O investigador José Carlos Rodrigues, do Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH) daquela universidade, concebeu e testou um detector de ionização em chama de dimensões reduzidas, componente indispensável em qualquer cromatógrafo gasoso, usado para identificar compostos orgânicos voláteis presentes numa amostra. O trabalho foi divulgado pela revista Qualis A Open Minds, pertencente ao CPAH, o Centro de Pesquisa e Análises Heráclito, sob gestão técnica da Editora Atena.
Instrumentos concebidos para um problema que a maioria não tem
O autor nota que o mercado avançou sobretudo na direção de aparelhos capazes de captar concentrações na ordem das partes por bilião, pensados para grandes laboratórios industriais e centros de investigação avançada. Sucede que a generalidade das escolas técnicas e dos laboratórios de rotina precisa apenas de sensibilidade na faixa das partes por milhão.
A imagem escolhida no próprio artigo resume bem a desproporção: recorrer a esse tipo de equipamento para controlos simples equivaleria a usar um canhão para matar uma formiga.
Foi precisamente essa distância entre a sofisticação disponível e a necessidade real que serviu de ponto de partida para o desenvolvimento de uma alternativa mais pequena, mais económica e igualmente rigorosa.
Uma chama contida em aço inoxidável
O núcleo do dispositivo é maquinado inteiramente em aço inoxidável 316L, distribuído por três módulos:
- A base, onde se encontram a entrada do gás de combustão e a saída da coluna cromatográfica.
- O corpo superior, que aloja o coletor de iões e o sistema de ignição.
- O corpo inferior, onde está montado o maçarico responsável pela chama.
O princípio de funcionamento mantém se fiel à técnica original. Uma chama alimentada a hidrogénio e oxigénio queima os compostos orgânicos provenientes da coluna. Entre dois elétrodos forma se um campo elétrico que capta os iões libertados durante a combustão e converte essa corrente numa medida proporcional à quantidade de carbono presente.
A verdadeira inovação está na escala. Ao diminuir de forma acentuada o volume de gases combustíveis e oxidantes necessários, o protótipo torna se não só mais pequeno como também mais seguro, aspeto relevante quando o equipamento é manuseado por estudantes ainda em formação.
Comparado diretamente com um modelo comercial
Testar em teoria não bastava. O investigador acoplou o miniFID a um cromatógrafo Shimadzu GC 14A e repetiu as mesmas análises num aparelho comercial de referência, o Shimadzu GC 2010, para comparar os resultados lado a lado.
Duas séries de ensaios sustentam as conclusões do artigo:
- Uma mistura de hidrocarbonetos, entre eles n dodecano, n tetradecano, n hexadecano e n octadecano, na qual o protótipo separou os quatro compostos com a mesma clareza que o equipamento comercial.
- Uma mistura de álcoois, composta por n butanol, n pentanol, n hexanol e n heptanol, escolhida para verificar se a presença de oxigénio nas moléculas comprometeria a resposta do detector, algo que não se confirmou de forma significativa.
Os picos obtidos pelo miniFID em ambos os ensaios apresentaram forma e tempo de retenção compatíveis com os do aparelho de referência, o que confirma a sua aplicabilidade em rotinas analíticas reais.
O valor final que reforça a proposta
O argumento mais convincente do estudo é talvez o financeiro. Contando peças, maquinagem e componentes eletrónicos, o custo total do protótipo rondou os trezentos dólares, uma fração do praticado pelos fabricantes internacionais de detectores para cromatografia gasosa.
Para o autor, este é exatamente o tipo de iniciativa capaz de aproximar os estudantes da prática laboratorial, sem depender de importações dispendiosas nem de orçamentos avultados, algo particularmente pertinente para escolas técnicas e laboratórios de controlo de qualidade com meios limitados.
Uma tecnologia de 1958 numa versão de bolso
O detector de ionização em chama surgiu quase em simultâneo em dois laboratórios distantes, um na Austrália, com I. G. McWilliam e R. A. Dewar, outro na África do Sul, com J. Haley, W. Nel e V. Pretorius, ambos em 1958. Desde então, tornou se uma peça praticamente universal em qualquer cromatógrafo gasoso vendido no mundo.
O miniFID desenvolvido na UFABC preserva os mesmos princípios que sustentam a tecnologia há quase sete décadas, apenas reajustados a uma escala e a um orçamento compatíveis com laboratórios de menor dimensão.
O projeto contou com apoio institucional da FAPESP, da CAPES e do CNPq.
