Meninas na Ciência: O uso de temas motivadores para atrair novos talentos para a Química (2021-2025). Tendo em vista que a área de química ainda é pouco atrativa para as mulheres ou meninas que buscam continuar sua formação na graduação, bem como na pós-graduação, quando comparada a outras áreas, como as ciências sociais e humanas, diversos diagnósticos vêm sendo feitos mundialmente para verificar as principais discrepâncias existentes na tentativa de se criar políticas para a resolução deste problema. Além disso, diversos estudos vêm discutindo que esse quadro pode ser modificado por meio da abordagem da ciência como uma possibilidade profissional desde a infância, visando minimizar os estereótipos construídos ao longo da vida. Ainda, é importante mencionar que o ensino de disciplinas na área das ciências exatas, como a química, ainda é um problema no ensino básico, uma vez que os alunos geralmente apresentam grande dificuldade na aprendizagem de conceitos inerentes a essas disciplinas. Isso está associado principalmente à forma como os conceitos são abordados, o que geralmente ocorre de forma teórica e sem nenhuma correlação com o cotidiano dos alunos. Desta forma, a maioria dos discentes não é capaz de perceber o importante papel das ciências, o que inclui a química, no desenvolvimento da humanidade, bem como no entendimento dos fenômenos e das propriedades dos materiais que nos cercam. Assim, a falta de contextualização dos professores, e muitas vezes a falta de preparo destes para o ensino de disciplinas na área de ciências exatas, acaba ocasionando o desinteresse dos alunos. Embora tenhamos experiência na atuação em escolas de ensino médio, a qual é proveniente do desenvolvimento do projeto PICMEL (EDITAL FAPERGS 03/2014 – Obtenção de biodiesel a partir de óleo comestível residual: uma ação de caráter ambiental aplicada para a motivação educacional), nesta proposta, optamos por desenvolver atividades em uma escola de ensino fundamental. A escola na qual as atividades serão desenvolvidas fica a aproximadamente 1 km de distância do Campus Capão do Leão (Universidade Federal de Pelotas – UFPel), o que provavelmente facilitará a interação entre a Universidade e a escola, mas com o desenvolvimento do projeto outras instituições poderão ser incluídas dependendo da viabilidade.

Desenvolvimento de Método para a Determinação de Metais, Metaloides e Não metais em Alimentos e estudo de Biodisponibilidade (2021-2025). Diversos elementos químicos desempenham papeis metabólicos importantes no organismo humano e, na maioria das vezes, são ingeridos na alimentação. Porém, concentrações inadequadas de metais, metaloides e não metais presentes nos diversos alimentos que são consumidos, podem afetar negativamente o metabolismo, interferindo na qualidade dos alimentos e afetando diretamente a saúde das pessoas. Sendo assim, é necessário o adequado controle de qualidade dos mais diversos alimentos com relação à concentração elementar presente nessas amostras. Além disso, existe uma variedade muito extensa de alimentos com características diferentes entre si, como forma de apresentação (sólidos, semissólidos ou líquidos), forma de consumo (cru, cozido, frito, etc.), composição majoritária, composição minoritária, dentre outras. Ainda é importante destacar que a concentração dos analitos presente nos alimentos não é efetivamente a concentração disponibilizada e absorvida no organismo. Assim, é de fundamental importância avaliar, além da concentração total dos elementos e suas espécies nos alimentos, a fração bioacessível/biodisponível desses analitos a partir do consumo de cada amostra. Dessa maneira, é fundamental o desenvolvimento de métodos analíticos confiáveis visando a determinação de metais, metaloides e não metais em alimentos e sua fração bioacessível/biodisponível, adequados para as características tanto dos analitos quanto da matriz alimentícia analisada. O desenvolvimento de um método confiável passa, dentre outras etapas, pelo adequado preparo das amostras, levando em consideração além das características da matriz, os elementos a serem determinados e suas concentrações, assim como a técnica de determinação a ser utilizada. Nesse sentido, vêm sendo propostos métodos de preparo de amostras de alimentos preconizando pelo uso de formas alternativas de energia, como as radiações micro-ondas e ultravioleta, bem como a energia ultrassom, aumentando a eficiência do método e fornecendo soluções compatíveis com múltiplas técnicas de determinação. Isso acarreta na ampliação da gama de analitos que podem ser determinados nos alimentos, com adequada sensibilidade e exatidão. Dessa forma, o presente projeto visa o desenvolvimento, otimização e avaliação de métodos analíticos para a determinação de metais, metaloides e não metais em diversos alimentos, além da quantificação das espécies químicas em que esses elementos se encontram em cada uma das amostras e o quanto desses analitos são efetivamente disponibilizados e absorvidos a partir do consumo alimentar.

Desenvolvimento de Métodos para a Determinação de Metais, Metaloides e Não-metais em Alimentos (2017 – 2021). A presença de metais em alimentos, em concentrações superiores às definidas nos casos de essencialidade dos mesmos, pode afetar o metabolismo humano. Além disso, em alguns produtos alimentícios, como óleos e gorduras, a presença de metais também pode interferir na qualidade e estabilidade dos produtos alimentares. Com relação aos não metais sabe-se que os halogênios cloro, iodo e flúor são considerados elementos essenciais ao organismo humano, enquanto o bromo apresenta uma essencialidade duvidosa. Todavia, ambos analitos quando ingeridos em deficiência ou em excesso podem ocasionar efeitos deletérios ao organismo humano. Desta forma, faz-se necessário o desenvolvimento de métodos analíticos satisfatórios para a determinação de metais e não metais em alimentos, uma vez que a alimentação consiste em uma via de exposição a esses elementos. Porém, para que o analito seja determinado, faz-se necessário o tratamento prévio da amostra. Esta etapa depende da natureza da amostra, do elemento a ser analisado e sua concentração, da técnica de determinação, e da precisão e exatidão desejadas. Os procedimentos de digestão por via úmida constituem uma das formas de preparo de amostras mais comumente aplicadas para amostras em geral. No entanto, é importante ressaltar que para a eficiência de decomposição depende da capacidade oxidante dos ácidos utilizados, do tempo e temperatura de aquecimento empregado, e das características da amostra. Assim, procedimentos de preparo de amostras envolvendo o uso de radiação micro-ondas têm sido propostos na literatura para a decomposição de diversas matrizes de amostra, podendo estar associado ao uso de ácidos diluídos, sistemas pressurizados, radiação ultravioleta, ou mesmo a técnicas de combustão. Com respeito a decomposição de amostras para a posterior determinação de halogênios, cabe destacar que, quando realizada com ácidos, pode formar compostos voláteis desses elementos, acarretando na perda dos analitos. Dessa forma, a utilização de procedimentos que empregam a combustão da amostra em sistema fechado, bem como, os que empregam meios alcalinos, como soluções de hidróxido de tetrametilamônio (TMAH), aminas terciárias solúveis em água (CFA-C) e bases fortes vêm sendo relatados na literatura, com boas recuperações para halogênios. Assim, o presente projeto visa a avaliação e o desenvolvimento de metodologias analíticas para a determinação de metais e não metais em alimentos.

Desenvolvimento de Métodos para a Determinação Elementar em Cosméticos e em Amostras de Composição Inorgânica (2017 – 2021). Os produtos de maquiagem, geralmente, apresentam em sua constituição óxidos de metais, os quais são responsáveis por conferir cor a estes produtos. Além disso, os pigmentos empregados nas maquiagens podem conter como impurezas elementos tóxicos, como arsênio, níquel e chumbo. Cada um destes elementos possui toxicidade e limite máximo de exposição específicos. Entretanto, apesar de, na maioria dos casos, haver a necessidade de exposição a altas doses destes elementos para que sejam produzidos efeitos deletérios ao organismo humano, a toxicidade em consequência de exposições crônicas a pequenas quantidades destes elementos, deve ser considerada. Desta forma, diferentes métodos envolvendo a dissolução ou digestão ácida das amostras têm sido empregados para o controle de qualidade de produtos cosméticos, bem como das suas matérias-primas. Todavia, dada a complexidade da matriz da amostra, cabe destacar que estes métodos são passíveis a alguns erros. Assim, novos métodos para a análise destes produtos devem ser estudados, visando a determinação simultânea de elementos em baixas concentrações. Neste sentido, métodos de preparo de amostras promissores são a combustão iniciada por micro-ondas (MIC) e a decomposição assistida por radiação micro-ondas e ultravioleta (MW-UV-AD). A MIC tem demonstrado bons resultados com relação à decomposição total da matéria-orgânica, assim, os digeridos resultantes deste método, geralmente, são adequados a técnicas suscetíveis a interferências, como a ICP-MS. A MW-UV-AD apresenta como principais vantagens a possibilidade do uso de soluções ácidas diluídas, bem como a eficiência de decomposição de matrizes complexas. Com relação a determinação de elementos traços em amostras inorgânicas é importante salientar que esta também se trata de um desafio, tendo em vista as dificuldades inerentes ao preparo desse tipo de amostra e as limitações dos métodos comumente empregados para este fim. Nesse sentido, a MIC pode constituir uma alternativa para o preparo de amostras com elevados teores de matéria inorgânica, para a subsequente determinação de analitos (metais e/ou não metais) que possam ser volatilizados a partir da amostra durante o processo de combustão. Esse método apresenta como vantagem, quando comparado a métodos que envolvem a dissolução das amostras, a possibilidade de separar as espécies volatilizadas do restante da matriz, minimizando as interferências durante a etapa de determinação.

Microalgas e Macroalgas: Avaliação da capacidade de biorremediação e desenvolvimento de métodos para a determinação de metais, metaloides e não-metais (2017 – 2021). As microalgas e macroalgas apresentam um grande potencial na geração de produtos de amplo interesse comercial e são, principalmente, utilizadas nas indústrias alimentícias, farmacêuticas e na agricultura. No entanto, os estudos direcionados às aplicações biotecnológicas e bioprocessos das microalgas e macroalgas são considerados escassos no Brasil. Os processos de biorremediação vêm se tornando uma forma efetiva para o tratamento e a remoção de contaminantes de natureza inorgânica e orgânica. O uso das algas na recuperação de sistemas, contendo principalmente espécies metálicas, tem se mostrado bastante eficiente na remoção dos contaminantes apresentando baixo custo de operação. No entanto, é necessário conhecer o comportamento particular, as características do sistema aquático e da interação contaminante-alga para avaliar a eficácia do seu uso como ferramenta na recuperação do ecossistema. No processo de biorremediação é importante avaliar a eficiência da remoção da(s) espécie(s) metálica(s), assim como recuperar o contaminante de forma economicamente viável e sem danos ao meio ambiente. Neste contexto, as microalgas e macroalgas vêm sendo amplamente estudadas devido à sua capacidade biorremediadora. Desta forma, o presente projeto visa a avaliação da capacidade de biorremediação de microalgas, e o desenvolvimento de métodos de preparo de amostras para a determinação de metais, metaloides e não-metais, assim como outros contaminantes em microalgas usadas nos processos de biorremediação, e macroalgas utilizadas como bioindicadores de poluição ambiental.

Meninas na ciência: O uso de temas motivadores para atrair novos talentos para a Química (2018-2020). Esteriótipos de gênero ainda presentes em nossa sociedade afetam diretamente a atuação das mulheres em certos nichos profissionais. Estes fatores, associados a um ensino básico massivamente teórico, tornam a área das Ciências Exatas especialmente desinteressante para o público feminino, onde a ciência não é vista como uma possibilidade profissional. No Ensino Fundamental ocorre o primeiro contato com as ciências exatas, como a Química. A abordagem puramente teórica causa estranhamento e dificuldade nos estudantes. O projeto busca tornar a área química mais atrativa para as jovens do Ensino Fundamental, através da abordagem de conceitos de forma instigante, afim de estimular a construção do pensamento científico com atividades práticas em laboratório e a interação das aulas em sala com a pesquisa científica, sempre fazendo a correlação entre a teoria e o dia-a-dia das alunas, assim ajudando-as a desconstruir estigmas sexistas, consequentemente abrindo espaço para a descoberta da vocação científica e de talentos em potencial.