O Pioneirismo do GRAQ na Química Verde
Imerso na missão de promover a inovação e contribuir para a criação de conhecimento, o Grupo de Reação e Análises Químicas (GRAQ), grupo de investigação do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP), surge como uma força motriz na arena da Química Verde. Desde a sua fundação até à integração no Laboratório Associado para a Química Verde (LAQV) do REQUIMTE, o GRAQ, sob a liderança da coordenadora científica Cristina Delerue Matos, tem desbravado novos caminhos na pesquisa multidisciplinar. Neste artigo destacamos alguns dos projetos mais recentes que consolidam o GRAQ como um líder indiscutível na busca por soluções sustentáveis e protetoras do meio ambiente.
Honey +: Novas estratégias para valorizar o mel do Parque Natural de Montesinho – Um bioindicador da qualidade ambiental e o seu potencial terapêutico
O projeto Honey+ visa agregar valor a um produto alimentar tradicional produzido no Parque Natural de Montesinho (PNM), o mel, explorando novas propriedades farmacológicas que vão além do seu valor nutricional, bem como as suas potencialidades como bioindicador da qualidade ambiental. Com vista a atingir este objetivo, foram realizadas campanhas de amostragem de mel, em parceria com a Associação de Apicultores do Parque Natural de Montesinho (AAPNM), bem como de solo, ar, água e folhas de plantas nas áreas envolventes às colmeias. Neste âmbito, estão a ser aplicadas técnicas de biologia molecular para a identificação das espécies vegetais predominantes no mel nessas mesmas áreas e que contribuem para as suas características particulares.
Cristina Delerue-Matos
cmm@isep.ipp.pt
A avaliação das propriedades físico-químicas do mel atestou a sua riqueza em compostos antioxidantes e antiradicalares, muito provavelmente devido à presença de compostos polifenóis em elevadas concentrações. Além disso, a qualidade do mel foi comprovada pelo seu pH, humidade, teor de cinzas, condutividade elétrica, acidez livre, conteúdo de minerais, teor de hidroximetilfurfural (HMF) e atividade diastásica, estes dois últimos parâmetros são importantes indicadores da sua frescura.
Para tornar a análise do HMF mais expedita foi desenvolvido um sensor de uso simples e custo reduzido, baseado em elétrodos de carbono em papel. Acresce que também se encontra em desenvolvimento um sensor baseado em ácidos nucleicos (genossensor) capaz de identificar as espécies vegetais que compõem o mel e, assim, assegurar a autenticidade do mel. As amostras revelaram igualmente capacidade inibitória de enzimas envolvidas no desenvolvimento da diabetes e de doenças neurodegenerativas, tendo-se também demonstrado a atividade antimicrobiana em diferentes estirpes patogénicas (Candida albicans, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae e Pseudomonas aeruginosa). A análise ao ar envolvente às colmeias revelou a sua excelente qualidade.
A presença de contaminantes foi também avaliada no mel, solos e plantas nas áreas circundantes aos apiários. A possibilidade do mel ser considerado um biomarcador ambiental está a ser alvo de avaliação. De momento, encontram-se a decorrer ensaios em animais para verificar a atividade do mel no tratamento de úlceras do pé diabético multirresistentes.
PaperSenseMIP: Novos sensores eletroquímicos capazes de monitorar contaminação de águas ambientais por fármacos
João Pacheco
jpgpa@isep.ipp.pt
O projeto PaperSenseMIP visa a construção de sensores eletroquímicos para a monitorização da contaminação de águas ambientais por fármacos, como, por exemplo, dos influentes e efluentes de estações de tratamentos de águas residuais (ETAR).
A principal inovação deste projeto está relacionada com a tecnologia utilizada no processo de construção dos sensores, uma vez que estes são preparados em papel, um material barato, acessível, fácil de manusear e possível de reciclar após utilização, o que contrasta com outros materiais tipicamente usados.
Além disso, é usada uma impressora científica de jato de tinta com uma tecnologia de impressão similar às impressoras comuns de escritório. Com esta impressora é possível depositar no papel diversos tipos de materiais com a configuração desejada. O formato do sensor é desenhado em software de desenho e depois impresso. Para isso são utilizadas tintas condutoras misturadas com um material seletivo. A utilização destas tintas é fundamental para a obtenção de uma superfície condutora no papel que vai permitir a análise eletroquímica (passagem de corrente).
O material seletivo é utilizado para se ligar especificamente ao fármaco que se pretende detetar. Para isso é utilizada uma tecnologia de polímeros molecularmente impressos que consiste na síntese de polímeros com ligações especificas para as moléculas alvo (fármaco). Estes polímeros são desenhados como um molde à volta da molécula, funcionando como um modelo de chave-fechadura em que só o fármaco alvo “encaixa” no polímero. Após a impressão dos materiais, o sensor é conectado a um potencióstato para se proceder à análise.
Embora os estudos estejam a ser realizados em laboratório, o objetivo final é que os sensores sejam usados em potencióstatos portáteis, por exemplo, conectados a um telemóvel.
No final do projeto espera-se a obtenção de sensores que tenham potencial para serem reproduzidos de forma simples e barata em larga escala, podendo ser integrados em sistemas comerciais portáteis para a monitorização ambiental. O sucesso deste projeto poderá ainda levar à aplicação desta tecnologia para o desenvolvimento de sensores noutras áreas como a saúde e a alimentar.
Este projeto PaperSenseMIP, com referência PTDC/QUI-QAN/3899/2021, é financeiramente suportado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia e pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior.
BioFirEx: Painel de (bio)marcadores para a vigilância da saúde e da segurança do bombeiro
Simone Morais
sbm@isep.ipp.pt
Durante as últimas décadas, as alterações climáticas e o aquecimento global têm contribuído substancialmente para o aumento do número de fogos florestais com temporadas maiores e fogos mais potentes.
É de conhecimento geral que Portugal tem sido severamente afetado por fogos. Os bombeiros estão sempre na linha da frente do combate a este flagelo protegendo a população, os bens, a vegetação e não só, porém encontram-se entre os grupos menos estudados no que respeita à exposição a poluentes e à sua relação com doenças ocupacionais.
Assim, o projeto BioFirEx – “Um painel de (bio)marcadores para a vigilância da saúde e da segurança do bombeiro” caracteriza a exposição dos bombeiros a poluentes gerados durante os incêndios florestais através da monitorização (ar inalado) e biomonitorização (urina, sangue, e outros fluidos biológicos), avaliando os possíveis riscos para a saúde.
Este projeto envolve cerca de 250 bombeiros de diversas corporações do Nordeste Transmontano e conta com o apoio de municípios e de diversas associações regionais de proteção florestal. Os bombeiros participantes são avaliados regularmente durante 2 anos consecutivos em três fases: pré-exposição; exposição; e pós-exposição a fogos florestais.
Os objetivos finais consistem na identificação de um conjunto de (bio)marcadores apropriados para a vigilância da exposição ocupacional e da saúde e segurança destes profissionais, e na elaboração de uma lista de recomendações e boas práticas. Este projeto pretende, assim, contribuir não só para a melhoria das estratégias de prevenção de doenças ocupacionais, como também para a implementação de medidas de segurança e higiene neste setor.
O BioFirEx é liderado pelo REQUIMTE-LAQV-Instituto Superior de Engenharia do Porto e resulta de uma parceria multidisciplinar com a Autoridade Nacional de Emergência e Proteção Civil, a Unidade Local de Saúde Pública do Nordeste do Ministério Português da Saúde, a Escola Superior de Saúde do Instituto Politécnico de Bragança, o Instituto de Saúde Pública da Universidade do Porto e a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.
O projeto (ref. PCIF/SSO/0017/2018) é exclusivamente financiado por Fundos Nacionais, sendo suportado pelo orçamento da Fundação para a Ciência e a Tecnologia na sua componente OE.
4FirHealth – Exposição ocupacional no combate a incêndios e efeitos precoces na saúde das forças operacionais
Marta Oliveira
marta.oliveira@graq.isep.ipp.pt
A exposição ocupacional do bombeiro apresenta vários riscos psicológicos, físicos e químicos que agravam a qualidade de vida e a saúde dos operacionais, particularmente a saúde respiratória, podendo causar cancro.
A equipa de investigação do projeto 4FirHealth – composta por investigadores da REQUIMTE-LAQV-Instituto Superior de Engenharia do Porto e da Cooperativa de Ensino Superior Politécnico Universitário – tem caracterizado a exposição dos bombeiros a diversos poluentes do ar.
Os estudos realizados demonstram a exposição a partículas respiráveis finas (até 2.5 microns de diâmetro) e ultrafinas (inferiores a 100 nanómetros de diâmetro), em diferentes áreas dos quartéis, como o bar e a sala de armazenamento dos equipamentos de proteção individual (EPIs) (https://doi. org/10.1016/j.chemosphere.2023.139005). Foi demonstrada a exposição dos bombeiros a níveis de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) 2-32 vezes mais elevados durante o combate a fogos controlados comparativamente com o ambiente de quartel (https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.168364).
A avaliação de risco realizada com base nas metodologias da Organização Mundial de Saúde e da Agência Norte-Americana de Proteção para o Ambiente sugere a prevalência de riscos respiratórios, com alguns parâmetros a excederem os valores recomendados. Os níveis de PAHs no ar respirável dos bombeiros causaram uma significativa diminuição da viabilidade celular e citotoxicidade em células epiteliais alveolares e bronquiais.
Os estudos da equipa demonstram que o combate a fogos/incêndios impacta negativamente a saúde respiratória dos bombeiros. Estudos adicionais estão em curso e visam avaliar a proteção conferida pelo EPI e estimar a exposição cumulativa dos bombeiros por inalação e contato dérmico às emissões dos incêndios. São necessárias medidas de mitigação.
O 4FirHealth (ref. PCIF/SSO/0090/2019) é financiado por Fundos Nacionais, sendo suportado pelo orçamento da Fundação para a Ciência e a Tecnologia na sua componente OE.
Site do projeto: https://www.isep.ipp.pt/Page/ViewPage/FirHealth
Gum4Fires – Uma nova tecnologia para mitigar a exposição ocupacional dos bombeiros a compostos orgânicos persistentes: desenvolvimento de uma pastilha elástica, aplicação in vivo, e avaliação de risco in vitro
Marta Oliveira
marta.oliveira@graq.isep.ipp.pt
Os incêndios libertam uma mistura complexa de poluentes gasosos e particulados que, juntamente com as exigentes atividades físicas dos bombeiros, colocam em risco a sua segurança e saúde. A exposição ocupacional como bombeiro causa cancro e é urgente implementar estratégias de mitigação à escala global que minimizem a exposição ocupacional e que promovam a saúde destes operacionais.
O objetivo principal do Gum4Fires é obter uma tecnologia de mitigação capaz de minimizar a adsorção de compostos orgânicos persistentes (POPs) libertados durante o combate a incêndios através da boca, nos bombeiros envolvidos no combate a incêndios.
A equipa de investigação é constituída por investigadores da REQUIMTE-LAQV-Instituto Superior de Engenharia do Porto, UCIBIO-Medtech-Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto e, em colaboração com a Lusiteca – Produtos Alimentares, S.A., estão a desenvolver e a avaliar o potencial de uma pastilha elástica para a adsorção de POPs. A pastilha elástica já desenvolvida está a ser testada em diferentes forças de combate a incêndios, nomeadamente diferentes Corpos de Bombeiros em colaboração com agentes da Autoridade Nacional de Emergência e Proteção Civil e em militares da Unidade Especial de Proteção e Socorro da Guarda Nacional Republicana. Este projeto contribuirá para a redução da exposição dos bombeiros aos POPs durante o combate aos incêndios e mitigar os riscos associados a curto e longo prazo, promovendo assim a proteção do ambiente de trabalho, mesmo durante as atividades de combate a incêndios, e a formulação de estratégias e medidas preventivas adaptativas para melhorar a saúde dos bombeiros e a sua segurança. Os resultados deste projeto terão um impacto significativo nas dimensões económica, tecnológica e social, com potencial para serem aplicados em larga escala a todos os bombeiros.
O Gum4Fires (ref. 2022.05381.PTDC) é financiado por Fundos Nacionais sendo suportado pelo orçamento da Fundação para a Ciência e a Tecnologia na sua componente OE.
