Projetos | INCTAA

Projetos Financiados pelo INCTAA

Dentro das suas linhas de pesquisa o INCTAA financia projetos que procuram atender as demandas dos seus pesquisadores, da indústria e da sociedade. No total foram financiados 30 projetos. Abaixo estão relacionados os resumos dos projetos financiados e pesquisadores responsáveis pelos seus desenvolvimentos

1- Popularização da química

Linha de pesquisa do INCTAA: Difusão do conhecimento e formação de pessoal

Demanda: Ações no ensino de graduação e ações no ensino médio

O Grupo de Instrumentação e Análise Química (GIAQ) da UFRPE - Unidade Acadêmica de Serra Talhada visa dar continuidade às atividades desenvolvidas desde a primeira edição do INCTAA, divulgando e popularizando a química analítica aplicada nos diversos níveis de ensino, em escolas e nas instituições de ensino superior na região do alto sertão pernambucano. Entre as inúmeras ações já realizadas, as atividades de extensão, que atingem por ano mais de 1500 alunos do ensino médio (feiras de química dentro e fora da universidade) e as atividades de ensino para os alunos de graduação são exemplos que merecem continuidade.

De uma forma geral, pretende-se investir na divulgação da química analítica nos eventos locais dentro e fora da Universidade;

Oferecer aos alunos de graduação e professores do ensino médio minicursos, oficinas e palestras em parceria com a UFPB, que participa da equipe de recursos humanos e demais parceiros do INCTAA, estreitando as interações e aumentando as oportunidades de conteúdos diversificados.
Apoiar e promover eventos para os alunos do ensino médio (semana de química na escola, semana de química na Universidade, encontros, feira de profissões, feria de ciências, etc) que popularizem a química, em particular a química analítica na região.
Ofertar disciplinas eletivas e cursos de verão de curta duração para os alunos de graduação em química e professores do ensino médio da região sobre aspectos gerais da química e química analítica;

Estabelecer parcerias com a equipe formada pelos pesquisadores da UFPB e UFPE para implementação das atividades propostas na UFRPE – Unidade Acadêmica de Serra Talhada.

Equipe de pesquisadores: Andréa Monteiro Santana Silva Brito (Coordenadora, UFRPE/UAST),

Edvaldo da Nóbrega Gaião (Coordenador, UFRPE/UAST), Elaine Cristina Lima do Nascimento (UFRPE/UAST)

2- O Emprego da tecnologia NIR de equipamentos portáteis na agropecuária de precisão

Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários
Demanda: Rede EMBRAPA de espectroscopia no infravermelho próximo

A agropecuária brasileira, assim como ocorre a nível mundial, vive o desafio de aumentar a produção, reduzir os preços, utilizar menos recursos naturais, reduzir o impacto sobre o ambiente e cada vez mais prezar pela qualidade e segurança dos alimentos ofertados à sociedade. Para atuar neste cenário e atingir tais objetivos, o conceito da agropecuária de precisão ganha papel de destaque uma vez que pode oferecer soluções para tais pseudo-antagonismos. A tecnologia NIRs, sobretudo os equipamentos portáteis, embarca características que podem contribuir com a agropecuária de precisão. Assim, neste projeto pretende-se inovar na utilização de NIRs portátil como ferramenta para medir parâmetros bromatológicos da qualidade de forragens, volumosos e concentrados diretamente nas propriedades de criação de gado, ou seja, uma aplicação "on time". Esta solução, uma vez exitosa, permitirá aos técnicos das propriedades melhorar o manejo de suas pastagens, decidir sobre o momento mais adequado para suplementar os animais, otimizar as proporções de concentrados adotados na suplementação da dieta uma vez que poderão medir os teores nutricionais das forragens, silagens, concentrados e demais alimentos disponíveis para alimentação dos rebanhos. Essa estratégia poderá contribuir para redução de custos, evitar desperdícios de recursos, diminuir poluição gerada pela cadeia pecuária ou seja, contribuir com o desafio atual da agropecuária. Para realização deste trabalho, é proposto obter modelos de calibração para NIRs portátil, a partir de valores dos parâmetros bromatológicos obtidos pelos métodos clássicos e também obtidos pelo NIRs de bancada, o que será uma inovação na construção de curvas de calibração. Posteriormente será estudado o efeito da variabilidade amostral, ou seja, o efeito da amostragem sobre o resultado final obtido a campo. Dessa forma, pretende-se obter recomendações para a consolidação da aplicação NIRs portátil qualificada como técnica analítica de resposta rápida.

Equipe de pesquisadores: Ana Rita de Araújo Nogueira (Coordenadora, CPPSE); Gilberto Batista de Souza (CPPSE); Márcio Dias Rabelo (CPPSE); Maria Lúcia Simeone (CNPMS); Waldomiro Barioni Júnior (CPPSE)

3- Desenvolvimento de processos de extração verdes de metais para monitoramento ambiental e forense.

Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental
Demanda: Determinação de metais no meio ambiente e de interesse da industrial

Desenvolvimento de novos sistemas aquosos bifásicos (SAB) para separação e determinação de metais de interesse ambiental e indústria metalúrgica. Estes SABs estão sendo testados para a recuperação de metais de alto valor agregado como bismuto, ouro e terras raras a partir de lixo eletrônico e doméstico, e também, para a descontaminação ambiental de águas residuais. Todos os metais com exceção das terras raras têm sido determinados através do espectrômetro de absorção atômica com chama.

Equipe de pesquisadores: Maria do Carmo Hespanhol (Coordenadora, UFV); Luis Henrique Mendes da Silva (UFV); Fábio R. P. Rocha (CENA); Adriano Maldaner (PF)

4- Construção de um espectrofotômetro Raman que opere na região das baixas frequências vibracionais

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação Analítica

Demanda: Estudos fármacos, contaminantes emergentes e Forense

Além das amplas aplicações que a espectroscopia Raman clássica proporciona (região espectral de 200 a 2200 cm-1) esse espectrômetro também terá a capacidade de adquirir espectros na região das baixas frequências vibracionais (10 – 200 cm-1; 0,3 – 6 THz) (Low frequency Raman). Isto será possível devido ao uso de uma nova tecnologia de filtros notch com largura de banda ultra-fina, possibilitando a obtenção de sinais de frequência (espectros) em uma região muito próxima a fonte de excitação (laser). Essa região espectral possibilita a obtenção de bandas referentes às vibrações dos modos fônons de cristais, das vibrações das ligações intermoleculares tais como as ligações de hidrogênio e interações de van-der-Waals, tanto em líquidos como em sólidos, bem como o espectro rotacional de gases.

O espectrômetro Raman será inicialmente desenvolvido visando medidas de amostras sólidas. No entanto, por ser um instrumento modulado apresentará flexibilidade para obter medidas também de amostras em fase líquida e gasosa.

Será possível controlar as dimensões do spot do laser (área da amostra iluminada pelo laser) entre 100 e 2400 mm. Este fato possibilita estudos de amostras com diferentes dimensões, redução de tempo para obtenção de espectros médios, estudos de homogeneidade mapeamento e imagem de amostras. Espectros de amostras líquidas podem ser obtidas por meio de cubetas de batelada ou de fluxo com caminho ópticos fixo ou variável. Já espectros de amostras gasosas podem seu obtidas em células de longo caminho óptico 3 a 110 m ou guias de onda. As cubetas para líquidos bem como as células para gases encontram-se disponíveis no laboratório da Unicamp. Temos convênio com o Grupo do Prof. Boris Mizaikoff da Universidade de Ulm (Alemanha) que possui longa experiência na construção de guias de ondas que apresentam com principais características a redução de volume da amostra e a intensificação do sinal analítico.

Devido as características descritas anteriormente, principalmente a possibilidade de obtenção de espectros na região Raman de baixas frequências (THz), o Instrumento deverá possibilitar estudos em diferentes áreas de interesse do INCTAA, dentre as quais destacamos: polimorfismo, crescimento de cristais, transformações de fase sólido-sólido, cristalinidade, drogas (medicamentos), explosivos, mineralogia, forense, química ambiental, quimiometria.

Equipe de pesquisadores: Claudete Fernandes Pereira (UFPE), Lívia Paulia Dias Ribeiro (UNILAB), Fábio Rodrigo Piovezani Rocha (CENA), Ivo Milton Raimundo Junior (Unicamp), Celio Pasquini (Unicamp), Maria Fernanda Pimentel (UFPE), Mário Cesar Ugulino de Araújo (UFPB), Roberto Kawakami Harrop Galvão (ITA), João Paulo Saraiva Morais (Embrapa-Algodão), Ricardo Mathias Orlando (UFMG), Anne Helene Fostier (UNICAMP), Joaquim de Araújo Nóbrega (UFScar), Morsyleide de Freitas Rosa (Embrapa Agroindústria Tropical), Mauro Korn (UNEB), Ana Paula Pain (UFPE), Jarbas José Rodrigues Rohwedder (Unicamp)

4- Construção de um espectrofotômetro Raman que opere na região das baixas frequências vibracionais

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Estudos de fármacos e de contaminantes emergentes

Equipe de pesquisadores: Jarbas José Rodrigues Rohwedder (Coordenador, Unicamp), Claudete Fernandes Pereira (UFPE), Lívia Paulia Dias Ribeiro (UNILAB), Fábio Rodrigo Piovezani Rocha (CENA), Ivo Milton Raimundo Junior (Unicamp), Celio Pasquini (Unicamp), Maria Fernanda Pimentel (UFPE), Mário Cesar Ugulino de Araújo (UFPB), Roberto Kawakami Harrop Galvão (ITA), João Paulo Saraiva Morais (Embrapa-Algodão), Ricardo Mathias Orlando (UFMG), Anne Helene Fostier (UNICAMP), Joaquim de Araújo Nóbrega (UFScar), Morsyleide de Freitas Rosa (Embrapa Agroindústria Tropical), Mauro Korn (UNEB), Ana Paula Pain (UFPE)

5- Sistema de múltiplas extrações baseada na aplicação de campos elétricos e cones de celulose

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação Analítica

Demanda: Preparo de amostra

Grande parte dos principais desafios analíticos modernos está relacionada à complexidade da composição de diversas matrizes de interesse associada ou não às baixas concentrações dos analitos presentes nessas matrizes. Essa é uma realidade ainda mais evidente para análises de amostras complexas de interesse ambiental, forense e agropecuário onde, em muitos casos, os teores de alguns interferentes da matriz podem chegar à porcentagem ao passo que as concentrações dos analitos podem estar em partes por bilhão ou trilhão. Além desses desafios as dificuldades operacionais de realizar extrações múltiplas de forma manual e/ou o elevado custo da aquisição/manutenção dos equipamentos automatizados importados tornam ainda mais desafiadora, problemática, estressante e cara a etapa de preparo de amostras.Em 2017 a equipe da UFMG do INCTAA desenvolveu e patenteou um primeiro protótipo do sistema de múltiplas extrações baseada na aplicação de campos elétricos que utiliza como sorvente cones de celulose. Além de ser um dispositivo de custo extremamente reduzido e fácil construção (estimativa inferior a 100 reais para construção e inferior a 1 real por extração) o seu princípio de funcionamento e aplicabilidade foram demonstrados para extração de quinolonas em urina, cocaína em saliva além de verde malaquita e violeta genciana em peixes. Contudo uma segunda versão capaz de empregar maiores volumes de amostras, campos elétricos pulsados e agitação simultânea será preciso ser desenvolvida para superar as limitações da primeira versão, melhorar seu desempenho e expandir suas aplicações.

Equipe de pesquisadores: Ricardo M. Orlando (UFMG), Jarbas J. R. Rohwedder (UNICAMP), Susane Rath (UNICAMP), Jonas A. R. Paschoal (FCRP-USP), Bruno G. Botelho (UFMG), Clésia C. Nascentes (UFMG) e Fabiano V. Pereira (UFMG).

5- Difusão do ensino da química

Linha de pesquisa do INCTAA: Difusão do conhecimento e formação de pessoal

Demanda: Ações no ensino de graduação e no ensino médio

A equipe da UFPB participante do primeiro INCTAA, envolvida na formação de recursos humanos, pretende, nesta segunda edição do projeto, dar continuidade às ações exitosas que contemplaram, principalmente, alunos de graduação de diferentes instituições de ensino da região Nordeste. Entre essas ações, vale destacar a realização dos quatro Encontros de Química da UFPB, cujos palestrantes convidados foram, em sua grande maioria, membros da rede do INCTAA. Pretende-se:

Oferecer aos alunos de graduação e professores do ensino médio minicursos, oficinas e palestras em parceria com a Prof.ª Dr.ª Salete Linhares Queiroz, coordenadora do Grupo de Pesquisa em Ensino de Química do Instituto de Química de São Carlos - CPEQsc (USP) e com os demais parceiros do INCTAA, especialmente a equipe da UFRPE.
Apoiar/participar da organização do Encontros de Química da UFPB, eventos que desde de 2011 vêm sendo apoiados pelo INCTAA;
Ofertar disciplinas eletivas e cursos de curta duração para os alunos de graduação em Química sobre temas relacionados à Química Analítica.
Fortalecer a parceria com a equipe formada pelos pesquisadores da UFRPE-Serra Talhada tendo em vista o interesse comum na formação de recursos humanos.
Dar continuidade ao trabalho desenvolvido, mas também ampliar o alcance dessas ações visando contribuir para a criação, em curto ou médio prazo, de uma área de pesquisa em Ensino de Química dentro do Programa de Pós-Graduação em Química da UFPB, Campus I.
Apoiar a realização de mostras de profissões para divulgação dos cursos de graduação em Química das instituições envolvidas no INCTAA, junto aos alunos do ensino médio.

Equipe de pesquisadores: Liliana de Fátima Bezerra Lira de Pontes (Coordenadora, UFPB) Kátia Messias Bichinho (UFPB) Salete Linhares Queiroz (IQSC/USP) Colaboradores: Karen Cacilda Weber (UFPB) Claudio Gabriel Lima Júnior (UFPB)

6- Sistema de múltiplas extrações baseada na aplicação de campos elétricos e cones de celulose

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Preparo de amostra

Equipe de pesquisadores: Ricardo M. Orlando (Coordenador, UFMG), Jarbas J. R. Rohwedder (UNICAMP), Susane Rath (UNICAMP), Jonas A. R. Paschoal (FCRP-USP), Bruno G. Botelho (UFMG), Clésia C. Nascentes (UFMG) e Fabiano V. Pereira (UFMG).

7- Uso do filamento de W para aprisionamento e pré-concentração de espécies voláteis formadas a partir da geração fotoquímica de vapor

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Produtos agropecuários, Química ambiental, forense

Métodos analíticos que utilizam atomizadores de tubo de grafite para aprisionamento de hidretos voláteis in situ têm sido apresentados na literatura como eficientes para concentração e especiação de elementos traços (As, Sb, Se, Bi, Ge, Te, Sn e Pb) em diferentes amostras (tecidos biológicos, águas naturais, plantas aquáticas, urina e materiais geológicos), e posterior introdução dos hidretos no sistema de detecção, bem como, atomização direta no forno de grafite. No entanto, existem poucos trabalhos na literatura que utilizam o filamento de tungstênio (W) para concentrar in situ hidretos voláteis. Dentre estes, nenhum trabalho de geração fotoquímica de espécies voláteis acoplada ao filamento de W para aprisionamento in situ e posterior introdução do analito no sistema de atomização foi descrito. Vale salientar ainda que, uma das principais limitações do uso do filamento de W como atomizador eletrotérmico para análise de traços em amostras reais é a possibilidade de interferência da matriz, o que pode ser contornado neste caso, pois a espécie volátil do analito é separada da matriz. A proposta deste projeto consiste em avaliar o uso do filamento de W para aprisionamento e pré-concentração de espécies voláteis, formadas a partir da geração fotoquímica de vapor, e determinação de elementos traços por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica (ET AAS) e espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES). As espécies volatéis serão geradas em meio de um ácido orgânico de baixo peso molecular (fórmico, acético, propiônico) submetidos a radiação ultravioleta. As condições experimentais para a geração fotoquímica de vapor serão otimizadas. Estudos de recobrimento do filamento de W com elementos do grupo da platina (Pd, Rd, Rh, Ir) serão conduzidos para melhorar a capacidade de aprisionamento das espécies voláteis e aumentar a vida útil do filamento. As etapas de aprisionamento, pré-concentração e atomização ou introdução das espécies no atomizador serão otimizadas e controladas por um programa de aquecimento aplicado ao filamento. Pretende-se avaliar a eficiência do uso do filamento de W como método para aumentar a taxa de introdução das espécies no plasma sem desestabilizá-lo, e, em seguida, determinar os elementos traços por ICP OES.

Equipe de pesquisadores: Gisele Simone Lopes (Coordenadora, UFCE), Wladiana Oliveira Matos (UFC), Lívia Paulia Dias Ribeiro (Unilab), Ralph Edward Sturgeon (NRC, Ottawa, Canada), Jarbas José Rodrigues Rohwedder (Unicamp), Francisca Eliene Sobral Coelho, Maria Carmem Vieira Moreira, Maracanaú, (CE)

8- Desenvolvimento de métodos analíticos sensíveis baseados em nanopartículas

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Química ambiental

As espectroscopias Raman e Infravermelho (IR) são bem estabelecidas para a identificação inequívoca de moléculas. Entretanto, essas técnicas não são sensíveis para detectar pequenas quantidades de biomoléculas. Alternativamente pode-se usar a estratégia de amplificação por superfície já bem estabelecida em Raman (SERS). Harststein et al. (1980) empregaram nanopartículas de Ag arranjadas aleatoriamente com ressonâncias plasmônicas no visível e verificaram a amplificação das vibrações IR de moléculas sob essas nanopartículas, nomeando-se a técnica de Espectroscopia de Absorção no Infravermelho Amplificada por Superfície (SEIRA). A preparação de filmes metálicos ativos, com amplificação significativa, é uma etapa crítica em SEIRA. Semicondutores nanocristalinos com excesso de vacâncias (pontos quânticos-QDs do tipo-p) são materiais interessantes para aplicações SEIRA, pois devem exibir ressonâncias plasmônicas com forma e tamanho semelhantes aos metais. Tal efeito pode ser observado em semicondutores com muitos defeitos, tais como calcogenetos de Cu e Ag. O potencial analítico dos QDs também tem sido estudado como sondas luminescentes para diferentes tipos de analitos, tais como sensores QDs de CdTe e CdSe, preparados por via eletroquímica, aplicados à determinação de espécies orgânicas/inorgânicas. Outro material de interesse são as redes
metalorgânicas (MOF), cujas vantagens são: área superficial grande, porosidade ajustável, alta estabilidade térmica e possibilidade de serem funcionalizadas. Nas MOFs pode-se encapsular nanopartículas, gerando nanocompósitos com funções híbridas. Ou seja, propriedades físicas/químicas das nanopartículas e MOFs agrupadas em um só material. Além disso, nanocompósitos formados por MOFs de íons lantanídeos (Ln-MOFs) podem gerar plataformas versáteis para reconhecimento de íons com base na mudança da luminescência. Assim, são objetivos deste projeto: desenvolver métodos baseados em QDs nanoestruturados para detecção amplificada (SEIRA) de biomoléculas; desenvolver fases sólidas acondicionadas com QDs como sensores óticos e estudar modificações de superfície mais sensíveis; sintetizar, caracterizar e aplicar material contendo MOF Ln-MOF@grafeno, produzindo cartuchos, para remediar metais pesados, fármacos e agrotóxicos em águas.

Equipe de pesquisadores: Claudete Fernandes Pereira (Coordenadora, UFPE), Ana Paula Silveira Paim (UFPE), Giovannia Pereira (UFPE), Ivo Milton Raimundo Júnior (UNICAMP), Bóris Mizaikoff (UULM), Severino Alves Junior (UFPE), Maria da Conceição Branco (UP-Portugal), Marco Tadeu Grassi (UFPR)

9- Digestão, separação, dessorção empregando radiação de microondas

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Preparo de amostra

A proposta se baseia em investigações que temos trabalhado já há algum tempo e que combinam a irradiação de micro-ondas a sistemas resfriado com gelo seco que não absorve as micro-ondas. Acreditamos que ao controlar bem a exposição do sistema talvez seja possível substituir gelo seco por N2 líquido. A depender do arranjo, a irradiação associada ao resfriamento intenso com gelo seco poderá ser empregada para aumentar o gradiente de temperatura em frascos de digestão por micro-ondas, incrementando a tendência à regeneração do ácido nítrico, por exemplo; mas, também em separações de espécies organometálicas voláteis a partir de amostras sólidas pela pulsação da radiação micro-ondas como alternativa de pré-tratamento de amostras sólidas visando, por exemplo, análises de especiação ou de componentes orgânicos. Temos conseguido resultados bastante promissores, uma vez que conseguimos atuar sobre espécies polares, ao mesmo tempo em que foram consideravelmente minimizados efeitos químicos provocados pelo aumento da temperatura quando da irradiação do sistema amostra/solvente (reagente) com micro-ondas. Os principais problemas para o avanço das pesquisas estavam em reconhecer parceiros que teriam interesse em explorar novos sistemas para a digestão ácida de amostras (UFSCar) ou para buscar novas alternativas de separação de espécies voláteis (UFPR). Por outro lado, não conhecemos especialistas para a proposição e, em especial, para a usinagem de frascos (em PFA, por exemplo) que sejam adequados e que suportem pressão, permitam a exposição às micro-ondas e simultaneamente o resfriamento externo com gelo seco para os diferentes fins levantados pelos parceiros interessados nessa linha: digestão, separação, dessorção, entre outros.

Equipe de pesquisadores: Mauro Korn (Coordenador, UNEB), Ricardo Mathias Orlando (UFMG), Joaquim de Araújo Nóbrega (UFScar), Maria do Carmo Hespanhol (UFV), Marco Tadeu Grassi (UFPR)

10- Bioacessibilidade e biodisponibilidade de constituintes inorgânicos em alimentos

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Produtos agropecuários

Espécies químicas podem ser essenciais ou tóxicas tanto ao ser humano quanto ao meio ambiente, mesmo quando presentes em baixas concentrações. Assim, é necessário o desenvolvimento de métodos de análise rápidos, precisos e exatos, com sensibilidade e seletividade necessárias para detectar diretamente os elementos presentes em concentrações muito baixas, em matrizes que podem ser bastante complexas. É fato, entretanto, que a determinação do teor total de elementos não pode prever o real benefício dos constituintes essenciais nem o malefício dos constituintes potencialmente tóxicos. Algumas formas químicas podem ser bastante inócuas ao homem enquanto outras apresentam potencial tóxico extremamente elevado. Por outro lado, são importantes estudos para avaliar a bioacessibilidade do elemento, ou seja, a sua fração efetivamente solúvel, que pode ser absorvida pelo organismo. Outro aspecto é a biodisponibilidade, ou seja, a quantidade do elemento que é efetivamente absorvida pelo organismo para uso das funções fisiológicas ou que será estocada para usos futuros. Desta forma, estudos do teor total, especiação e biodisponibilidade de constituintes inorgânicos geralmente são realizados nos alimentos processados ou na matéria-prima usada para sua produção. Com o conhecimento da fração dos constituintes essenciais que são efetivamente absorvidos pelo homem é possível avaliar a fortificação de alimentos com determinados elementos químicos, para suprir eventuais deficiências. Neste caso, o uso de nanopartículas pode ser uma estratégia interessante, mas são necessários estudos mais aprofundados para conhecer o mecanismo de liberação do elemento e o seu efeito sobre o homem. Dentro deste contexto, as frutas e os alimentos infantis merecem grande atenção, pois é primordial que níveis de elementos tóxicos sejam controlados e que os elementos essenciais ao desenvolvimento da população, em especial das crianças, estejam dentro dos limites aceitáveis para o seu perfeito desenvolvimento.

Assim, este projeto tem por objetivo viabilizar estudos para a determinação do teor total, de especiação química, da bioacessibilidade e biodisponibilidade de constituintes inorgânicos em alimentos, além de estudar a síntese de nanopartículas modificadas com elementos essenciais para a biofortificação de frutas e de alimentos infantis.

Para atingir esses objetivos, serão feitos estudos visando o tratamento adequado das amostras para a identificação e quantificação do teor total de constituintes inorgânicos (usando técnicas espectrométricas) e das principais formas de químicas de alguns elementos, como arsênio, selênio, etc., bem como a avaliação da bioacessibilidade e da biodisponibilidade dos constituintes inorgânicos nas amostras de interesse.

Equipe de pesquisadores: Solange Cadore (Coordenadora, UNICAMP), Anderson S. Ribeiro (UFPel), Mariana Vieira (UFPel)

11- Estimativa do consumo de cocaína e outras drogas ilícitas em cidades brasileiras por meio da análise de águas residuárias

Linha de pesquisa do INCTAA: Forense

Demanda: Saúde e segurança pública

Devido ao uso nas sociedades urbanas, drogas ilícitas têm sido encontradas em águas residuárias o que tem permitido estimar seu consumo de modo empírico em tempo real. Esta estratégia, denominada WBE (Wastewater Based Epidemiology), permitiu, com apoio do INCTAA, mapear o consumo de cocaína no Distrito Federal (DOI: 10.1590/S0103-50532012000500011 e 10.21577/0103-5053.20170063) e estabelecer estratégias de preservação de amostras (Drug Test. Anal.: under review) de modo a ampliar o mapa de consumo pelo Brasil. Ao contar novamente com o INCTAA, esta proposta busca levar a WBE para outras regiões, expandindo a estimativa do consumo de drogas para um ambiente nacional, fortalecendo o funcionamento em rede do INCTAA. Pretende-se a adesão de ao menos dez pesquisadores que deverão gerenciar coletas, enviar amostras para o DF e compilar dados essenciais para a WBE, tais como índice de tratamento de esgoto, população atendida pelas estações de tratamento e vazão afluente do esgoto.

Atualmente, temos método baseado em LC-MS/MS para cocaínicos e anfetamínicos. Para cocaína e seu metabólito majoritário, já existe protocolo para preservar e enviar amostras, o que implica na implementação da rede à curto prazo. Buscamos também desenvolver método para canabinóides e protocolos de preservação para outras substâncias-alvo.

Finalmente, cabe mencionar que existe potencial em efetivar a WBE nacionalmente com o apoio do INCTAA, já que houve repercussão positiva dos trabalhos anteriores e há interesse do Escritório das Nações Unidas sobre Drogas e Crime para o uso da WBE mundialmente conforme apontou o Relatório de 2017. Ainda, esta proposta atende ao tema “Ciências e Tecnologias Sociais” da Estratégia Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação 2016-2022, já que prevê a melhoria da qualidade de vida no meio urbano, por meio do desenvolvimento de novos métodos e técnicas que atendam demandas sociais, em áreas como educação, saúde e segurança.

Equipe de pesquisadores: Fernando Fabriz Sodré (Coordenador, UnB), Adriano Otávio Maldaner (INC-DF) Élvio Dias Botelho (INC-DF)

12- Estudo da qualidade da água de reúso

Linha de pesquisa do INCTAA: Química Ambiental

Demanda: Estação produtora de água de reuso Capivari II (SANASA)

O projeto tem como objetivo reativar a estação piloto da Estação Produtora de Água de Reuso (EPAR-Capivari II) emparceria com a SANASA e o Centro Internacional de Referência em Reuso de Água (CIRRA), para que os participantes desta proposta possam desenvolver pesquisas no intuito de avaliar a qualidade da água de reuso após diferentes tratamentos, e verificar se é possível alcançar o padrão de potabilidade. A instalação da estação piloto foi conduzida pelo CIRRA e financiada pela Agência das bacias dos rios Piracicaba, Capivari e Jundiaí. Atualmente está equipada com sistemas de osmose reversa, peróxido de hidrogênio, ozônio, UV e carvão ativado diretamente conectada a saída do efluente tratado com biorreatores de membrana (MBR). A unidade piloto tem uma capacidade de produção de 350 L/h. A concepção deste projeto é decorrente da demanda da SANASA, que necessita que pesquisas sejam realizadas na estação piloto e que sejam obtidos recursos financeiros para a manutenção desta estação. A principal demanda da SANASA atualmente é referente as análises químicas e biológicas, entre esses: contaminantes emergentes, vírus, Nnitrosodimetilamina, testes de mutagenicidade, toxicidade aguda e crônica e testes para hormônios, no qual os pesquisadores desta rede têm a expertise necessária e infraestrutura adequada para iniciar os trabalhos.

Equipe de pesquisadores: Susanne Rath (Coordenadora, UNICAMP), Pedro S. Fadini (UFSCar), Marco T. Grassi (UFPR), Maria Cristina Canela (UENF), Anne H. Fostier (Unicamp), Cassiana C.M. Raimundo (Unicamp), José Roberto Guimarães (Unicamp), Álvaro Santos Neto (USP-São Carlos), José Carlos Mierzwa (CIRRA, Escola Politécnica USP), Renato Rossetto (SANASA), Renata Gasperi (SANASA)

13- Compostos emergentes em águas superficiais: fontes, destino e ecotoxicidade

Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental

Demanda: Saúde pública, meio ambiente

A presença de compostos emergentes em águas tratadas foi estudada na primeira fase do INCTAA, abrangendo várias capitais brasileiras e foi feito um diagnóstico geral em que foi observada a presença de alguns destes compostos na água tratada (principalmente cafeína e atrazina) e em águas superficiais de mananciais (cafeína, triclosan, atrazina, fenolftaleína e bisfenol A). Diante do cenário estudado, observa-se poucos trabalhos que façam estudos destes compostos em águas superficiais com um propósito mais aprofundado, inclusive voltado para a avaliação de cenários de reuso indireto não planejado da água, muito comum em países como o Brasil com sistemas de saneamento básico incompletos e com grandes aportes de esgoto bruto em corpos d’água que servem como fontes de água para consumo humano. Algumas dificuldades estão relacionadas com os baixos níveis de concentração destes compostos, aliados as diferenças de matrizes, além das transformações químicas e fotoquímicas ocorridas no ambiente e consequentemente variações na ecotoxicidade para a vida aquática. Sendo assim, esta rede conta com pesquisadores que estão desenvolvendo amostradores passivos e/ou ativos com diferentes fases de retenção de compostos emergentes em diferentes matrizes e que poderão testar e validar seus sistemas com outros grupos que estão trabalhando com análise de águas naturais e águas de reuso e/ou possuem estruturas analíticas já consolidadas e que podem ser usadas de maneira comparativa. Além disso, outros grupos têm trabalhado com estudos de transformações químicas e fotoquímicas de compostos emergentes em águas naturais e que demandam métodos analíticos capazes de determinar as baixas concentrações reais encontradas em águas superficiais e também identificar intermediários que podem vir a ser mais tóxicos que os compostos descartados no ambiente. Finalmente, esta rede deseja poder avaliar a ecotoxicidade destes compostos e seus intermediários para verificar o real efeito causado ao ambiente aquático.

Equipe de pesquisadores: Maria Cristina Canela (Coordenadora, UENF), Marco Tadeu Grassi (UFPR), Cassiana C. Montagner Raimundo (UNICAMP), Fernando Fabriz Sodré (UnB) Andreia, Neves Fernandes (UFRGS), Gilberto Abate (UFPR), Kátia Messias Bichinho (UFPB), Pedro Fadini (UFSCAR), Antonio Mozeto (UFSCAR).

14- Contaminantes emergentes prioritários em águas destinadas ao abastecimento público: estudos de remoção

Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental

Demanda: Saúde pública, meio ambiente

A presença de micropoluentes em sistemas aquáticos tem origem antropogênica e agrava-se devido ao constante aporte, especialmente proveniente de tratamentos de esgotos insuficientes ou inadequados, que comprometem a qualidade das águas. Embora atualmente muitos destes poluentes não sejam incluídos em programas de monitoramento no âmbito das agências regulatórias, tais substâncias podem se tornar candidatas para legislações futuras dependendo de pesquisas sobre a toxicidade, efeitos sobre a saúde, percepção pelo público e dados sobre sua ocorrência em diferentes ambientes. [SAUVÉ, S.; DESROSIERS, M. A review of what is an emerging contaminant. Chemistry Central Journal, v. 8, n. 1, p. 15, 2014]. Entre tais poluentes, encontram-se produtos industrializados como pesticidas, produtos de cuidado e higiene pessoal, fármacos, surfactantes, retardantes de chama, plastificantes e hormônios naturais e sintéticos e, ainda, uma infinidade de subprodutos formados na degradação destes compostos no meio ambiente e nos próprios processos industriais. Uma vez que podem estar associados a diferentes efeitos sobre a saúde humana, torna-se desejável sua remoção da água potável. Para tanto, estratégias empregadas no desenvolvimento de substratos para a pré-concentração de analitos são um interessante ponto de partida para a elaboração de fases capazes de adsorver e remover micropoluentes de água potável. Um grande número dessas substâncias apresenta alta afinidade por fases de baixa polaridade. Assim, a concepção de uma fase sólida, altamente apolar e facilmente separável do meio aquoso é extremamente oportuna. Nesse contexto, propõe-se a síntese de um material constituído por partículas magnéticas (magnetita - Fe3O4) funcionalizadas com grupos alifáticos como o n-octadecil, ligados covalentemente à superfície da magnetita por meio da reação sol-gel. A síntese do substrato magnético será realizada pelo método de co-precipitação, por ser rápido e de fácil execução. [VALENZUELA, R.; FUENTES, M. C.; PARRA, C.; BAEZA, J.; DURAN, N.; SHARMA, S.; KNOBEL, M.; FREER, J. Influence of stirring velocity on the synthesis of magnetite nanoparticles (Fe3O4) by the co-precipitation method. Journal of Alloys and Compounds, v. 488, n. 1, p. 227–231, 2009]. Nesse método, a produção de partículas de magnetita ocorre pela simples reação de íons Fe3+ e Fe2+ em condições alcalinas e sob vigorosa agitação. Uma vez obtida a fase magnética, esta será, em uma primeira etapa, revestida com sílica a partir da hidrólise e condensação de alcóxidos de silício, para aumentar a concentração de grupos hidroxila na sua superfície, o que permitirá ligar covalentemente uma maior quantidade de grupos n-octadecil. Em uma segunda etapa, as partículas magnéticas revestidas com SiO2 reagirão com o alcóxido de silício contendo o grupo alifático (trimetoxi(octadecil)silano), originando, assim, um material adsorvente apolar passível de ser manipulado (removido) magneticamente. O material será testado na remoção de diferentes micropoluentes da água potável, como hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, pesticidas e misturas dessas substâncias. A eficiência da remoção será avaliada através da quantificação residual do micropoluente na água potável, que será realizada através de técnicas cromatográficas e métodos analíticos estabelecidos, com a proposta de serem analisados em laboratórios parceiros (rede INCTAA).

Equipe de pesquisadores: Kátia Messias Bichinho (Coordenadora, UFPB), Mário César Ugulino de Araújo (UFPB), Andreia Neves Fernandes (UFRGS), Colaboradores, Edilene Dantas Teles Moreira (UFPB), Gilvan Pozzobon Pires (UFPB)

15- Estudo comparativo das espectroscopias NIR e Raman para identificação de adulteração de café sombreado torrado e moído

Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários

Demanda: Saúde pública, meio ambiente

O café pertencente à família Rubiaceae teve sua origem na África, especificamente, na Etiópia. Apesar de existirem diversas espécies do gênero Coffea, duas se destacam pela sua importância econômica, o Coffea arábica (arábica) que responde por mais de 60% da produção mundial e o Coffea canéfora (robusta). As espécies arábica e robusta apresentam características genéticas, químicas e sensoriais distintas que acarretam diferenças em relação ao preço, qualidade e aceitabilidade das bebidas produzidas. Em geral, as bebidas “arábicas” possuem um sabor mais intenso com variações mais amplas do corpo e da acidez e, as bebidas “robustas” têm um menor valor de mercado.

Devido as facilidade de adulteração (grãos de baixa qualidade, cereais, galhos, cascas de café e pergaminho, cevada assada, milho etc.), os órgãos de fiscalização e controle têm o interesse no desenvolvimento de método rápido e seguro, que ofereça precisão e confiabilidade para o monitoramento da qualidade do café comercializado. As espectroscopias de absorção no infravermelho médio e infravermelho próximo estão sendo avaliadas como promissoras técnicas de controle de qualidade do café, com uso para distinção entre espécies, distinção entre cultivares da Coffea arábica, detecção de defeitos de grãos, identificação de adulterações, até mesmo distinção do cultivo orgânico e não orgânico. São encontrados na literatura poucos estudos voltados a espectroscopia Raman, alguns usados para distinção entre as espécies arábica e robusta com grãos verdes e um estudo exploratório para grãos tostados. Esta técnica ainda é considerada como emergente para o uso no cultivo do café, com possibilidades de mais estudos investigativos para inferir seu potencial como uma ferramenta de controle de qualidade do produto.

O presente trabalho propõe um estudo comparativo (ainda não encontrado na literatura) das espectroscopias de absorção no infravermelho próximo e Raman como ferramentas de identificação de adulterações do café sombreado comercializado nas cidades de Fortaleza e Guaramiranga no Estado do Ceará. Além do uso dos dados espectrais para identificação, o projeto se propõe a desenvolver método quantitativo dos parâmetros químicos de qualidade. A legislação nacional utiliza parâmetros físico-químicos para avaliar a qualidade do café torrado e moído, classificando-os em “Não recomendo, Tradicional, Superior e Gourmet” através de testes sensoriais. Os parâmetros químicos empregados para inferir sobre a qualidade do café são: umidade, cafeína, resíduo mineral, extrato aquoso e extrato etéreo [16]. Alterações do padrão desses parâmetros químicos no café sombreado, podem trazer informações sobre adulterações do produto.

Equipe de pesquisadores: Lívia Paulia Dias Ribeiro (Coordenadora, Unilab) Arlindo Pereira Nogueira (Unilab), Jarbas José Rodrigues Rohwedder (Unicamp) Celio Pasquini (Unicamp) Sérgio Tonetto de Freitas (EMBRAPA/Semiárido) Klécia Morais dos Santos

16- Emprego da espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) no monitoramento da qualidade de mangas e vinhos

Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários

Demanda: Produção de frutas

A produção de manga brasileira está distribuída principalmente nos estados de São Paulo, Bahia e Pernambuco, sendo os dois últimos representados pelo Vale do São Francisco e responsáveis por 85% das exportações. Enquanto a produção de vinhos finos (Vitis vinifera L.) concentra-se principalmente na Serra e Campanha Gaúcha e no Vale do São Francisco, sendo este último responsável por 15% da produção brasileira. Apesar da importância da manga e do vinho para o agronegócio do semiárido brasileiro, as agroindústrias da manga e do vinho apresentam grandes limitações, entre outros problemas, devido à baixa eficiência das técnicas utilizadas para o monitoramento do controle da qualidade destes produtos. No caso da manga, a inadequação dos métodos utilizados para determinação do estádio de maturação e qualidade de consumo, que são normalmente baseados em avaliações visuais e subjetivas, resultam na comercialização de frutos com qualidade baixa e heterogênea no mercado nacional e internacional, o que tem acarretado em perdas devido a rejeição pelos consumidores e importadores. Para o vinho, ocorre a dificuldade na determinação de compostos fenólicos, notadamente antocianinas e taninos, e ácidos orgânicos, que são os principais responsáveis pela sua qualidade e estabilidade. As vinícolas geralmente não conseguem determinar estes compostos em seus produtos, pois os métodos disponíveis muitas vezes baseiam-se em técnicas colorimétricas ou cromatográficas, que, em geral, são relativamente complexas, demoradas, de alto custo, utilizam reagentes tóxicos e incluem o preparo de amostras. Desta forma, o objetivo deste projeto é desenvolver modelos de calibração multivariada para o uso da espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) no monitoramento da qualidade de mangas e vinhos. Em uma fase inicial, modelos de calibração serão obtidos e validados para mangas e vinhos do Vale do São Francisco. Em uma segunda fase, mangas e vinhos de outras regiões produtoras serão adicionados aos modelos para tornar estes mais robustos e exatos. Os modelos desenvolvidos serão empregados para o monitoramento de parâmetros de qualidade e também poderão ser utilizados para a indicação geográfica de mangas e vinhos brasileiros, garantindo a oferta de produtos com qualidade mais elevada e homoênea ao consumidor. A realização deste projeto contará com a participação de pesquisadores de outras regiões do Brasil para a obtenção de amostras, e dados espectrais e de referência.

Equipe de pesquisadores: Sérgio Tonetto de Freitas (Coordenador, Embrapa Semiárido), Aline Camarão Telles Biasoto (Embrapa Semiárido)

17- Programa Ciência do Mar

Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental e Instrumentação analítica

Demanda: Saúde pública, meio ambiente

O Instituto Nacional de Ciência e Tecnologias Analíticas Avançadas (INCTAA) com base em sua missão, na expertise do seu quadro de pesquisadores e na sua abrangência nacional, que inclui estados afetados pelo derramamento de petróleo, propõem atuar junto ao Programa Ciência do Mar nas seguintes áreas:

1-Segurança Alimentar: Avaliação e monitoramento do impacto da contaminação por HPA, BTX e metais pesados de produtos provenientes da pesca e aquicultura

2-Balneabilidade e impactos na saúde da população: Avaliação e monitoramento da qualidade da água e sedimentos por contaminação por HPA e BTX

3-Controle e remediação: Modelagem, sensoriamento remoto e detecção preventiva de acidentes com transporte de óleo e combustíveis

Plano de trabalho

1-Segurança Alimentar: Avaliação e monitoramento do impacto da contaminação por HPA, BTX e metais pesados de produtos provenientes da pesca e aquicultura.

Emergencialmente serão obtidas amostras de produto da pesca e aquicultura nos principais locais onde houve o aparecimento de petróleo de origem desconhecida para realizar rastreamento (screening) de HPA, BTEX e metais.

Em paralelo, irá se realizar análises de metais em amostras do petróleo coletado nas praias atingidas pelo derramamento, visando identificar quais seriam os elementos prioritários (passíveis de causarem contaminação nos produtos de pesca e aquicultura) para se focalizar emergencialmente na sua análise. Também, irá se avaliar a composição orgânica do petróleo com o mesmo intuito de focalizar as análises emergenciais em compostos orgânicos passíveis de contaminar os produtos e a água.

As análises de triagens serão realizadas utilizando protocolos já desenvolvidos e empregados por pesquisadores do INCTAA na determinação destes analitos em tecidos de peixes e camarão. Estes resultados irão fornecer uma avaliação preliminar do impacto causado pelo derramamento de óleo fornecendo subsídios para um planejamento amostral mais detalhado, definindo as espécies a serem analisadas e locais prioritários, bem como a periodicidade das coletas.

Com base nos resultados da triagem será elaborado um planejamento amostral visando definir a frequência e as regiões de coleta. (Inseri esta frase).

O resultado deste monitoramento servirá para avaliar a extensão do impacto causado pelo derramamento de óleo sobre os produtos de relevância econômica regional.

2-Balneabilidade e impactos na saúde da população: Avaliação e monitoramento da qualidade da água e sedimentos por contaminação por HPA e BTX.

Assim como no caso das amostras de produto da pesca e aquicultura, as amostras de águas e sedimentos serão avaliadas quanto as possíveis contaminações por HPA e BTX causadas pelo derramamento de petróleo seguindo o mesmo procedimento e cronograma descrito a seguir.

Além desse monitoramento, serão também avaliados o uso de sensores de baixo custo que permitam a análise in loco de HPA e BTX em amostras de águas. Os resultados das análises de água realizadas pelas técnicas e métodos de laboratório servirão também para subsidiar a avaliação dos sensores de baixo custo. Estes sensores foram desenvolvidos por pesquisadores do INCTAA, os quais detém a autoria da patente (“Dispositivo sensor óptico com fase sensora de silicona para a determinação de hidrocarbonetos, INPI PI 0502311, depósito 21/06/2005, concessão 14/11/2017, Silicone sensing phase for detection of aromatic hydrocarbons in water employing near-infrared spectroscopy, Analytical Chemistry 77 (2005) 72-77). São sensores de baixíssimo custo que acoplados a instrumentos portáteis, também de baixo custo, permitem que resultados possam ser obtidos diretamente no local onde a medida é necessária.

Desta forma, o monitoramento da qualidade da água que banha as praias atingidas pelo derramamento poderão ser monitoradas a um custo muito mais baixo e as alterações nas condições de balneabilidade rastreadas em tempo real, prescindindo do transporte da amostra até laboratórios para proceder ensaios e encaminhando somente aquelas que os ensaios in loco mostrarem a real necessidade de emprego das técnicas mais sensíveis, seletivas e, consequentemente, de maior custo.

A disponibilização deste tipo de instrumento e método analítico contempla a demanda atual em caráter emergencial, mas também provê uma ferramenta perene de ação preventiva que aumenta a capacidade e agilidade de reação a futuros acidentes deste tipo.

3-Controle e remediação: Modelagem, sensoriamento remoto e detecção preventiva de acidentes com transporte de óleo e combustíveis

Em atenção a esta demanda, os pesquisadores do INCTAA propõem a construção de uma biblioteca multi-espectral de petróleos comercializados ou produzidos no Brasil, empregando as seguintes técnicas analíticas: Espectroscopia de Emissão Óptica Induzida por Laser (LIBS - Laser Induced Breakdown Spectroscopy), Espectroscopia Molecular Isotópica por Ablação por Laser (LAMIS - Laser Ablation Molecular Isotopic Spectroscopy), Espectroscopia de Refletância e Transmitância no Infravermelho Próximo (NIRS), Espectroscopia no Infravermelho, Espectroscopia Raman, Ressonância Nuclear de prótons de baixo campo e técnicas cromatográficas de separação.

Estas técnicas são de domínio dos pesquisadores do INCT AA e apresentam características complementares em relação às informações que poderão ser obtidas acerca da composição e características físico-químicas dos petróleos e/ou produtos derivados do petróleo, classificados como possíveis contaminantes em episódios de derramamento.

A fusão destas informações e o uso de técnicas de classificação multivariadas serão empregadas para produzir e disponibilizar no prazo de 12 meses uma base de dados abrangente e modelos de classificação com alta capacidade e velocidade de identificação da origem do petróleo, subsidiando ações voltadas para a localização de fontes de derramamentos e para uso forense na apuração de responsáveis por este tipo de evento.

Obviamente, esta biblioteca apresenta características dinâmicas e deverá ser continuamente acrescida por mais informações à medida que novas regiões petrolíferas comecem a ser exploradas no Brasil e/ou o país inicie a exportação de óleo de outras fontes.

Para a execução desta ação é imprescindível a colaboração da Petrobras, que produz, transporta e recebe petróleos produzidos em todas as áreas de produção brasileiras e aqueles importados de diversos países. Os pesquisadores do INCTAA mantêm projetos de colaboração com Petrobras, o que facilita as ações necessárias para implementação da base de dados.

Equipe de pesquisadores: Marco Tadeu Grassi (Coordenador compostos orgânicos,UFPR), Fábio Rodrigo Piovezani Rocha (coordenador compostos inorgânicos CENA-USP), Ivo Milton Raimundo Junior (coordenador sensor HPAs e BTEX, Unicamp), Celio Pasquini (Coordenador biblioteca espectros petróleo, Unicamp)Ana Paula Silveira Paim (UFPE), Ana Rita de Araújo Nogueira (Embrapa_S. Car.), Claudete Fernandes Pereira (UFPE), Fernanda Araújo Honorato (UFPE), Gisele Simone Lopes (UFC), Jarbas Jose Rodrigues Rohwedder (Unicamp), Joaquim de Araújo Nóbrega (UFScar), Katia Messias Bichinho (UFPB), Lívia Paulia Dias Ribeiro (UNILAB), Maria Cristina Canela (UENF), Maria Fernanda Pimentel(UFPF), Mario Cesar Ugulino de Araújo (UFPB), Pedro Sergio Fadini (UFScar), Ricardo Saldanha Honorato (PF-PE), Wladiana Oliveira Matos (UFC)

18- Aplicação da tecnologia NIRs em instrumentos portáteis como ferramenta diagnóstica do parasitismo por nematóides gastrintestinais em ovinos

Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários

Demanda: Criação ovinos e Instrumentação

Haemonchus contortus é o nematoide gastrintestinal (NGI) de maior prevalência e importância em pequenos ruminantes, por reduzir os valores de volume globular (VG), causando anemia. O parasitismo é o principal problema sanitário dos rebanhos de ovinos e o controle adequado desta enfermidade é imperativo para a viabilidade econômica da. O diagnóstico precoce da infecção por NGI pela anemia pode ser utilizado para o tratamento seletivo direcionado (TST) de ovinos, reduzindo o uso de antiparasitários e a resistência anti-helmíntica. Estudos anteriores dos proponentes demostraram a viabilidade da aplicação da espectroscopia NIR utilizando instrumento portátil para a predição do VG e diagnóstico da infecção. No entanto, o estudo foi limitado a uma única raça (Morada Nova). Também não foram estudadas alterações do sangue em resposta à infecção dos animais que, por estarem associadas às variações e atributos espectrais, fundamentariam melhor os modelos. Assim, pretende-se ampliar os modelos de calibração já estudados e expandir novos modelos para o reconhecimento de padrões usando tecnologias NIR portáteis para a predição de VG e diagnóstico da infecção de cordeiros de diferentes raças a pasto. Alíquotas de sangue ovino serão dispostas de forma a permitir medidas rápidas e seguras. Alternativa de disposição das amostras em meios adsorventes e seladas à vácuo será estuda para uso e transferência de modelos de calibração e reconhecimento de padrões. Também serão estudadas as associações entre as variáveis do hemograma com as informações contidas nos espectros, para avaliar a capacidade de diagnóstico e também de prognóstico dos modelos. Como produto espera-se obter modelos robustos para transferência de calibração e de classificação entre instrumentos de diferentes fabricantes e uso em campo, como estratégia de difundi-los como produto tecnológico, favorecendo o TST de ovinos. Os experimentos em campo e a coleta dos espectros ocorrerão na Embrapa Pecuária Sudeste, com apoio da UNESP. Os dados obtidos, assim como a modelagem e posterior transferência de modelos entre equipamentos será executada e supervisionada pela equipe nas diferentes unidades da Embrapa, e pela UFPE. Os estudos relacionados à construção dos modelos de classificação serão realizados pela Embrapa Pecuária Sudeste e a Embrapa Algodão irá avaliar o modelos e construir os meios adsorventes. A seleção de amostras de transferência será objeto de estudos da UFPE, bem como a disposição física de tais amostras para aplicações posteriores de transferência dos modelos desenvolvidos. A validação dos modelos e transferência para os equipamentos portáteis será realizada pela Embrapa Milho e Sorgo.

Equipe de pesquisadores: Ana Rita de Araújo Nogueira, (Coordenadora, Embrapa) Gilberto Batista de Souza (Embrapa), Everaldo Paulo de Medeiros (Embrapa) Fernanda Araújo Honorato (UFPE), Maria Lúcia Ferreira Sinione (Embrapa)

19- Agregação de valor a produtos agropecuários

Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários

Demanda: Produção de Leite

A Embrapa Pecuária Sudeste possui um robô de ordenha em funcionamento no sistema de leite, por meio do qual é possível a obtenção de informações individualizadas, relacionadas à produção, consumo e características sanitárias do rebanho. Um dos problemas relacionados às vacas de alta produção é a necessidade de um rígido controle da alimentação, que inclui a ração e o sal mineral, pois podem ocorrer doenças metabólicas, como a chamada “doença da vaca gorda”, hipocalcemia puerperal e cetose, que podem causar a morte em função de desbalanço nutricional. Essas doenças poderiam ser diagnosticadas a partir da coleta de amostras de sangue e saliva das vacas. A saliva é um fluido biológico complexo, versátil e importante, formado por componentes orgânicos e inorgânicos, além de outros constituintes, como hormônios. Embora os componentes inorgânicos sejam encontrados em baixas concentrações e muitas vezes menores que os encontrados no plasma, sua associação com concentrações sanguíneas é relatada na literatura. O uso da saliva é estratégico pela facilidade de obtenção e manipulação, coleta simples e pouco invasiva; além disso, há estudos que mostram a sua semelhança com outros fluidos biológicos como plasma, sangue e soro sanguíneo. Como fluido de diagnóstico em humanos a saliva tem ganhado espaço nas pesquisas translacionais. Trabalhos anteriores do grupo proponente indicaram correlação positiva entre alguns constituintes inorgânicos e o diagnóstico de esquizofrenia, com o emprego de análise de componentes principais (PCA) e mapas auto-organizados (SOM), abordagens não supervisionadas capazes de produzir visualizações em baixas dimensões a partir de dados de alta dimensão (J Trace Elem Med Biol, 66(2021)126743) e disfunções renais, por fotometria por imagens digitais (Microch. J., 162(2021)105862). Pretende-se obter informações importantes relacionadas às características fisiológicas e sanitárias a partir de resultados de constituintes inorgânicos (ex. Ca, Mg, P, K, Fe, Cu, Mn, Zn, V, Co, Cr, As, Mo, Ni, Se e S), além de alguns marcadores orgânicos em amostras de sangue e saliva coletados das vacas em lactação. O trabalho será conduzido na Embrapa Pecuária Sudeste, sendo as amostras coletadas e analisadas na Embrapa Pecuária Sudeste, UFSCar e CENA. Ferramentas de inteligência artificial baseadas em redes neurais serão aplicadas para discriminar, avaliar e identificar padrões relacionados à composição inorgânica dos fluidos, fatores clínicos e biológicos.

Equipe de pesquisadores: Ana Rita Araújo Nogueira (Coordenadora, Embrapa) Fábio Rodrigo Piovezani Rocha (CENA/USP), Joaquim de Araújo Nóbrega (UFScar)

20- Microplásticos em ecossistemas de água doce: avaliação da presença, processos de sorção e desenvolvimento de métodos de remediação

Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental

Demanda: Microplástico e remediação

A poluição dos ecossistemas de água doce por microplásticos é um desafio ambiental, visto que diversos estudos já demonstraram seu impacto negativo, sobretudo para a biota. Devido às propriedades morfológicas e químicas dos microplásticos, eles também podem atuar como vetores de contaminantes. Assim, esta proposta possui o objetivo de investigar a contaminação originária de plásticos de importantes e distintos corpos aquáticos com diferentes cenários de contaminação. Os ambientes que serão estudados são: Rios Guaíba, Monjolinho, Jundiaí, Tietê, Paraíba do Sul, Barigui e Iguaçu, Lago Paranoá e Lagoa da Pampulha. Inicialmente, será realizada a otimização do processo de digestão para a extração dos microplásticos em águas, a fim de verificar se esses sofrem modificações morfológicas e estruturais durante esta etapa do protocolo. Experimentos serão realizados em cada instituição, visando obter dados interlaboratoriais, sendo os resultados comparados e discutidos para o estabelecimento de um protocolo comum para todos. Serão realizadas campanhas de amostragem nas 4 estações do ano, abrangendo coletas sazonais, em períodos de estiagem e de maior precipitação. Com os resultados gerados, pretende-se fazer um site com banco de dados aberto com interface para aumento do acervo de informações a partir de usuários externos. O site tem potencial também de gerar informações para a comunidade científica nacional sobre locais pouco estudados, incentivando sua investigação quanto a poluição por microplásticos a ponto de permitir pesquisas robustas em ecotoxicidade ou impacto ecológico na região. Processos de sorção de contaminantes (como HPA, fármacos, hormônios) em microplásticos e o desenvolvimento de processos de remediação também serão realizados. É importante mencionar que a equipe tem colaborações estabelecidas no âmbito do INCTAA, com projetos de pesquisa sobre: microplásticos em amostras ambientais; caracterização de microplásticos degradados; sorção e dessorção de contaminantes em microplásticos; desenvolvimento de protocolo de extração de microplásticos, etc.

Equipe de pesquisadores: Andreia Neves Fernandes (Coordenadora, UFRGS), Maria Cristina Canela (UENF), Marco Tadeu Grassi (UFPR), Cassiana C. Montagner Raimundo (UNICAMP), Fernando Fabriz Sodré (UnB), Gilberto Abate (UFPR), Pedro Fadini (UFSCAR), Roberta Urban (UFSCAR), Water Ruggeri Waldman (UFScar-Sorocaba), Celio Pasquini (Unicamp).

21- Nanomateriais no Desenvolvimento de Métodos Analíticos de Alta Sensibilidade

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação Analítica e Química Ambiental

Demanda: Nanopartículas

O presente projeto propõe o desenvolvimento de nanopartículas de calcogenetos de prata, cobre, ternários (Ag, Cu e In), bem como impressão 3D de redes metalorgânicas (MOF) e nanopartículas (upconversion), produção de suportespoliméricos e nanofibras a partir de eletrofiação 3D contendo nanopartículas para aplicação na intensificação deespalhamento Raman (SERS), absorção no infravermelho (SEIRA) e LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy),além de medidas luminescentes e eletroluminescentes, visando o estabelecimento de métodos analíticos de altasensibilidade. Dentre os analitos de interesse estão ânions como bicarbonato (HCO3-), carbonato (CO32-), bissulfato(HSO4-) e sulfato (SO42-) (demanda da Petrobras), pesticidas (demanda EMBRAPA Semiárido) e outroscontaminantes em alimentos, íons metálicos e hidrocarbonetos decorrentes do derramamento de óleo cru ocorrido nolitoral brasileiro no ano de 2019, entre outros contaminantes ambientais. Para tanto, experiências de pesquisadoresde grupos de pesquisa das áreas de química analítica, química inorgânica e quimiometria da UFPE (Laboratório deEspectroanalítica Aplicada – LEA, Laboratório Integrado de nanoestruturas e compostos de coordenação – LINCC eLaboratório de Terras Raras – BSTR), Unicamp (Grupo de Instrumentação e Automação em Química Analítica – GIA)e da Universidade do Porto/Portugal (LAQV/REQUIMTE- Laboratório de Química Aplicada FFUP) serão integradasem diferentes trabalhos de pesquisa em nível de iniciação científica, mestrado, doutorado e pós-doutorado. Tanto ospesquisadores do LINCC quanto BSTR (UFPE) atuarão na síntese dos nanomateriais, enquanto aqueles dos gruposde química analítica (UFPE, UNICAMP e UP/Portugal) e quimiometria (UFPE) irão atuar no desenvolvimento dosmétodos luminescentes, SERS, SEIRA e LIBS.

Equipe de pesquisadores: Claudete Fernandes Pereira (Coordenadora, UFPE), Ana Paula Paim (UFPE), Ivo Milton Raimundo Junior (Unicamp), Maria da Conceição Branco (UP-Portugal)

22-Predição não-destrutiva da germinação e vigor de sementes de algodão

Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários

Demanda: Cultivo algodão

O algodão é uma commodity agrícola com significativo retorno econômico. É cultivado por pequenos produtores utilizando sementes convencionais, e por grupos empresariais com forte incremento tecnológico, as sementes transgênicas. Além de proporcionar expectativas de qualidade genética e de valor agregado, as sementes requerem qualidade de germinação e vigor às condições edafoclimáticas de cultivo. Porém, determinar o vigor e a germinação demandam tempo de análise, preparo de amostra e custos para cada avaliação. Superar essas questões pode trazer ganhos expressivos para o algodão. Com os espectrômetros portáteis e câmeras de imagens hiperespectrais na faixa do infravermelho próximo (NIR) pode-se obter informações químicas que associada a técnicas quimiométricas possibilitem vantagens na predição germinativa e do vigor de sementes de algodão. As referidas técnicas proporcionam análises rápidas, não destrutivas e no caso dos equipamentos portáteis, análise em campo por agricultores, empresas ou cooperativas agrícolas. A pesquisa contará com a colaboração da Embrapa algodão de Campina Grande PB, contribuindo com os testes de germinação e de vigor e com a disponibilização de uma câmera de imagens hiperespectrais na faixa de 1000 a 2500nm. As informações dos testes de qualidade das sementes serão utilizadas para construções de modelos de calibração (vigor) e de classificação (germinação). Serão implementados os ensaios de referência e de envelhecimento de sementes de diferentes cultivares certificadas para obtenção da qualidade fisiológica, e variabilidade específica de germinação e de vigor. As imagens e espectros serão adquiridos através de sistema de imagens sisuChema SWIR-Specim® e em espectrômetros portáteis: MicroNIR™ Pro 1700, na faixa de 908 a 1676 nm; DLPR NIRscanTM Nano, na faixa espectral entre 900 a 1700nm; NeoSpectra FT-NIR, com faixa de comprimento de onda entre 1350 a 2500 nm.

Equipe de pesquisadores: Maria Fernanda Pimentel Avelar (Coordenadora, UFPE), Everaldo Medeiros (Embrapa)

23- Desenvolvimento de métodos para controle de qualidade de canabinóides em extratos medicinais de cannabis

Linha de pesquisa do INCTAA: Forense

Demanda: Medicamentos

Os medicamentos à base de cannabis representam uma estratégia terapêutica alternativa para diversas doenças. Um exemplo é a epilepsia refratária que atinge principalmente a crianças, e que há evidências que o uso de canabidiol (CBD) reduz os episódios de convulsões. Diante disso a ANVISA regulamentou a importação de extratos medicinais da cannabis (2015) e a importação de partes da planta (2016). Desde então a produção de extratos cresceu no país através de preparações artesanais/domésticas realizadas por familiares dos pacientes e por associações sem fins lucrativos e traz preocupações com relação à saúde e também aspectos forenses, especificamente, na presença e concentração de substâncias proscritas fora dos limites legais. Existem poucos trabalhos na literatura sobre o tema. Carvalho et al em 2020 quantificaram canabinóides em extratos medicinais brasileiros, evidenciando uma ampla variabilidade na composição dos extratos medicinais usados para tratar a mesma doença. Esse cenário além da aprovação do cultivo da Cannabis sativa no Brasil (projeto lei 399/15, aprovado em 2021) mostram a necessidade de monitoramento e controle desses produtos. Desta maneira a proposta deste trabalho é desenvolver métodos robustos, rápidos e de baixo custo para o controle de qualidade dos extratos medicinais de Cannabis que estão sendo produzidos no país. O método de referência é a cromatográfica liquida de alta eficiência e os métodos a serem desenvolvidos envolvem instrumentos portáteis de baixo custo, operando na região do infravermelho próximo ou Raman. Espera-se que o método a ser desenvolvido seja difundido principalmente entre as associações de produtores (parcerias ao longo do trabalho), contribuindo de forma efetiva para a melhoria dos produtos fornecidos aos pacientes. A equipe é multidisciplinar, envolvendo pesquisadores de diferentes instituições e departamentos, com expertise em quimiometria, espectroscopia vibracional, instrumentação, saúde e segurança pública.

Equipe de pesquisadores: Ricardo Saldanha Honorato (Coordenador, PF-PE), Maria Fernanda Pimentel Avelar (UFPE), Celio Pasquini (Unicamp), Ivo milton Raimundo Junior (Unicamp)

24- Estabelecimento de métodos analíticos para determinação de enzimas em solos visando a integração com os projetos já em andamento de utilização de carvão hidrotérmico e Arbolina para regeneração de solos e na avaliação das taxas de degradação de agrotóxicos no solo.

Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental

Demanda: Solo e agricultura

Um solo saudável não se resume a sua capacidade de produção agrícola. É possível ter um solo com baixa qualidade e com elevada produtividade usando altas doses de fertilizantes e agrotóxicos. A longo prazo este tipo de manejo não é sustentável podendo resultar em contaminações dos vários compartimentos ambientais. No cenário atual de necessidade de substituição de fontes de energia não renováveis e diminuição de emissões de carbono, os sistemas de produção agrícola devem ser direcionados para adoção de tecnologias e manejos que prescindam ao máximo do uso de agrotóxicos e fertilizantes nitrogenados, que alteram a biodiversidade do solo levando, a longo prazo, a perdas do carbono do solo. O intenso uso de agrotóxicos no Brasil também é um fator de grande impacto ambiental relacionado com a perda de biodiversidade do solo e o aumento de resistência das pragas. Boa parte dos agrotóxicos utilizados nas culturas agrícolas tem seu destino final o solo. O tempo de vida dessas substâncias no solo está diretamente relacionado a biodiversidade do solo e sua capacidade de degradar essas substâncias. Solos saudáveis com sua biodiversidade preservada estão relacionados com maiores taxas de degradação de agrotóxicos. Outros estudos utilizam Processos Oxidativos Avançados para acelerar a degradação de agrotóxicos em solos, mas pouco se sabe sobre o impacto dessa tecnologia na biodiversidade do solo após ter sido efetuada a aplicação dos POA. A utilização de tecnologias alternativas, que utilizam produtos ou processos que promovem o crescimento e a tolerância das plantas aos estresses bióticos e abióticos, assim como a utilização de fontes alternativas de nutrientes são soluções promissoras para o desafio de aumento da produtividade agrícola e diminuição do impacto ambiental dos cultivos. O carvão hidrotérmico produzido a partir de bagaço de cana e linhaça com aditivo de ácido fosfórico é um material não tóxico que pode ser empregado como condicionador do solo, melhorando propriedades de retenção de água e liberando lentamente nutrientes e carbono. O bioestimulante Arbolina, produzido por nanotecnologia, está relacionado ao aumento de produtividade agrícola em mais de 30 diferentes culturas, aumentando a área foliar e a massa de raiz, indicando um maior aproveitamento da luz e maior fixação de CO2. Em diversas culturas reduz a quantidade de fertilizante empregado e está relacionado com a melhora da qualidade do solo. Em 2020 a Embrapa lançou o projeto BioAS que tem como base a análise da atividade das enzimas arilsulfatase (ciclo do enxofre) e beta-glicosidase (ciclo do carbono) como os principais bioindicadores de qualidade do solo, por estarem relacionadas, direta ou indiretamente, ao potencial produtivo e à sustentabilidade do uso do solo. A maior vantagem dos bioindicadores é que eles são mais sensíveis que indicadores químicos (como a matéria orgânica) e físicos (estrutura), detectando com maior antecedência alterações que ocorrem no solo, em função do seu uso e manejo. A presente proposta tem o objetivo de implantar os métodos analíticos de quantificação das enzimas arilsulfatase e beta-glicosidase em estudos de campo e laboratório visando fornecer diagnósticos sobre alterações na biota do solo (atividade enzimática) durante estudos com carvão hidrotérmico, Arbolina (bioestimulante), agrotóxicos e POA

Equipe de pesquisadores: Fernanda Vasconcelos de Almeida (Coordenador, UnB), Cassiana Carolina Montagner (Unicamp), Marcia Cristina Bisinoti (Unesp), Maria Cristina Canela (UENF)

25- Uso do filamento de W para aprisionamento e pré-concentração de espécies voláteis formadas a partir da geração fotoquímica de vapor

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação Analítica

Demanda: Produtos agropecuários, Química ambiental e Forense

A proposta deste projeto consiste em avaliar o uso do filamento de W para aprisionamento e pré-concentração de espécies voláteis, formadas a partir da geração fotoquímica de vapor (PVG), e determinação de elementos traços por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica (ET AAS) e espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES). As espécies volatéis serão geradas em meio de um ácido orgânico de baixo peso molecular (fórmico e/ou acético) submetidos a radiação ultravioleta. As condições experimentais para a geração fotoquímica de vapor serão otimizadas usando ferramentas quimiométricas. Será realizado o estudo da necessidade de recobrimento do filamento de W com os elementos Pd, Rd, Rh e Ir para melhorar a capacidade de aprisionamento das espécies voláteis e aumentar a vida útil do filamento. As etapas de aprisionamento, pré-concentração e atomização ou introdução das espécies no atomizador serão otimizadas e controladas por um programa de aquecimento aplicado ao

filamento. Vale salientar ainda que, uma das principais limitações do uso do filamento de W como atomizador eletrotérmico para análise de traços em amostras reais é a possibilidade de interferência da matriz, o que pode ser contornado neste caso, pois a espécie volátil do analito é separada da matriz no PVG. Pretende-se avaliar a eficiência do uso do filamento de W como método para aumentar a taxa de introdução das espécies no plasma sem desestabilizá-lo, e, em seguida, determinar os elementos traços por ICP OES.

Equipe de pesquisadores: Gisele Simone Lopes (Coordenadora, UFC), Wladiana Oliveira Matos (UFC), Lívia Paulia Dias Ribeiro (UNILAB), Ralph Edward Sturgeon (NRC, Ottawa, Canada)

26- Ensino de ciências no contexto da ciência aberta e decolonial

Linha de pesquisa do INCTAA: Difusão do conhecimento e formação de pessoal

Demanda: Ações no ensino de graduação e ações no ensino médio

A discussão sobre conhecimento aberto, desde a economia até as práticas culturais, tem ganhado amplitude nos últimos anos na ciência. Alguns autores trouxeram conceito mais amplo sobre a Ciência Aberta e seus objetivos: “A Ciência Aberta é um movimento que incentiva a transparência da pesquisa científica desde a concepção da investigação até o uso de softwares abertos. Também promove esclarecimento na elaboração de metodologias e gestão de dados científicos, para que estes possam ser distribuídos, reutilizados e estar acessíveis a todos os níveis da sociedade, sem custos. Propõe, ainda, a colaboração de não cientistas na pesquisa, ampliando a participação social por meio de um conjunto de elementos que dispõem de novos recursos para a formalização da comunicação científica”. A Lei nº 10.639/03 legisla sobre a introdução do ensino da história da África e das culturas afro-brasileiras nas instituições de ensino, iniciando o questionamento das omissões e dos silenciamentos dos currículos em ciências/química. Neste contexto, têm surgido movimentos nas universidades brasileiras de discussões, pesquisas, planejamentos e criação de disciplinas que contribuem para a descolonização europeia nos currículos e no ensino. O presente projeto se propõe a produzir artigos e capítulos de livros com conteúdos dedicados ao ensino de química e de ciências da natureza de forma interdisciplinar, envolvendo diálogos com a química, biologia, física, matemática e linguística que contemplem os fundamentos da Ciência Aberta e descolonização da ciência, além de contribuir com o ensino de ciência atendendo a Lei n° 10.639/03

Equipe de pesquisadores: Lívia Paulia Dias Ribeiro (Coordenadora, Unilab), Gisele Simone Lopes (UFC), Fernando Fabriz Sodré (UNB)

27- Tecnologia Social Interlaços

Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental

Demanda: Saúde pública, meio ambiente

A articulação interdisciplinar com produção artística baseada em fundamentos tecnológicos, ambientais e sociais pode ser uma poderosa estratégia de elaboração de uma TS sustentável e de grande impacto social na realidade de mulheres em condições de vulnerabilidade no contexto do Maciço de Baturité/CE, além de desenvolver ações voltadas para a inclusão social, preocupando-se com o uso das tecnologias como ferramentas necessárias para solucionar problemas sociais e desenvolvimento sustentável, como prever a Agenda 2030/ONU. Serão desenvolvidas pesquisas e aplicações dos conhecimentos técnicos e locais do uso da biodiversidade vegetal da região para produção de peças de artesanato (Desenvolvidas por Lívia Paulia, Érica Silva, Ljubica Tasic e Andreia Fernandes). Adicionalmente, serão realizadas pesquisas e aplicações de ressignificação de resíduos sólidos pela reciclagem, assim como estratégias de empreendedorismo e empoderamento feminino através do desenvolvimento do trabalho artístico a partir de uma perspectiva da sustentabilidade ambiental, além da criação e valorização do artesanato como manifestação da cultura popular (Desenvolvidas por Juliana Araújo e Karla Florentino). O presente projeto apresenta uma proposta de TS, intitulada Interlaços e desenvolvida por uma equipe multidisciplinar, com objetivo de elaborar e realizar, de forma articulada, ações para contribuir com as metas dos objetivos de desenvolvimento sustentável da Agenda 2030/ONU, em especial os objetivos 1 (erradicação da pobreza), 5 (igualdade de gênero) e 12 (consumo e produção responsável).

Equipe de pesquisadores: Lívia Paulia Dias Ribeiro (Coordenadora, Unilab), Andréia Neves Fernandes (UFRGS)

28- Extração empregando solventes eutéticos profundos

Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de Produtos Agropecuários, Ambiental

Demanda: Segurança do alimento, controle da poluição, valoração de resíduos, economia circular

Solventes eutéticos profundos (DES) são alternativas verdes com grande potencial para extração, agregando vantagens como baixa volatilidade, polaridade ajustável, menores custo e toxicidade. A compreensão do mecanismo de extração nesses sistemas, especialmente da partição de espécies inorgânicas, obtenção e caraterização de DES, e aplicações analíticas inovadoras são desafios de importância científica e tecnológica. Nesse contexto, considerando as expertises complementares da equipe, englobando DES, técnicas de microextração, análises em fluxo, fluorescência, espectroscopia NIR e LIBS propõem-se: (i) obter/caracterizar novos DES, explorando espectroscopia NIR; (ii) aplicar DES para o preparo de amostras visando à determinação de contaminantes/marcadores em alimentos (e.g. aminas biogênicas, antioxidantes, furfurais e metais tóxicos) visando à segurança alimentar e desenvolvimento de métodos inovadores para a análise de combustíveis; (iii) explorar DES para pré-concentração e como suporte para medidas fluorimétricas (visando aumento de rendimento quântico) e por LIBS; (iv) explorar DES para a extração de analitos em fluxo, envolvendo dispositivos microfluídicos e/ou extração em filme de solvente; (v) estudar a partição de metais de alto valor agregado (bismuto, cobalto, índio e terras raras) visando desenvolver estratégias para o reaproveitamento de resíduos. As investigações visam (i) alternativas verdes para a microextração de analitos e clean-up de amostras para determinação cromatográfica ou espectrométrica, (ii) estabelecer rotas sustentáveis para a lixiviação e extração mais seletiva de metais, visando contornar a escassez dessas espécies em fontes minerais devido às extensas aplicações em indústrias de alta tecnologia e minimizar o impacto ambiental pela destinação apropriada dos resíduos e reintrodução de insumos na cadeia produtiva e (iii) o desenvolvimento e validação de métodos de caracterização de DES baseados em espectroscopia NIR.

Equipe de pesquisadores: Maria do Carmo Hespanhol (Coordenadora, UFV), Fábio Rodrigo Piovezani Rocha (CENA-USP), Celio Pasquini (UNICAMP)

29- Determinação rápida e não destrutiva de padrões de qualidade em frutas

Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários

Demanda: Qualidade de frutas

Apesar da importância da manga, morango e uva para a economia nacional, a qualidade de consumo desses frutos apresenta grandes limitações. No caso da manga, destaca-se a necessidade de definição de padrões precisos de qualidade para a colheita, visto que atualmente são utilizadas avaliações visuais pouco precisas, resultando na comercialização de frutos com qualidade sensorial muito heterogênea, o que tem acarretado em rejeição pelos consumidores. Já o morango e uva são muito susceptíveis às podridões pós-colheita, incorrendo em perdas. A assepsia pré-colheita é o principal método de controle de doenças de morangos, mas ainda assim as podridões são um problema nos mercados atacadista e varejista. O principal método para o controle das doenças de uvas para consumo in natura é o uso do dióxido de enxofre (SO2), por meio da fumigação e de liberadores em embalagem plástica. Entretanto, o SO2 pode prejudicar o sabor, causar manchas, rachaduras nas bagas e descoloração das ráquis, além de ser considerado alergênico, fazendo com que países europeus proíbam a entrada de frutos tratados com o conservante. Diante disso, foi proposto a construção de embalagens ativas para uva e morango com base na liberação gradual de compostos orgânicos voláteis (COV), visando o controle in pack das principais doenças pós-colheita de uvas e morangos e consistindo numa alternativa sustentável aos liberadores de SO2. Entretanto, os COVs podem comprometer a qualidade sensorial de frutos e dessa forma é fundamental a realização de análise sensorial prévia para avaliação da aceitação pelos consumidores das uvas e morangos acondicionados nas embalagens ativas. Uma vez que uva e morango não são climatéricos, a composição físico-química varia muito em função das condições edafo-climáticas de cultivo, sendo necessário também testar a utilização de uma técnica não destrutiva para realizar a seleção da amostragem que irá ser destinada a análise sensorial, a fim de que diferenças de qualidade entre frutos não influenciem na avaliação do impacto da utilização das embalagens ativas. Assim, o objetivo deste projeto é desenvolver modelos de calibração multivariada a partir da técnica de espectroscopia no infravermelho próximo, utilizando espectrômetro portátil de baixo custo, para a seleção de morangos e uvas para a análise sensorial e determinação de padrões de qualidade para a colheita de diferentes cultivares de mangas. Como análises de referência, serão avaliados parâmetros de qualidade de frutos: coloração, textura, acidez total, sólidos solúveis e matéria-seca. A equipe é composta por pesquisadores de duas unidades da Embrapa, reunindo as expertises necessárias nas áreas de embalagens ativas e inteligentes, fisiologia e tecnologia pós-colheita de frutas e análise sensorial.

Equipe de pesquisadores: Sérgio Tonetto de Freitas (Coordenador, Embrapa), Aline Camarão Telles Biasoto (Embrapa)

30- Biodisponibilidade de metais em alimentos

Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários e Instrumentação Analítica

Demanda: Alimentos

Este projeto tem por objetivo viabilizar estudos para a determinação do teor total, da bioacessibilidade e da biodisponibilidade de constituintes inorgânicos (macro e microelementos) em alimentos do tipo “plant-based”, para a caracterização desses alimentos, cuja produção e consumo aumentam a cada ano, e para os quais existem poucos estudos em nosso país. “Plant-based” pode ser definida como "dietas com baixos impactos ambientais que contribuem para a segurança alimentar e nutricional e para uma vida saudável para as gerações presentes e futuras. Dietas sustentáveis protegem e respeitam a biodiversidade e os ecossistemas, são culturalmente aceitáveis, economicamente justas e acessíveis; são nutricionalmente adequadas, seguras e saudáveis". O comércio disponibiliza grande variedade desses alimentos, consumidos por veganos, vegetarianos e pessoas com restrições alimentares. Os hambúrgueres e as bebidas à base de proteína de soja já são bastante conhecidos, entretanto, o efeito das características vegetais no processo de digestão humana deve ser avaliado, para conhecer a qualidade digestiva dos alimentos processados e ultraprocessados. A bioacessibilidade e a biodisponibilidade dos componentes desses alimentos são indicadores da digestibilidade alimentar à base de plantas. Neste projeto, serão analisadas bebidas e “carnes” vegetais. Considerando a matriz envolvida, diferente dos alimentos usualmente consumidos, a etapa de tratamento das amostras também será estudada. O procedimento a ser utilizado para a avaliação dos elementos biodisponíveis será feito utilizando o protocolo estático do grupo de estudos INFOGEST, o qual padroniza os ensaios de digestão in vitro. A avaliação da absorção intestinal dos nutrientes será feita com o uso de células Caco-2 para a quantificação da fração biodisponível do nutriente. A caracterização química e os estudos de bioacessibilidade serão feitos usando MIP OES, ICP OES e GF AAS. Nos estudos de biodisponibilidade, será utilizado ICP-MS. A determinação do teor total e da bioacessibilidade dos elementos serão feitas pelos grupos da UFPel, do ITAL, da UFF e da UFPR, enquanto os estudos de biodisponibilidade serão feitos no ITAL/Campinas, onde o laboratório de cultura de células está instalado. Os resultados obtidos para as amostras com as diferentes técnicas analíticas/tratamento das amostras, pelos diferentes grupos, serão tratados e comparados. Alunos das diferentes instituições participarão desse projeto e está prevista a mobilidade dos mesmos entre os diferentes grupos de pesquisa, complementando os estudos envolvidos neste projeto.

Equipe de pesquisadores: Solange Cadore (Coordenadora, Unicamp), Marcelo A. Morgano (ITAL), Fabiana Andrea Barrera Galand (ITAL), Andrea P. Oliveira (UFPR), Rafaella R. A. Peixoto (UFF), Adriane M. Nunes (UFPel), Anderson S. Ribeiro (UFPel), Mariana A. Vieira (UFPel)

Instituto Nacional de Ciências e Tecnologias Analíticas Avançadas

Projetos Financiados pelo INCTAA

4- Construção de um espectrofotômetro Raman que opere na região das baixas frequências vibracionais

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação Analítica

Demanda: Estudos fármacos, contaminantes emergentes e Forense

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4- Construção de um espectrofotômetro Raman que opere na região das baixas frequências vibracionais

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Estudos de fármacos e de contaminantes emergentes

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5- Sistema de múltiplas extrações baseada na aplicação de campos elétricos e cones de celulose

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação Analítica

Demanda: Preparo de amostra

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Equipe de pesquisadores: Ricardo M. Orlando (UFMG), Jarbas J. R. Rohwedder (UNICAMP), Susane Rath (UNICAMP), Jonas A. R. Paschoal (FCRP-USP), Bruno G. Botelho (UFMG), Clésia C. Nascentes (UFMG) e Fabiano V. Pereira (UFMG).

5- Difusão do ensino da química

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Equipe de pesquisadores: Liliana de Fátima Bezerra Lira de Pontes (Coordenadora, UFPB) Kátia Messias Bichinho (UFPB) Salete Linhares Queiroz (IQSC/USP) Colaboradores: Karen Cacilda Weber (UFPB) Claudio Gabriel Lima Júnior (UFPB)

6- Sistema de múltiplas extrações baseada na aplicação de campos elétricos e cones de celulose

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Preparo de amostra

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Equipe de pesquisadores: Ricardo M. Orlando (Coordenador, UFMG), Jarbas J. R. Rohwedder (UNICAMP), Susane Rath (UNICAMP), Jonas A. R. Paschoal (FCRP-USP), Bruno G. Botelho (UFMG), Clésia C. Nascentes (UFMG) e Fabiano V. Pereira (UFMG).

7- Uso do filamento de W para aprisionamento e pré-concentração de espécies voláteis formadas a partir da geração fotoquímica de vapor

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Produtos agropecuários, Química ambiental, forense

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8- Desenvolvimento de métodos analíticos sensíveis baseados em nanopartículas

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Química ambiental

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Equipe de pesquisadores: Claudete Fernandes Pereira (Coordenadora, UFPE), Ana Paula Silveira Paim (UFPE), Giovannia Pereira (UFPE), Ivo Milton Raimundo Júnior (UNICAMP), Bóris Mizaikoff (UULM), Severino Alves Junior (UFPE), Maria da Conceição Branco (UP-Portugal), Marco Tadeu Grassi (UFPR)

9- Digestão, separação, dessorção empregando radiação de microondas

Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Preparo de amostra

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Equipe de pesquisadores: Mauro Korn (Coordenador, UNEB), Ricardo Mathias Orlando (UFMG), Joaquim de Araújo Nóbrega (UFScar), Maria do Carmo Hespanhol (UFV), Marco Tadeu Grassi (UFPR)

10- Bioacessibilidade e biodisponibilidade de constituintes inorgânicos em alimentos

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Linha de pesquisa do INCTAA: Instrumentação analítica

Demanda: Produtos agropecuários

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Equipe de pesquisadores: Solange Cadore (Coordenadora, UNICAMP), Anderson S. Ribeiro (UFPel), Mariana Vieira (UFPel)

11- Estimativa do consumo de cocaína e outras drogas ilícitas em cidades brasileiras por meio da análise de águas residuárias

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Linha de pesquisa do INCTAA: Forense

Demanda: Saúde e segurança pública

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Equipe de pesquisadores: Fernando Fabriz Sodré (Coordenador, UnB), Adriano Otávio Maldaner (INC-DF) Élvio Dias Botelho (INC-DF)

12- Estudo da qualidade da água de reúso

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Linha de pesquisa do INCTAA: Química Ambiental

Demanda: Estação produtora de água de reuso Capivari II (SANASA)

13- Compostos emergentes em águas superficiais: fontes, destino e ecotoxicidade

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Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental

Demanda: Saúde pública, meio ambiente

14- Contaminantes emergentes prioritários em águas destinadas ao abastecimento público: estudos de remoção

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Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental

Demanda: Saúde pública, meio ambiente

Equipe de pesquisadores: Kátia Messias Bichinho (Coordenadora, UFPB), Mário César Ugulino de Araújo (UFPB), Andreia Neves Fernandes (UFRGS), Colaboradores, Edilene Dantas Teles Moreira (UFPB), Gilvan Pozzobon Pires (UFPB)

15- Estudo comparativo das espectroscopias NIR e Raman para identificação de adulteração de café sombreado torrado e moído

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Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários

Demanda: Saúde pública, meio ambiente

Equipe de pesquisadores: Lívia Paulia Dias Ribeiro (Coordenadora, Unilab) Arlindo Pereira Nogueira (Unilab), Jarbas José Rodrigues Rohwedder (Unicamp) Celio Pasquini (Unicamp) Sérgio Tonetto de Freitas (EMBRAPA/Semiárido) Klécia Morais dos Santos

16- Emprego da espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) no monitoramento da qualidade de mangas e vinhos

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Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários

Demanda: Produção de frutas

17- Programa Ciência do Mar

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Linha de pesquisa do INCTAA: Química ambiental e Instrumentação analítica

Demanda: Saúde pública, meio ambiente

18- Aplicação da tecnologia NIRs em instrumentos portáteis como ferramenta diagnóstica do parasitismo por nematóides gastrintestinais em ovinos

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Linha de pesquisa do INCTAA: Valorização de produtos agropecuários

Demanda: Criação ovinos e Instrumentação

Equipe de pesquisadores: Ana Rita de Araújo Nogueira, (Coordenadora, Embrapa) Gilberto Batista de Souza (Embrapa), Everaldo Paulo de Medeiros (Embrapa) Fernanda Araújo Honorato (UFPE), Maria Lúcia Ferreira Sinione (Embrapa)