Sensor biodegradável monitora pesticidas diretamente nas frutas, verduras e legumes

Sensores eletroquímicos podem combinar economia, detecção rápida, miniaturização, conveniência, praticidade, alta seletividade e detecção de pesticidas no local.
[Imagem: Samiris Côcco Teixeira et al. - 10.1016/j.bioadv.2023.213676]

Agrotóxicos nos alimentos

Pesquisadores das universidades de São Paulo (USP) e Federal de Viçosa (UFV) desenvolveram um sensor vestível capaz de monitorar os níveis de agrotóxicos diretamente na casca dos vegetais.

Feito de acetato de celulose, material produzido a partir da polpa de madeira, o dispositivo poderá ajudar a garantir a segurança dos alimentos e, ao mesmo tempo, lidar com os problemas ambientais e de saúde causados pelo uso desenfreado de agrotóxicos.

Pesticidas são amplamente utilizados para aumentar a produtividade agrícola. No entanto, apenas 50% dos agroquímicos pulverizados atingem o alvo correto. Para evitar que substâncias perigosas mal direcionadas contaminem os seres humanos por contato com a pele, inalação e ingestão de alimentos e água, é necessário monitorar suas concentrações nos solos, águas subterrâneas e superficiais, fontes de água potável e, claro, nos próprios produtos alimentícios.

Isto hoje exige ferramentas analíticas de cromatografia, que exigem laboratórios caros, especialistas laboratoriais qualificados, além do longo tempo de análise, necessidade de pré-tratamento das amostras e solventes orgânicos problemáticos.

"Como alternativa, os sensores eletroquímicos podem combinar economia, detecção rápida, miniaturização, produção em larga escala, conveniência, praticidade, alta seletividade e detecção de pesticidas no local, permitindo a análise diretamente na casca e nas folhas dos alimentos com sensores vestíveis nas plantas - e foi o que fizemos," contou Paulo Pereira, coordenador da pesquisa.

Sensor de agrotóxicos

Em vez dos materiais tradicionalmente usados nas técnicas de monitoramento, como os cerâmicos e polímeros plásticos derivados do petróleo, a equipe se baseou no acetato de celulose, um material de origem vegetal que se desintegra completamente em menos de um ano na natureza e é muito barato.

As folhas de acetato de celulose foram produzidas por moldagem simples, enquanto o sistema de sensoriamento completo, com seus três eletrodos, foi fabricado por serigrafia, a mesma técnica usada para estampar desenhos em camisetas.

Durante os testes em laboratório, uma solução com os pesticidas carbendazim e paraquate - este último banido pela União Europeia em 2003 devido aos efeitos nocivos para os seres humanos, porém ainda utilizado no Brasil - foi pulverizada sobre folhas de alface e peles de tomate, simulando o uso de agrotóxicos no mundo real.

Os resultados mostraram desempenho de detecção comparável com o de um sensor de tereftalato de polietileno, matéria-prima mais comumente utilizada, mas com todos os problemas já relatados.

Só lavar não é suficiente

Os pesquisadores analisaram também a eficiência da lavagem e da imersão dos vegetais em um litro de água por duas horas para tentar remover os pesticidas.

Foram removidos cerca de 40% de carbendazim e 60% de paraquate da folha de alface, enquanto na superfície do tomate foram eliminados 64% de ambos os agrotóxicos. Da casca do tomate, no entanto, os resíduos não foram completamente retirados. "Todos os resultados indicam que as etapas de lavagem e imersão não foram suficientes para remover os resíduos de pesticidas. Pelo menos 10% das substâncias permaneceram na casca do alimento", diz Paulo Raymundo, membro da equipe.

A tecnologia poderá ser útil para produtores de orgânicos, para certificação da ausência de pesticidas e, principalmente, por produtores rurais, com a função de monitorar os níveis de agrotóxicos no campo, limitando os gastos ao restringir a aplicação da dose necessária em cada ponto da lavoura. Dessa forma, seria possível diminuir o uso dessas substâncias e aumentar a produtividade, levando ainda a uma redução do preço final ao consumidor.