Técnica inovadora utiliza microdescargas elétricas para mineralizar contaminantes farmacêuticos, evitando subprodutos tóxicos e reduzindo o consumo de energia

Uma abordagem inovadora para a remediação ambiental de contaminantes farmacêuticos em corpos d’água vem demonstrando resultados expressivos ao explorar um fenômeno até então pouco utilizado com esse objetivo: as faíscas geradas durante a oxidação eletrolítica por plasma (PEO, na sigla em inglês). A estratégia foi apresentada em estudo publicado no Chemical Engineering Journal e contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).

O fenômeno, conhecido como sparks, ocorre quando uma peça metálica — neste caso, de alumínio — é submetida a altas tensões elétricas em meio líquido. Durante o processo, surgem microdescargas elétricas extremamente intensas, com duração de frações de segundo e temperaturas elevadíssimas, motivo pelo qual são popularmente chamadas de “segundo Sol”.

Tradicionalmente, o PEO é empregado para produzir revestimentos de óxido em metais como alumínio, magnésio e titânio, aumentando sua resistência à corrosão e ao calor, com aplicações consolidadas nos setores aeroespacial, automobilístico, médico e de componentes eletrônicos. Materiais obtidos por essa técnica também já vinham sendo estudados para o tratamento de água e efluentes. A novidade, porém, está em usar não o material produzido, mas as próprias faíscas como agentes ativos na degradação de poluentes.

A pesquisa foi conduzida por uma equipe liderada pelo professor Ernesto Chaves Pereira, do Departamento de Química da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), e envolveu cientistas do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) e do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE), ambos apoiados pela FAPESP.

Segundo os pesquisadores, os contaminantes farmacêuticos representam uma das maiores preocupações ambientais atuais. Mesmo em concentrações muito baixas, esses compostos podem afetar organismos vivos, desequilibrar ecossistemas e, no caso dos antibióticos, favorecer o surgimento de bactérias resistentes. Além disso, são altamente persistentes no ambiente e difíceis de eliminar por métodos convencionais.

“Os fármacos são projetados para durar e, por isso, persistem no ambiente. As técnicas tradicionais geralmente não promovem a mineralização completa dessas moléculas, interrompendo o processo em intermediários que, em alguns casos, podem ser ainda mais tóxicos que o composto original”, explica Pereira.

A ideia de utilizar diretamente as sparks surgiu há cerca de quatro anos, com a chegada de um pesquisador de pós-doutorado ao laboratório. “Diante da complexidade do problema, pensamos em testar as faíscas. Logo nas primeiras tentativas, os resultados foram surpreendentemente positivos”, relata o coordenador do estudo.

Resultados próximos da realidade ambiental

Os experimentos envolveram três fármacos amplamente encontrados em ambientes aquáticos: o antibiótico ofloxacin, o anti-inflamatório diclofenaco sódico e o antidepressivo fluoxetina. Os testes foram realizados com os compostos isolados e em mistura, considerando tanto concentrações elevadas quanto níveis baixos, mais próximos dos observados em rios e efluentes reais.

De acordo com Pereira, os melhores desempenhos ocorreram justamente nas amostras com baixas concentrações e na presença de misturas de contaminantes — cenário típico dos ambientes naturais. “Isso indica um alto potencial de aplicação prática da técnica”, afirma.

Após 60 minutos de exposição às faíscas, o método foi capaz de destruir 58% do diclofenaco, 60% do ofloxacin e impressionantes 93% da fluoxetina, promovendo a carbonização dos compostos, ou seja, sua conversão direta em dióxido de carbono e água. Diferentemente de abordagens como fotocatálise, tratamentos biológicos, adsorção ou uso de catalisadores avançados, o processo evitou a formação de resíduos intermediários indesejáveis.

Outro ponto de destaque é a eficiência energética. Segundo os pesquisadores, a técnica apresentou menor consumo de energia em comparação com métodos convencionais, o que reforça seu caráter ambientalmente sustentável.

“O plasma gerado durante o processo de PEO se estabelece como uma plataforma inovadora, eficiente e ambientalmente amigável para a remediação de poluentes farmacêuticos, preenchendo uma lacuna crítica das tecnologias atuais ao garantir a mineralização completa e eliminar riscos de poluição secundária”, destaca Pereira.

Além dos resultados com fármacos, a equipe já obteve dados promissores na eliminação de bactérias e de derivados de petróleo. A patente da tecnologia já foi solicitada, abrindo caminho para as próximas etapas de desenvolvimento e futura aplicação em escala real.