Laboratório de Geoquímica Orgânica Molecular e Ambiental (Lagoa) realiza pesquisas de ponta na Cidade Universitária
Por Conexão UFRJ – Fonte: www.ufrj.br
Por Julia Araújo*
Das cápsulas de medicamentos ao asfalto, o petróleo está por toda parte, só que em composições químicas diferentes. Entre as mais de quarenta mil substâncias químicas presentes nele, pode haver algumas, ou apenas uma, que diferencie uma amostra da outra e defina o seu destino na indústria brasileira, ou, ainda, indique a sua origem. Essa diferenciação é um dos trabalhos desenvolvidos pelo Laboratório de Geoquímica Orgânica Molecular e Ambiental (Lagoa), associado ao Laboratório de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (Ladetec), do Instituto de Química da UFRJ. Com uma equipe interdisciplinar de pesquisadores qualificados e equipamentos de última geração, o Lagoa é dedicado à pesquisa, desenvolvimento e inovação de métodos de separação de moléculas, realizando a identificação e quantificação das moléculas presentes em misturas complexas, como o petróleo.
Localizado no Polo de Química da Cidade Universitária, o Lagoa foi criado em 1989 e, desde então, vem ocupando um espaço de pioneirismo nos estudos de Química no Brasil. Em 2005, sob a coordenação do professor emérito Francisco Radler de Aquino Neto, o laboratório adquiriu o primeiro equipamento de cromatografia gasosa bidimensional do país, utilizado, na época, para análises de controle de dopagem. Hoje, 20 anos depois, sob a coordenação de Débora de Almeida Azevedo, professora do Departamento de Química Orgânica, e Gabriela Vanini Costa, professora do Departamento de Química Analítica, ambos do Instituto de Química da UFRJ, o laboratório possui os dois primeiros equipamentos de análise de moléculas em alta resolução em massa e sensibilidade, acoplados à cromatografia gasosa bidimensional abrangente, que chegaram ao Brasil. A aquisição desses instrumentos analíticos foi possível por meio do financiamento garantido pelo Termo de Cooperação entre a UFRJ e a Petrobras para a melhoria da infraestrutura do espaço.
Alguns trabalhos desenvolvidos
Para o senso comum, o petróleo pode ser apenas um líquido escuro que, após o processo de refino, é usado como combustível para os meios de transporte. Entretanto, o petróleo existe na natureza em diferentes composições químicas, que alteram, por exemplo, entre outras características, a sua coloração entre preto, verde, azul e incolor. O estudo das diferentes composições químicas é essencial para a tomada de algumas decisões, como o destino daquele tipo de petróleo na indústria (para o que será utilizado), além de definir a sua origem e o preço pelo qual será vendido o barril do maior produto de exportação brasileiro pelas empresas.
Além da caracterização da amostra de petróleo a fim de definir seu destino na indústria brasileira, se aquele tipo de petróleo será utilizado para asfalto ou lubrificantes, por exemplo, as pesquisas do Lagoa auxiliam também as empresas do ramo em um dos primeiros passos da cadeia de produção: a extração. O petróleo é extraído de soterramentos de matéria orgânica em decomposição há milhões de anos; quando submetido a determinada pressão, ele pode ser extraído. “A realização de um poço para extração de petróleo custa em média 300 mil dólares. Para isso, as empresas, como a Petrobras, coletam amostras e enviam para o laboratório para avaliarem se vale a pena ou não realizarem um poço naquele ponto. Portanto, as análises realizadas pelo laboratório são definitivas para a economia”, declara Vinicius Barreto, técnico do Ladetec e doutor em Ciências (Química) pela UFRJ.
Outro trabalho realizado pelo Lagoa, também em parceria com a Petrobras, é a análise de bio-óleo (energia renovável). O bio-óleo é gerado após a pirólise de biomassa. A partir do processo de pirólise (aquecimento sem oxigênio) de resíduos de biomassa, como, por exemplo, a casca do arroz e o bagaço da cana-de-açúcar, é gerado um óleo que pode ser misturado e refinado junto com o petróleo, tornando o refino convencional mais renovável. “Nessa era de energia renovável, o que a indústria faz é misturar esse bio-óleo, que veio da biomassa, com petróleo e destilar, resultando na gasolina, no diesel, entre outros. E, aqui no Lagoa, nosso papel é responder para a Petrobras quanto daquela molécula que estava lá na cana-de-açúcar, por exemplo, anteriormente, está agora na gasolina produzida”, explica a professora Débora de Almeida Azevedo.
O laboratório conta ainda com uma linha de pesquisa em parceria com o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama). Nesse estudo, as moléculas de petróleo são separadas e analisadas de outra perspectiva, colaborando com a fiscalização em casos de derramamento de petróleo. Em 2019, um grande derramamento atingiu estados da região nordeste e sudeste. No episódio, o Lagoa, em parceira com um grupo de pesquisadores do Ceará, realizou a separação e a análise das moléculas presentes nas amostras de petróleo e concluiu que o óleo derramado não era brasileiro e sim de origem asiática, devido às características físico-químicas de uma das substâncias presentes na amostra.
Posição de destaque
Com equipamentos de última geração em mãos, a equipe do Laboratório é um dos poucos grupos de pesquisadores do Brasil que consegue realizar análises de amostras de petróleo com maior complexidade. Enquanto outros grupos dispõem de instrumentos com apenas uma coluna de separação de moléculas, o laboratório possui um equipamento específico que conta com duas colunas, além de outros que realizam análise de moléculas. Isso possibilita à equipe identificar um número maior de características físico-químicas das moléculas, separando-as de maneira mais detalhada.
Além do termo de cooperação para infraestrutura, recentemente o Lagoa firmou mais dois termos de cooperação com a Petrobras, um já citado, para o estudo de bio-óleo (energia renovável), e outro para a contratação e capacitação profissional de pesquisadores especialistas na área de geoquímica de reservatórios. As coordenadoras do laboratório, as professoras Débora e Gabriela, ressaltam a importância da pesquisa e da figura do cientista nos projetos desenvolvidos. Apesar dos equipamentos de ponta, nenhum dos projetos seria possível sem profissionais qualificados. Os equipamentos adquiridos servem para caracterizar melhor o petróleo, realizando processos de separação de moléculas, mas são os pesquisadores que desenvolvem qual método de separação a máquina vai aplicar em determinado composto, além de acompanharem todo o processo e realizarem laudos para garantir elevados padrões de qualidade e segurança nas respostas fornecidas para as empresas contratantes.
Com um time interdisciplinar, o Lagoa conta com mais de quarenta talentos, principalmente das áreas de química, engenharia química, geologia, engenharia, entre outras formações. Fazem parte da equipe professoras reconhecidas em suas áreas, pesquisadores dos programas de pós-graduação (mestrandos e doutorandos) da UFRJ e também pós-doutorandos e alunos de graduação integrantes de projetos de iniciação científica. “Além dos profissionais já capacitados, temos aqui também aqueles que a gente ajuda a capacitar. Esse é o principal papel da Universidade e começa desde a base, com um aluno de iniciação científica que tem a oportunidade de crescer aqui dentro. Esse é o nosso papel como educadores dentro da Universidade”, exalta Gabriela Vanini, coordenadora do Lagoa. A docente declara ainda que a manutenção do Lagoa como um laboratório de ponta com a atualização dos equipamentos é um legado social e uma herança que ficará para os próximos alunos da Universidade.
Por dentro do Lagoa: novos equipamentos
Animados com a chegada dos novos equipamentos, os pesquisadores contam que esse é um passo importante para as estratégias de análise do laboratório que acumula 36 anos de história. Além das professoras Debora de Almeida Azevedo e Gabriela Vanini Costa, integram a equipe a professora Celeste Yara Siqueira, professora do Departamento de Química Analítica do Instituto de Química da UFRJ, e as recém-empossadas na UFRJ, Vanessa Farelo dos Santos, professora do Instituto de Química, e Raquel Vieira Santana da Silva, professora da Escola de Química. E, ainda, alunos de graduação, mestrado, doutorado e pesquisadores de pós-doutorado.
*Sob a supervisão da jornalista Vanessa Almeida