Portugal - Investigadores da UC desenvolvem bioprocesso para remoção de microplásticos nas estações de tratamento de águas

Uma investigação, liderada pela Universidade de Coimbra, evidencia que os efluentes industriais não são os que apresentam maior contribuição para a contaminação por microplásticos quando comparados com efluentes domésticos provenientes de Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR’S) municipais. Os investigadores envolvidos estão a desenvolver um bioprocesso à base de resíduos agroflorestais para a remoção destas partículas.

Este estudo, que tem como principal objetivo perceber qual o potencial de contaminação proveniente de efluentes industriais após tratamento nas estações de tratamento interno das empresas, está a ser desenvolvido por uma equipa de investigadores do Departamento de Engenharia Química (DEQ) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) no âmbito do projeto “Make water cleaner”.

De acordo com Solange Magalhães, investigadora do Centro de Investigação em Engenharia dos Processos Químicos e dos Produtos da Floresta (CIEPQPF) do DEQ, «já foi possível identificar qual a composição dos principais microplásticos encontrados, sendo que o mais abundante nos efluentes das diferentes indústrias é o polietileno tereftalato (PET), um polímero largamente usado em diferentes indústrias».

Verificou-se ainda que «as propriedades físico-químicas dos microplásticos encontrados indicam que, na sua maioria, estes apresentam carga de superfície negativa, pelo que os biofloculantes que estão as ser desenvolvidos e que foram obtidos a partir de resíduos agroflorestais e de biomassa proveniente de espécies invasoras, promovem uma eficiente floculação e, posterior, remoção dos efluentes», explica a investigadora da FCTUC, acrescentando que a floculação é uma etapa essencial no tratamento tradicional de efluentes, muito utilizada nas ETAR’s.

Dado o elevado consumo de plásticos e o pouco cuidado por parte dos utilizadores em fazer uma correta separação e encaminhamento para reciclagem, a contaminação do meio ambiente por microplásticos tornou-se num problema emergente em todo o mundo. Portanto, para a equipa da FCTUC, «todas as tecnologias que permitam minimizar essa problemática têm elevado interesse a nível ambiental e social. A valorização de um resíduo de biomassa e o desenvolvimento de um produto que previne a contaminação ambiental, evitando o uso de compostos de origem sintética, tem também um alto impacto», conclui.

O projeto “Make water cleaner”, financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT), conta também com a participação de investigadores do Instituto Mediterrâneo para a Agricultura, Ambiente e Desenvolvimento (MED) da Universidade do Algarve, e do Centro de Investigação FSCN da MidSweden Univeristy, na Suécia. Universidade de Coimbra - Portugal

Portugal - Universidade de Coimbra desenvolve saco protetor biodegradável para controlo de nemátodes parasitas de plantas

Um grupo de investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) está a desenvolver filmes biodegradáveis à base de papel reciclado, polímeros biodegradáveis e bionematodicidas (nematodicidas naturais), em formato de saco, com o objetivo de proteger, no momento da transplantação, o sistema radicular de plantas do ataque de nemátodes-das-galhas radiculares, parasitas de plantas que afetam negativamente a produção agrícola.

Desenvolvida no âmbito do projeto “ProBag – Plant Protection Bag: a new, practical and sustainable system for plant-parasitic nematodes management in conventional and family farming”, um dos vencedores do concurso “Projetos Sementes de Investigação” da Universidade de Coimbra (UC), esta estratégia de controlo inovadora, sustentável, prática e de baixo custo, está ainda a ser otimizada, mas os resultados obtidos são promissores.

«Nós tentámos encontrar uma estratégia de controlo que seja sustentável, uma vez que as já existentes e relativamente eficazes se baseiam na utilização de pesticidas químicos denominados nematodicidas, que na sua maioria têm impacto negativo seja no ambiente, seja na saúde humana», explica Carla Maleita, investigadora do Centro de Investigação em Engenharia dos Processos Químicos e dos Produtos da Floresta (CIEPQPF) da FCTUC.

Desta forma, os investigadores conjugaram a reciclagem de papel com a utilização de polímeros biodegradáveis e de um bionematodicida, proveniente dos resíduos do processamento do fruto da nogueira, dando origem a um produto biodegradável, ou seja, sem impacto negativo no ambiente. Portanto, o ProBag será usado no momento da transplantação de plantas como o tomateiro, para o solo e espera-se que a libertação do composto aconteça, tanto para o interior como para o exterior do saco.

«Este irá servir inicialmente como uma espécie de barreira à entrada dos parasitas, mas a partir do momento que o bionematodicida é libertado começa a atuar sobre os organismos, provocando a sua morte e, dessa forma, as raízes estão protegidas», descreve Carla Maleita, acrescentando que «no final da cultura este produto terá sido, totalmente ou na sua maioria, degradado por organismos não-alvo que estão no solo e fatores físicos, nomeadamente temperatura e humidade».

De acordo com os cientistas, este saco vai «impedir que os parasitas se instalem no sistema radicular da planta e completem o seu ciclo de vida. Estes nemátodes são parasitas de culturas economicamente importantes, como por exemplo batateira, cenoura, alface, tomateiro, entre muitas outras», esclarece a investigadora da FCTUC.

Assim, é possível proteger a planta num período de adaptação a novas condições, em que estará mais suscetível, favorecendo o seu desenvolvimento de forma que, mesmo que atacada por estes organismos numa fase posterior, tenha uma maior capacidade de resposta à presença dos nemátodes. «Já fizemos um teste preliminar e concluímos que os sacos terão de ser otimizados, em relação à degradação. No entanto, em nenhuma das plantas houve a reprodução de nemátodes. Portanto, os resultados são promissores», assegura.

«Um dos próximos passos é avaliar o impacto do ProBag em organismos não-alvo do solo, como as minhocas, e de que forma estas contribuem para a degradação do saco», afirma.

Segundo a equipa de investigadores, este é um projeto que poderá ter um impacto positivo nos sistemas agrícolas e, consequentemente, na economia, bem como no meio ambiente. «O impacto será logo na agricultura, porque estes parasitas causam grandes prejuízos no setor agrícola, afetando a produção de culturas importantes. Assim, se utilizarmos estratégias sustentáveis que permitam o seu controlo na altura da plantação, há uma confiança maior de que a produtividade das plantas venha a aumentar», acredita.

Por outro lado, «de uma forma geral, a economia continua a girar de forma favorável e reduziremos o impacto no ambiente, porque estamos a utilizar compostos “verdes”», conclui.

Este projeto conta com a participação de investigadores do Departamento de Engenharia Química, do CIEPQPF, do Departamento de Ciências da Vida, do Centre For Functional Ecology (CFE), bem como da Direção Regional de Agricultura e Pescas do Centro. Universidade de Coimbra - Portugal

Portugal - Equipa da Universidade de Coimbra desenvolve aerogel inovador para aplicação médico-farmacêutica

Uma equipa de investigadores da Universidade de Coimbra (UC) desenvolveu um novo aerogel a partir de polímeros naturais, com aplicações na área médico-farmacêutica, especialmente em medicina regenerativa.

O estudo, publicado na revista Materials Chemistry and Physics, foi desenvolvido, ao longo dos últimos quatro anos, no Centro de Investigação em Engenharia dos Processos Químicos e dos Produtos da Floresta (CIEPQPF) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC), no âmbito do projeto “SterilAerogel”, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), no valor de 230 mil euros.

O “SterilAerogel”, segundo a coordenadora do projeto, Mara Braga, tem como grande objetivo dar resposta a um problema de saúde «que afeta cada vez mais a população mundial, especialmente a população idosa – fraturas ósseas e problemas degenerativos e inflamatórios –, através do desenvolvimento de aerogéis inovadores à base de polímeros naturais, prontos a ser usados na regeneração de tecidos, mas também em pensos para tratar feridas».

Para obter um novo aerogel natural e completamente esterilizado, o projeto envolveu várias fases. Primeiro, após uma exaustiva triagem de combinações de polieletrólitos naturais (dois polímeros com cargas opostas que, quando são postos em contacto no meio adequado, se ligam de forma natural), os investigadores verificaram num dos estudos que o complexo polieletrólito de quitosano e goma xantana era o mais adequado para o fim pretendido.

A partir daqui a equipa de Mara Braga avançou para a produção do novo aerogel, através de um processo integrado, em que a secagem e a esterilização são realizadas sequencialmente e no mesmo equipamento, evitando procedimentos adicionais. Este processo envolveu diferentes etapas, sendo a primeira a gelificação para obter um hidrogel, que foi depois convertido em alcogel e colocado dentro de uma embalagem de esterilização, para permitir o manuseamento da amostra após o processo sem que haja qualquer risco de contaminação.

Por último, a amostra foi seca e esterilizada com um equipamento específico recorrendo a dióxido de carbono (CO₂) em estado supercrítico, num sistema sequencial nunca antes feito. No final, foi obtido um aerogel natural com todas as propriedades adequadas para aplicação em medicina regenerativa.

A grande inovação do projeto está precisamente na «técnica usada para o processamento do polímero natural. Os biopolímeros caracterizam-se pela elevada biocompatibilidade para utilização nos organismos vivos, no entanto, exigem um processo rigoroso de esterilização, garantindo que não se perdem as propriedades físico-químicas e estruturais, ou seja, que não se degradem no processo de esterilização», afirma a investigadora da FCTUC.

«Ao adotarmos a tecnologia com fluido supercrítico para a preparação e esterilização do aerogel, garantimos a biocompatibilidade ao interagir com o organismo sem causar grandes efeitos secundários, comparativamente aos sintéticos, e resíduos de solventes orgânicos do seu processamento», acrescenta.

Para verificar a eficácia da tecnologia, foram realizados vários testes, com a colaboração do Centro de Neurociências e Biologia Celular (CNC), como explica Mara Braga: «contaminou-se a matriz (aerogel) com um bacilo – Bacillus atrophaeus –, que é o bacilo indicado na farmacopeia como referência para métodos de esterilização, e posteriormente aplicámos o nosso método na descontaminação». Das muitas experiências realizadas, nota, «conseguiu-se sempre realizar com sucesso todas as fases, desde o processamento do polímero até ao formato final – já colocado no interior do saco de esterilização –, pronto a ser utilizado, bastando abrir a embalagem e aplicar».

Para que este novo aerogel completamente natural e sem resíduos químicos possa ser utilizado na área da saúde, ainda são necessários mais estudos, nomeadamente aumentar a escala das experiências e determinar o prazo de validade do produto final, porque, tratando-se de um polímero natural, a sua vida útil é inferior à dos polímeros sintéticos, «pretendemos saber se, depois de esterilizado, o aerogel garante seis meses de validade, que é o prazo standard para este tipo de produtos», esclarece Mara Braga.

Embora o projeto se tenha focado na área da saúde, o novo aerogel tem potencial para outras aplicações, por exemplo, como adsorventes para tratamento de águas residuais. Universidade de Coimbra - Portugal

Portugal - Cientistas desenvolvem novo material que pode substituir o plástico

Uma equipa de investigadores liderada pela Universidade de Coimbra (UC) desenvolveu um substituto do plástico a partir de nanocelulose combinada com um mineral fibroso, totalmente biodegradável e biocompatível, com várias aplicações, por exemplo, em embalagens alimentares e impressões eletrónicas, abrindo portas à fabricação de plásticos mais sustentáveis.

O novo material foi desenvolvido ao longo dos últimos três anos, em parceria com o Instituto Politécnico de Tomar (IPT) e a Universidade da Beira Interior (UBI), e com a colaboração da empresa espanhola TOLSA,  no âmbito do projeto “FilCNF: Nova geração de filmes compósitos de nanofibrilas de celulose e partículas minerais como materiais de elevada resistência mecânica e propriedades de barreira a gases”, financiado, no valor de 190 mil euros, pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) e pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER).

Esta nova solução ecológica, que na prática se traduz numa nova classe de filmes compósitos, foi produzida a partir de «nanocelulose, obtida através de processos mecânicos, químicos e enzimáticos, combinada com um mineral fibroso, um recurso geológico que permite a redução de custos e a melhoria de propriedades mecânicas e de barreira muito importantes. Mecânicas, porque estes filmes têm de ser resistentes, e de barreira, dado que estes filmes têm de possuir impermeabilidade aos gases, ou seja, resistência ao ambiente», afirmam José Gamelas e Luís Alves, coordenador do projeto e investigador principal do estudo, respetivamente.

A grande inovação deste novo substituto do plástico, segundo os dois investigadores do Centro de Investigação em Engenharia dos Processos Químicos e dos Produtos da Floresta (CIEPQPF) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da UC (FCTUC), é o uso de «minerais fibrosos, que não têm qualquer risco para a saúde, e também a preparação dos filmes por filtração, o que acelera muito o processo de produção. Por exemplo, com o processo convencional pode durar uma semana até se obter os filmes, enquanto que, através do método por filtração, nós conseguimos ter os mesmos filmes em poucas horas e com melhores propriedades».

Os resultados obtidos até agora são altamente promissores, demonstrando que esta pode ser uma solução de futuro viável. Aumentar a escala de produção, otimizar processos e explorar as propriedades destes filmes para outras aplicações, nomeadamente para restauro de livros antigos, serão os próximos passos do projeto. Isto porque, avançam José Gamelas e Luís Alves, «embora o projeto tenha sido pensado para embalagens alimentares e eletrónica impressa, há muitas outras aplicações que podem beneficiar desta solução, tais como a conservação/restauro de documentos importantes em suporte de papel que tenham problemas de degradação com o envelhecimento».

A utilização massiva de plásticos e a «incapacidade de fazer uma reciclagem apropriada é cada vez mais um tema de grande importância na sociedade contemporânea. Por isso, é fundamental a procura de novos materiais produzidos a partir de recursos não fósseis, isto é, de recursos renováveis, para reduzir o uso do plástico», finalizam.

Deste projeto resultaram várias publicações científicas, a última pode ser consultada aqui. Universidade de Coimbra - Portugal