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Pesquisa da UFRRJ desenvolve sensor portátil de baixo custo para detectar inseticida em águas naturais

Estudo desenvolvido por pesquisadores da UFRRJ cria tecnologia capaz de identificar fipronil em águas naturais de forma rápida, portátil e de baixo custo, contribuindo para o monitoramento ambiental e a preservação dos recursos hídricos.

Uma pesquisa desenvolvida na Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) resultou na criação de um dispositivo eletroquímico portátil e de baixo custo capaz de detectar a presença de fipronil, um inseticida amplamente utilizado na agricultura e considerado uma preocupação ambiental devido à sua persistência, toxicidade e potencial de contaminação de corpos hídricos.

O estudo foi desenvolvido no Laboratório de Nanotecnologia, Cerâmicas e Compósitos (LNanoC²), pelo grupo Nano&UFRRJ, sob coordenação do professor João Victor Nicolini, e contou com a participação da estudante de Engenharia de Materiais Mariane Ribas Lourenço, bolsista do Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica (PIBIC/UFRRJ), como primeira autora do artigo. A pesquisa também envolveu o pós-doutorando Daniel Ananias Reis de Campos (Programa de Pós-Graduação em Química – PPGQ/UFRRJ) e pesquisadores do Laboratório de Engenharia de Fenômenos de Interface do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Coppe/UFRJ), em parceria com a professora Helen Ferraz e os pesquisadores Guilherme Sales da Rocha e Franccesca Fornasier.

O dispositivo foi desenvolvido a partir de um eletrodo serigrafado comercial, cuja superfície foi modificada com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs). Essa modificação aumenta a área ativa do sensor e melhora a condução de elétrons, tornando a detecção do fipronil mais sensível e precisa.

Durante a análise, é aplicada uma variação de potencial elétrico ao sensor. Quando o fipronil está presente na amostra, ocorre uma reação eletroquímica que gera uma corrente elétrica proporcional à concentração do contaminante. O sinal é registrado por um equipamento chamado potenciostato, permitindo identificar e quantificar o inseticida de forma rápida e eficiente.

Um dos principais diferenciais do trabalho foi a validação do sensor em amostras reais de água do Rio Guandu. Os resultados demonstraram que o dispositivo é capaz de identificar e quantificar o fipronil mesmo na presença de outros componentes naturais da água, sem interferir na medição. 

Segundo os pesquisadores, a tecnologia representa uma alternativa às técnicas convencionais de análise, como a cromatografia, que normalmente exigem equipamentos de alto custo, infraestrutura laboratorial especializada e maior tempo para obtenção dos resultados. A proposta é facilitar análises rápidas e descentralizadas, possibilitando o monitoramento da qualidade da água diretamente no local de coleta.

É importante destacar que o sensor não remove o contaminante da água. Sua função é detectar e quantificar a presença do fipronil, fornecendo informações que podem subsidiar ações de fiscalização, gestão ambiental e tomada de decisão por órgãos responsáveis pela proteção dos recursos hídricos.

Além da aplicação prática, a pesquisa apresenta avanços científicos relevantes. De acordo com os autores, ainda não havia sido descrito um eletrodo serigrafado modificado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas especificamente validado para a detecção de fipronil em amostras ambientais reais de água.

A modificação desenvolvida pelos pesquisadores mostrou-se simples, reprodutível e eficiente, aumentando a área eletroativa do sensor, melhorando a transferência de elétrons e intensificando o sinal eletroquímico associado ao inseticida.

A tecnologia poderá contribuir para ampliar o monitoramento ambiental de pesticidas, permitindo a identificação precoce de episódios de contaminação e fortalecendo estratégias voltadas à proteção da saúde pública e dos ecossistemas aquáticos.

O trabalho também evidencia a importância da iniciação científica na formação de novos pesquisadores. Primeira autora do artigo, a estudante Mariane Ribas Lourenço participou de todas as etapas do projeto, desde o levantamento bibliográfico até o planejamento e a execução dos experimentos.

“Ao longo do trabalho, acompanhei o cronograma experimental, realizei pesquisas bibliográficas e participei do planejamento e da execução dos ensaios. Também propus alguns testes com base em artigos científicos consultados e em conhecimentos adquiridos durante a participação em congressos, sempre discutindo previamente as ideias com o meu orientador. Foi uma experiência muito importante para a minha formação. Gostei especialmente de acompanhar as diferentes etapas da pesquisa e de procurar soluções para os desafios que surgiram durante o desenvolvimento do projeto. Essas dificuldades aumentaram o meu interesse pela investigação científica e contribuíram para o meu crescimento acadêmico”, relata a estudante.

Para o professor João Victor Nicolini, a atuação da aluna foi fundamental para o sucesso e publicação da pesquisa.

O artigo científico completo está disponível no link abaixo. A publicação apresenta em detalhes a metodologia utilizada, os resultados obtidos e as perspectivas de aplicação da tecnologia no monitoramento ambiental.

Ribas Lourenço, M., Sales da Rocha, G., Ananias Reis de Campos, D. et al. Multi-walled carbon nanotube-modified screen-printed sensor for ultrasensitive fipronil determination in river water. J Solid State Electrochem (2026). https://doi.org/10.1007/s10008-026-06644-7 

Texto: Laís Veiga, bolsista de Jornalismo da CCS/PROPPGI.

Imagens: Arquivo pessoal do professor.

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