A pesquisa teve orientação do professor Jacobus W. Swart e coorientação da pós-doutoranda Angélica Denardi de Barros, no âmbito do Centro de Componentes Semicondutores (CCS).

Rodrigo César explica que o dispositivo tipo Isfet vem sendo utilizado nas áreas química e biológica devido à sua aplicação no diagnóstico médico, no meio ambiente e na indústria alimentícia. A partir de um Isfet capaz de identificar cátions e ânions em água, o autor da dissertação criou uma versão seletiva para chumbo. “Realizei um estudo do estado da arte e do funcionamento deste dispositivo, detalhando todo o processo de fabricação, bem como a sua caracterização estrutural e elétrica. Ele pode ser aplicado para detecção de pH [indicador de acidez, neutralidade ou alcalinidade] e concentrações de chumbo na água.”

O professor José Alexandre Diniz, diretor do CCS, que representou o orientador Jacobus Swart nesta entrevista, disse que além da especificidade para chumbo, o aluno buscou um sensor da menor dimensão possível, portátil, que permitisse fazer medidas em campo. “Houve desafios como de produzir uma membrana para detectar a presença e adsorver o contaminante na água e que fosse seletiva, pois tais dispositivos detectam outros metais afora o chumbo. O passo seguinte foi produzir o sensor, um dispositivo com terminais que mudam a condutividade elétrica como resposta de sensibilidade para aquele tipo de contaminante.”

De acordo com a pós-doc Angélica Barros, que foi orientada de Diniz no mestrado e doutorado, se antes havia muito chumbo nos encanamentos e outros materiais de construção, hoje existe o problema do descarte destes resíduos na natureza, o que provoca a contaminação em cadeia. “O lixo contamina o solo e a água que nós bebemos, assim como bebem os animais dos quais nos alimentamos. Daí a importância de contar com um sensor portátil que possamos levar até possíveis fontes de contaminação, principalmente de água, e verificar o que está acontecendo ao longo da cadeia.”

O autor cita na dissertação informações de estudos anteriores, como a de que a contaminação por chumbo pode ocorrer pelo ar, ingestão de água contaminada ou de alimentos preparados com esta água. É descrito um caso relacionado ao mel, em que a partir da água contaminada por chumbo, foram afetadas as flores, o pólen, as abelhas, o próprio produto e, por fim, os seus consumidores. Diante da comprovação de danos à saúde como os já mencionados, e de outros como ao sistema nervoso central, cardiovascular e musculoesquelético, a Organização Mundial da Saúde (OMS) estipulou que a concentração de chumbo em água deve ficar entre 2 e 10 nanogramas por mililitro. 

Fonte: Unicamp