ASSESSORIA UNESC

Desde 2013 pesquisadores do Iparque trabalham com o elemento em diversos segmentos.

Com certeza você já ouviu falar em ozônio, geralmente precedido pela palavra camada. Porém, as funções deste elemento vão além da absorção da radiação ultravioleta, protegendo os seres vivos da superfície terrestre.

As utilizações do Ozônio fazem parte de uma linha de pesquisa da Unesc, iniciada em 2011, e que vem rendendo diversos frutos e gerando benefícios. Por ser um forte oxidante, ele é, por exemplo, um excelente antimicrobiano, como aponta o professor e pesquisador da Universidade, Elídio Angioletto. Aplicado da maneira correta, o Ozônio elimina bactérias, fungos e vírus.

Na Unesc, tudo começou com a procura de uma empresa de São Paulo para realizar testes com drenagem ácida. “Então, em 2011, começamos a fazer coletas aqui na área do nosso Parque Tecnológico, especificamente no Rio Sangão. Coletamos e fizemos os testes que deram resultados excelentes”, comenta.

Estes resultados encorajaram os pesquisadores a submeter o projeto junto ao Banco Nacional de Desenvolvimento (BNDES) em parceria com a Universidade de São Paulo (USP), com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), com as Indústrias Nucleares do Brasil (INB) e com a empresa Ozônio Brasil, fabricante do equipamento já utilizado para os testes. “Já em 2013 o projeto foi aprovado e teve início em seguida. Com isso, fomos em dois grandes caminhos distintos: um para o tratamento de água em uma mineração de urânio de Minas Gerais e outro para tratamento de solo”, revela Angioletto.

Devido às suas propriedades, quando utilizado na água, o ozônio gera benefícios à saúde. “Segundo estudos, por ser altamente oxidante, o ozônio é capaz de romper a parede celular de bactérias e fungos, inativando esses microrganismos e impedindo que possam causar danos à saúde. Portanto, de acordo com pesquisas, o elemento pode ser utilizado na desinfecção de utensílios, como galões de água, na água para desinfecção por meio da oxidação de compostos orgânicos e inorgânicos”, frisa.

Toda a contribuição da pesquisa para a sociedade reforça o caráter comunitário da Unesc. “O trabalho de nossos pesquisadores nesta causa é perene e significativo. Passo a passo, nossas pesquisas contribuem com o desenvolvimento de novas tecnologias e utilidades para o ozônio. Prova disso é a ampla procura deste serviço ao longo da pandemia de Covid-19. A tecnologia recebeu destaque, assim como a importância da pesquisa científica, algo pelo qual enquanto Universidade Comunitária, colocamos à disposição da sociedade há 54 anos”, salienta a reitora da Unesc, Luciane Bisognin Ceretta.

Em busca de um mundo mais sustentável

Para o engenheiro químico formado pela Unesc e mestrando da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), com orientação dos professores Elídio e Thauan, Willian Cardoso, o mundo busca tecnologias para tornar-se sustentável, equilibrando progresso com qualidade de vida, e uma forma de corroborar com isso, é dando a sua contribuição sobre o ozônio.

Conforme Cardoso, a utilização correta do elemento pode gerar muitos benefícios para a sociedade, além de poder tornar o mundo melhor devido às características sustentáveis que não necessitam de recursos não renováveis e não geram resíduo. “O tratamento de águas residuais industriais atualmente é considerado custoso e em muitos casos ineficiente. Este fato é assunto em inúmeras publicações científicas que buscam metodologias para reduzir custos e elevar a qualidade do efluente tratado despejados no meio ambiente. Com isso o ozônio entra como uma opção promissora, que eleva a qualidade, reduz a utilização de produtos químicos de origem não renovável e pode reduzir o custo fixo para manter uma estação de tratamento de efluentes. Desta forma minhas pesquisas visam desenvolver sistemas de aplicação de ozônio para tratamento de águas residuais que sejam eficientes e que possam atender a demanda a que se aplica e seja viável ao empreendimento”, destaca.

A busca por resultados faz parte do grupo de pesquisa de ozônio da Unesc, na qual ao longo dos anos foram obtidos muitos pontos promissores. Os últimos apresentaram reduções significativas na quantidade necessária de ozônio para diminuir compostos orgânicos aromáticos e cor. Futuramente, estes resultados serão publicados para que sejam aplicados em estações de tratamento de efluentes industriais.

“O ozônio tem muito para crescer ainda no que diz respeito aos estudos e aplicações em áreas agroindustriais de commodities e em desenvolvimento. Já há aplicações em produtos direcionados a geração de energia. Minha empresa atualmente é uma comercializadora de equipamentos de geração de ozônio para fins industriais, principalmente para controle preventivo de insetos em ambientes de armazenamento de grãos e para tratamento de água e efluentes industriais. Alguns países já utilizam o ozônio para fins produtivos na piscicultura e no próximo ano vamos iniciar a aplicação no Brasil, que terá como principal objetivo elevar a produção de peixes por metro quadrado, elevar a qualidade da água e o reuso da água”, acrescenta Cardoso.

Na água e no solo

Outra aplicação do ozônio está no tratamento de água em piscinas, em substituição ao cloro, que causa danos à saúde, no tratamento de águas residuais e subterrâneas, que muitas vezes possuem altos níveis de ferro, sendo que o ozônio atua na precipitação de metais. “O tratamento de água com ozônio é conhecido. Já tinha até sido trilhado, mas para a mineração a patente por si só mostra que é algo inédito. Já é conhecida a ação do ozônio quando colocado na água contaminada com metais, porém, tratar a água contaminada com o rejeito é algo novo. Tinha ainda outro aspecto mais nobre científico que era ver qual a interação deste elemento no interior de uma pilha de estéril de mineração e nisso a gente faz uma analogia com solos contaminados por outras substâncias. O exemplo mais clássico são os postos de combustíveis que registram vazamento ou derramamento”, aponta o professor, Thauan Gomes, que teve a sua pesquisa com ozônio reconhecida no I Congresso Latino Americano de Drenagem Ácida de Mineração, em 2021.

Sobre o assunto tratado por Gomes, o professor Elídio cita exemplo de um duto que se rompe e fica anos com vazamento, até ser identificado, contaminando, inclusive, o lençol freático. “Uma parte deste projeto foi desenvolvido com esta ideia: o ozônio difundir pelo solo e com isso entrar em contato com hidrocarbonetos, diesel e gasolina e se transformar em dióxido de carbono (CO2), descontaminando o local. Fizemos um estudo com querosene em uma área próxima e tivemos bons resultados”, acrescenta.

O doutorando do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais (PPGCEM), Elcio Angioletto é mais um que foi atraído pelo ozônio. Ele pesquisa a possibilidade de usar o elemento para oxidar a pirita, unindo a expertise do grupo de pesquisa com a necessidade ambiental da Região Carbonífera. “A oxidação tem o objetivo de promover a obtenção de sulfato ferroso, que tem várias aplicações na indústria. Outros produtos podem ser obtidos no processo, como ácido sulfúrico, ácido sulfídrico e sulfato de amônio, que é usado como fertilizante. Os estudos estão na fase inicial, contudo, os resultados preliminares indicam a viabilidade do uso de ozônio como agente oxidante da pirita”, comemora.

Mas afinal, o que é o ozônio?

O professor Elídio Angioletto explica que há o ozônio presente na estratosfera, que é uma das camadas da atmosfera localizada entre dez e 50 quilômetros da superfície da Terra. “Esse ozônio é formado por reações fotoquímicas. Basicamente, a radiação solar em onda ultravioleta e infravermelho dissocia as moléculas de oxigênio, formando o oxigênio atômico. Por sua vez, este reage com Oxigênio, formando o ozônio”, expõe.

O ozônio, por sua vez, é um gás instável que possui três moléculas de Oxigênio. Isso significa que ele não consegue manter por um longo período de tempo a sua estrutura com essas três moléculas de oxigênio, por isso, ele se liga a outras moléculas, formando outros elementos muito facilmente. “Ele precisa ser gerado no local, não pode ser armazenado em uma garrafa. Ele quebra e vai para o Oxigênio, tendo uma média vida de oito a dez minutos, ou seja, é muito rápido para voltar a ser Oxigênio, por isso precisa ser usado rapidamente. Ele existe na natureza, está lá na estratosfera, mas é uma constante mudança. É uma vantagem ambiental muito grande”, salienta.

Aplicação em grãos

Ainda em estudo, outra aplicação do ozônio, que já obtém resultados satisfatórios está relacionada aos grãos. Quem se dedica com afinco neste segmento é a egressa do curso de Engenharia Química da Unesc, que hoje faz mestrado na Universidade, Hilária Mendes de Souza

O interesse pelo trabalho com ozônio surgiu já na terceira fase da faculdade, quando ingressou em um projeto de iniciação científica com orientação do professor Elídio Angioletto, que tinha como foco de pesquisa a utilização do gás ozônio em rejeitos de carvão, no qual ela permaneceu por um ano.

Neste período, Hilária desenvolveu uma modelagem matemática com simulação computacional de como o elemento se propaga em uma pilha de rejeito piritoso. Por estar em contato com o grupo de pesquisa e trabalhar no Laboratório de Desenvolvimento de Biomateriais e Materiais Antimicrobianos (LADEBIMA), ela também obteve informações sobre técnicas de microbiologia. “Assim, no meu último ano de iniciação científica e de graduação, desenvolvi um estudo do uso do ozônio como agente antimicrobiano, sendo utilizado na descontaminação de fungos filamentos que estão presentes em grãos de amendoim”, menciona.

Hilária, que teve o assunto como tema de seu Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), revela que a partir desse estudo, foi possível comprovar que a presença de fungos filamentosos em amendoim pode gerar, em determinadas condições, micotoxinas, que são tóxicas e carcinogênicas, prejudiciais à saúde humana.

Com o uso do ozônio foi possível reduzir 92% na contagem total de fungos filamentosos e 87% na contagem do fungo do gênero Aspergillus. “Demonstrando, assim, ser um eficiente método para descontaminação de grãos, com a vantagem de não deixar resíduos no alimento. Esse estudo contribuiu com a elaboração de novas estratégias para a descontaminação de grãos, evitando a contaminação com os fungos e, consequentemente, o desenvolvimento de micotoxinas”, comemora.

Professor Elídio acrescenta que este estudo realizado pela Unesc é inédito e  já está sendo, inclusive, aplicado em silos. “Não é o objetivo da Universidade prestar serviço, o nosso trabalho é com estes reatores pequenos que conseguimos mensurar cada detalhe”, cita Angioletto, apontando para um dos equipamentos no laboratório do Iparque. “Não queremos que fique na prateleira ou no livro, queremos que seja aplicado. Tínhamos dúvidas se mudava as características dos grãos. Fizemos estudos e não detectamos uma alteração substancial, o que nos dá segurança”, afirma.

Sílvia Betta Canever tem forte ligação com a Unesc e com as pesquisas com o ozônio. Formada em Engenharia Química e com o mestrado concluído, atualmente ela é bolsista e pesquisadora no Laboratório de Energia e Meio Ambiente (LEMA), da Ufsc, onde faz doutorado.

Em 2017, durante a iniciação científica no Laboratório de Desenvolvimento de Biomateriais e Materiais Antimicrobianos (LADEBIMA), da Unesc, sob orientação dos professores Dr. Elídio Angioletto e Thauan Gomes, ela fez pesquisas envolvendo modelagem e simulação da propagação de ozônio em um silo piloto de armazenamento de arroz, milho, soja e trigo, visando a inativação de fungos filamentosos.

O trabalho de Sílvia teve como objetivo avaliar a propagação do ozônio em silos de armazenamento utilizando simulação computacional para desenvolvimento de modelo compatível com ensaios laboratoriais, levando em consideração a eficiência de inativação fúngica. “O trabalho apresenta grande relevância, já que o Brasil é um dos maiores produtores de grãos do mundo e ainda há certos desafios, quando se diz respeito ao armazenamento. O ozônio como oxidante tem inúmeras aplicações potenciais na indústria de alimentos devido às suas vantagens em relação às técnicas tradicionais de preservação de alimentos. Assim como os pesticidas, o ozônio é capaz de eliminar pragas de armazenamento e degradar micotoxinas, além de contribuir na inativação microbiana. Uma das principais vantagens da utilização do ozônio é que mesmo se aplicado em excesso, ele se auto decompõe, formando oxigênio e, portanto, não deixa resíduos”, relata.

A doutoranda explica que a atividade fúngica, durante o armazenamento, pode levar à rápida deterioração na qualidade nutricional dos grãos e à contaminação com micotoxinas. As micotoxinas são metabólitos secundários tóxicos produzidos principalmente por fungos dos gêneros Aspergillus, Penicillium e Fusarium, sendo alguns desses compostos potenciais agentes carcinogênicos a humanos e animais. “O armazenamento prolongado de cereais é uma prática comum em todo o mundo, no qual necessita de fumigação de pesticidas para conservação. Os agentes químicos utilizados neste processo apresentam uma série de desvantagens, tanto na área ambiental como na saúde humana”, conclui.

Utilização durante a pandemia

Os resultados positivos da pesquisa à sociedade foram vistas também durante a pandemia do novo coronavírus (Covid-19).  Sob comando do professor Elídio Angioletto, o grupo fez adaptações em equipamentos do laboratório para utilizá-los na desinfecção de espaços como o Centro de Triagem de Criciúma. A ação partiu da provocação da própria reitora Luciane Bisognin Ceretta sobre a utilização do ozônio no trabalho de higienização de espaços como mais uma forma de utilizar a expertise da Universidade na luta contra a pandemia.

Conforme o professor Elídio, foi possível utilizar a água ozonizada para descontaminar ambientes e aparelhos, incluindo equipamentos de proteção individual. O ozônio em alta concentração é o mais potente germicida do que se tem conhecimento, é 100 vezes mais potente do que o cloro e 3.120 vezes mais rápido, além de sua alta capacidade oxidante. “Sua funcionalidade é ativada quando o ar passa por uma peneira molecular, que separa o nitrogênio presente. O oxigênio em forma concentrada é levado ao gerador de ozônio. O resultado é a abertura de um arco elétrico, que transforma o O2 em O3, ou seja, o ar em ozônio. Uma vez gerado, ele é espalhado em todo o ambiente e alcança espaços onde a mão humana não e ferramentas convencionais não podem alcançar”, esclarece o professor pesquisador responsável pelo projeto.

Além do professor Elídio Angioletto, também atuaram no projeto os pesquisadores Thauan Gomes, Hilária Mendes, Geovana Savi e Willian Acordi.