Nome Completo:

Natalia Klanovicz

Unidade da USP:

Escola Politécnica

Programa de Pós-Graduação:

Engenharia Química

Nível:

Doutorado Direto

Resumo:

Quando tomamos um remédio para dor de cabeça ou para uma condição crônica, raramente pensamos onde esse remédio vai parar. A realidade é que nossos corpos não absorvem 100% da medicação. Uma parte significativa sai do nosso corpo e entra no sistema de esgoto. O problema é que os tratamentos de esgoto convencionais não foram feitos para lidar com esses medicamentos persistentes. Como resultado, vestígios de medicamentos — como por exemplo os anticonvulsivantes carbamazepina e lamotrigina — estão "escapando" do tratamento e chegando até os nossos rios e lençóis subterrâneos. Essa poluição invisível pode prejudicar a vida aquática e desequilibrar ecossistemas. Minha tese teve como objetivo buscar por uma solução nos sistemas híbridos. Pense nisso como um trabalho em equipe contra a poluição. Em vez de usar apenas um método, combinamos duas forças poderosas: A Biologia, usando enzimas encontradas na natureza que aceleram reações, e a Química, usando um processo envolvendo luz ultravioleta e peróxido de hidrogênio (semelhante à água oxigenada que passamos em machucados). O objetivo era analisar se a combinação dessas forças conseguiria remover esses medicamentos de forma mais eficiente do que os métodos tradicionais. Porém, antes de chegar ao tratamento híbrido de esgoto tínhamos um desafio a mais: As enzimas são poderosas, mas também são frágeis. Se você simplesmente jogá-las em um tanque de água, você as perde. Para resolver isso, usamos nanotecnologia. De forma simplificada, podemos dizer que as enzimas foram coladas em partículas microscópicas que não se dissolvem na água e podem ser recuperadas com um imã (igual ao que colocamos de enfeite na geladeira). Isso foi um divisor de águas. Ao ancorar as enzimas nas nanopartículas, elas se tornaram muito mais estáveis. Elas conseguiram sobreviver a temperaturas mais altas e à luz UV e, por serem magnéticas, poderíamos recuperá-las e reutilizá-las, evitando desperdício. Passando para a parte onde a mágica acontece, unimos biologia e química para tratar o esgoto de duas principais maneiras. A primeira delas foi em modo batelada: Imagine uma sopa sendo preparada em uma panela. Você coloca todos os ingredientes, liga o fogo e espera por um tempo até tudo cozinhar. Depois você desliga o fogo e esvazia a panela. A segunda maneira foi em modo contínuo: Imagine a água fluindo por um cano. A água poluída entra por uma ponta, passa pelo tratamento enquanto flui, e sai limpa pela outra ponta. Nas duas maneiras de tratamento do esgoto os resultados foram impressionantes e inovadores. A enzima foi a estrela do show ao ser combinada com luz UV e peróxido de hidrogênio nos sistemas em modo batelada e em modo contínuo. Conseguimos atingir 100% de remoção para carbamazepina e lamotrigina. Com isso, esta pesquisa prova que sistemas híbridos — combinando o poder biológico das enzimas com a oxidação química — são muito mais eficientes do que usar sistemas convencionais. Ao usar nanopartículas magnéticas e reatores de fluxo contínuo, estamos um passo mais perto de soluções que podem resolver o problema da poluição invisível de nossa água, protegendo nossos rios e ecossistemas para o futuro.