Dissertação resultou em protótipo para coletar e separar microplásticos nas praias

O projeto que deu origem a um pedido de patente depositado junto ao Instituto Nacional de Proteção Intelectual (INPI), desenvolvido no Programa de Pós-Graduação em Ciências e Tecnologias Ambientais (PPGCTA), mestrado associativo entre IFBA e UFSB, oferece uma perspectiva de limpeza de praias poluídas por plásticos. O protótipo do Equipamento de separação de microplásticos da areia da praia (ESMAP) é resultado de uma pesquisa em nível de mestrado da engenheira mecânica Andreina Alexandra Diaz Carrillo, orientada pelo professor Sílvio Tarou Sasaki. A ideia é que, a partir desse primeiro modelo, se possa prosseguir com pesquisa e desenvolvimento de um equipamento de maior porte para limpeza das areias das praias em maior escala. O problema que se quer ajudar a resolver com o invento é intenso, dada a grande quantidade de plásticos que são produzidos, usados e descartados todos os dias, além do potencial poluente desses materiais em contato com as águas.

Conforme Andreina e o professor Sílvio, a pesquisa visou a criação de um protótipo para coleta e separação de microplásticos em areias de praia. Os microplásticos são um dos principais poluentes dos oceanos na atualidade, são partículas com tamanho menor que 5 mm e que em geral são disponibilizadas aos oceanos via continente. Além dos aditivos inseridos nos microplásticos quando de sua fabricação, esse tipo de partícula pode ainda absorver poluentes orgânicos como hidrocarbonetos do petróleo, pesticidas, fármacos entre outras substâncias, disponibilizando esses poluentes para os ecossistemas. O objetivo do estudo foi desenvolver um protótipo que pudesse coletar e separar os microplásticos das areias de praia, de uso de laboratório para poder desenvolver pesquisa na área, tendo como perspectiva futura um equipamento que possa auxiliar na limpeza das praias.

A necessidade de desenvolvimento de um equipamento que pudesse auxiliar na remoção dos microplásticos das praias foi o fator inicial para que o estudo fosse desenvolvido. Andreina se empenhou na busca em literatura sobre equipamentos que pudessem realizar essa separação. Porém, observou que existia uma lacuna em equipamentos que pudessem realizar a separação em areias de praia. A partir desse ponto começou a elaborar diversos desenhos técnicos visando otimizar o melhor protótipo.

Com sua expertise em modelagem 3D, Andreina começou a criar as peças no Laboratório de Educação Matemática e Modelagem Computacional (LEMMAC) da Universidade Federal do Sul da Bahia. A fabricação do protótipo do ESMAP foi realizada com tecnologia de impressão 3D, modelo GTMax3D Core A1V2. . A eficiência do equipamento foi testada com diferentes tamanhos (T1-2 mm, T2-3,5 mm e T3-5 mm) e 6 tipos de plásticos (PET, PEAD, PVC, PEBD, PP, PS). Foram realizados testes de densidade com diferentes compostos (NaCl, CaCl2 e NaCl com Sacarose) para determinar a solução de separação mais eficiente.

Na escolha dos locais para os testes de campo, a equipe selecionou três praias de Porto Seguro com presença de atividade turística. Em uma linha de 100 metros foram definidos 5 pontos de coleta equidistantes, totalizando 15 amostras de areia de praia de 500 g cada. Para separar o microplástico foi utilizado o método de flutuabilidade, devido à diferença de densidades e transbordamento, utilizando a solução saturada de Cloreto de Cálcio (NaCl) utilizando o ESMAP. Foi confirmada a presença de macroplásticos (6,67%), microplásticos (26,67%) e mesoplásticos (66,67%) nas areias das praias estudadas.

O que se obteve com a pesquisa 

Os resultados obtidos são considerados muito promissores. O equipamento desenvolvido consegue separar os diversos tipos de microplásticos das areias de praia. Foi um processo trabalhoso, pois foram necessários diversos ajustes como: o dimensionamento do equipamento, qual motor seria o ideal para realizar a separação via flotação – a areia é colocada no equipamento, é adicionada uma solução separadora com densidade que possa fazer os microplásticos flutuarem, e uma hélice faz a rotação das matrizes: areia e solução separadora, visando a separação dos microplásticos. Conforme o professor Sílvio, "a expertise em modelagem 3D e graduação em engenharia mecânica da estudante Andreina foram fatores determinantes para o êxito do projeto". 

A pesquisa rendeu frutos com o design e o protótipo do ESMAP, um equipamento inovador que está em processo de pedido de patente (BR 10 2024 014452 0). Além disso, os resultados dos testes em laboratório e campo mostraram uma taxa média de recuperação do microplásticos por médio do ESMAP com uma eficiência de 92,18%, para tamanhos T1- 2 mm, T2- 3,5 mm e T3- 5 mm. Outra descoberta foi que a solução separadora de Cloreto de Cálcio (CaCl2) se mostrou a mais eficiente, pois é capaz de separar os seis tipos de plásticos. Ao realizar as coletas de areias de praia observou-se que o equipamento consegue separar os microplásticos de diversos tamanhos e composições (polietileno, polietileno de baixa densidade, polietileno de alta densidade, policloreto de vinila, polipropileno e poliestireno). Por fim, em relação às areias de praia, os pesquisadores constataram que em todas as amostras foram encontrados microplásticos de variados tamanhos e tipos de composição.

A tecnologia de impressão 3D permitiu a impressão prática do modelo digital de cada uma de suas partes, possibilitando assim a criação de réplicas, gerando acessibilidade para futuros pesquisadores que desejam continuar com estudos sobre poluição por microplásticos. A poluição plástica nas praias avaliadas pode estar relacionada à elevada presença de atividade turística e à entrada de efluentes do Rio Buranhém. Este estudo pode subsidiar ações nas políticas públicas e gestão municipal para a melhoria da qualidade das praias de Porto Seguro em relação aos microplásticos. Para além disso, o desenvolvimento do protótipo pode auxiliar na criação de equipamentos mais robustos que auxiliem na limpeza dos microplásticos das praias.

Por ser um equipamento desenvolvido na universidade, onde o conhecimento foi utilizado para o desenvolvimento do projeto, a expectativa é de que, com a questão cada vez mais crítica dos microplásticos no meio ambiente, o protótipo possa ser produzido em maior escala para auxiliar tanto em projetos na Universidade como na gestão pública para a limpeza das praias em um futuro próximo.