Tecnologia desenvolvida por cientistas brasileiros e espanhóis utiliza sensor de papel e grafeno para detectar dióxido de nitrogênio com baixo custo, alta eficiência e sem gerar lixo eletrônico
Pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), da Unicamp e de instituições da Espanha desenvolveram uma tecnologia que pode representar um avanço importante no combate à poluição atmosférica. Trata-se de um sensor biodegradável feito de papel, capaz de identificar a presença de dióxido de nitrogênio (NO₂), um dos poluentes mais prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente.
O novo dispositivo combina baixo custo de produção, flexibilidade, sustentabilidade e boa precisão, oferecendo uma alternativa aos sensores eletrônicos convencionais, que costumam ser mais caros e geram resíduos eletrônicos ao final da vida útil.
Como funciona o sensor de papel
A tecnologia utiliza uma folha de papel de celulose revestida por uma fina camada de grafeno reduzido, material conhecido pela excelente capacidade de conduzir eletricidade e por alterar suas propriedades quando entra em contato com moléculas de dióxido de nitrogênio.
Segundo os pesquisadores, a fabricação do sensor não exige equipamentos complexos, permitindo uma produção em larga escala com custo reduzido.
Durante os experimentos, a configuração considerada ideal passou por 20 etapas de impregnação do papel, proporcionando elevada sensibilidade para detectar pequenas concentrações do poluente, tudo isso em temperatura ambiente e sem necessidade de aquecimento ou alto consumo de energia.
Sensor identifica principalmente o dióxido de nitrogênio
Outro destaque da pesquisa é a capacidade de o dispositivo diferenciar o NO₂ de outros gases presentes na atmosfera.
Nos testes realizados, o sensor apresentou baixa interferência de substâncias como:
- Monóxido de carbono;
- Amônia;
- Sulfeto de hidrogênio;
- Ozônio.
Além disso, manteve desempenho estável durante quase um mês e apresentou resultados consistentes entre diferentes unidades produzidas pelo mesmo método, indicando boa confiabilidade para futuras aplicações.
Tecnologia resiste até mesmo à flexão
Os pesquisadores também verificaram que o equipamento continua funcionando normalmente mesmo após sucessivas dobras, característica importante para aplicações em dispositivos flexíveis, portáteis e até mesmo vestíveis.
Outro fator observado foi que a presença de umidade favorece a capacidade de detecção do gás, tornando o sensor especialmente adequado para uso em ambientes externos.
Menos lixo eletrônico e mais sustentabilidade
Um dos principais diferenciais da pesquisa está no impacto ambiental.
Enquanto sensores tradicionais utilizam componentes eletrônicos de difícil reciclagem, o novo dispositivo é produzido sobre papel e pode se degradar rapidamente quando descartado em água, reduzindo significativamente a geração de lixo eletrônico.
Essa característica pode ser decisiva para a implantação de grandes redes de monitoramento ambiental compostas por milhares de sensores distribuídos em áreas urbanas.
Aplicações podem chegar às cidades inteligentes
Os pesquisadores acreditam que a tecnologia possui potencial para diversas aplicações nos próximos anos.
Entre elas estão:
- monitoramento da qualidade do ar em cidades inteligentes;
- instalação em postes, semáforos e pontos de ônibus;
- acompanhamento ambiental em áreas industriais;
- uso em equipamentos portáteis;
- integração a dispositivos vestíveis para pessoas com doenças respiratórias.
Na saúde pública, os dados coletados poderão auxiliar órgãos ambientais na emissão de alertas sobre episódios de maior concentração de poluentes e contribuir para políticas voltadas à melhoria da qualidade do ar.
O que é o dióxido de nitrogênio (NO₂)?
O dióxido de nitrogênio é um gás de coloração castanho-avermelhada, com odor forte e irritante, considerado um dos principais poluentes atmosféricos produzidos pelas atividades humanas.
As principais fontes de emissão são:
- motores de automóveis, caminhões e ônibus;
- usinas termoelétricas;
- processos industriais;
- queimadas e incêndios florestais;
- fogões e aquecedores a gás em ambientes pouco ventilados.
Quais os riscos para a saúde?
A exposição frequente ao NO₂ pode provocar diversos problemas respiratórios, entre eles:
- irritação nos olhos, nariz e garganta;
- tosse persistente;
- dificuldade para respirar;
- agravamento da asma;
- piora da bronquite;
- redução da função pulmonar;
- aumento da predisposição a infecções respiratórias.
Os grupos mais vulneráveis incluem crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias crônicas.
Poluição também afeta o meio ambiente
Além dos impactos à saúde, o dióxido de nitrogênio participa da formação do chamado smog fotoquímico, contribui para a ocorrência de chuva ácida e favorece a formação de partículas finas (PM₂,₅), consideradas altamente prejudiciais ao sistema respiratório.
Esses efeitos também causam danos à vegetação e aos ecossistemas.
Pesquisa busca equilíbrio entre eficiência e sustentabilidade
Os responsáveis pelo estudo destacam que o objetivo não era desenvolver o sensor mais sensível já existente, mas criar uma solução que reunisse boa capacidade de detecção, baixo custo, facilidade de fabricação, flexibilidade e sustentabilidade ambiental.
O trabalho demonstra que materiais simples e biodegradáveis podem desempenhar um papel importante no desenvolvimento das futuras tecnologias de monitoramento ambiental.
A pesquisa foi liderada pelo professor Valmor Mastelaro, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), em colaboração com pesquisadores da Unicamp e da Espanha, e foi publicada na revista científica internacional Microchemical Journal.
Com informações de Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP.
