Nome do Projeto
Inovação e Extensão Tecnológica em Análises Químicas: Impacto e Aplicações Estratégicas para o Desenvolvimento Socioeconômico
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/01/2026 - 01/01/2030
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra
Resumo
O foco do projeto trata da inovação tecnológica, e, enquadra-se no conceito de extensão universitária e tecnológica. O impacto dessas atividades vem a contribuir, de forma direta ou indireta, para o desenvolvimento de novos serviços e produtos nas áreas abrangentes da química, fomentando a atividade empresarial, a capacitação da comunidade acadêmica e da sociedade quanto ao empreendedorismo e inovação. Em particular, as análises químicas de qualidade e com técnicas analíticas robustas, eficientes e tecnológicas vêm sendo aplicadas em diferentes setores estratégicos, saúde, agricultura, meio ambiente e alimentação, o que se interliga com a necessidade crescente de segurança, confiabilidade e rastreabilidade dos resultados. Na área da saúde, as análises químicas permitem o desenvolvimento e o controle de qualidade de fármacos, biomateriais, cosméticos e produtos odontológicos, incluindo a determinação de princípios ativos, verificação de pureza, identificação de contaminantes, ensaios de degradação e estudos de estabilidade química. Na agricultura, técnicas avançadas de espectrometria, cromatografia e análise elementar possibilitam a quantificação de macro e micronutrientes em solos e plantas, a determinação de resíduos de agrotóxicos, fertilizantes e contaminantes ambientais, além da avaliação de qualidade de insumos e da segurança alimentar. No meio ambiente, o monitoramento químico é essencial para a detecção e quantificação de poluentes em água, ar e solo, abrangendo desde metais pesados e compostos orgânicos voláteis até mesmo, os contaminantes emergentes, como microplásticos e fármacos descartados. Essas análises são fundamentais para subsidiar políticas públicas, licenciamento ambiental e estratégias de mitigação de impactos. Na área de alimentação, as análises químicas asseguram a qualidade nutricional e a segurança dos alimentos, por meio da determinação de composição centesimal, identificação de aditivos, avaliação de contaminantes (micotoxinas, metais, solventes residuais), estudos de autenticidade e rastreabilidade de origem. Este projeto tem como finalidade capacitar profissionais altamente qualificados, com foco em competências analíticas e perfil empreendedor, além de oferecer assessorias técnicas especializadas, elaborar relatórios e laudos analíticos e desenvolver projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação em parceria com empresas do setor produtivo. As atividades propostas envolvem a aplicação de metodologias químicas avançadas, controle de qualidade, validação de técnicas analíticas e desenvolvimento de novos processos e materiais, reforçando a integração entre conhecimento científico e demandas industriais. É importante destacar que, conforme os princípios que orientam a prática acadêmica no Brasil, a extensão tecnológica mantém vínculo inseparável com o ensino e a pesquisa, funcionando como elo entre a formação profissional, a investigação científica e a transferência de tecnologia. Dessa forma, a extensão em análises químicas não se limita à prestação de serviços, mas constitui um canal estratégico de inovação, de geração de soluções para a indústria e de fortalecimento da interação universidade e sociedade.
Objetivo Geral
Desenvolver ações focadas em análises químicas, promovendo a formação de profissionais especializados (RH, mestrado e Doutorado) e empreendedores, a prestação de serviços técnicos qualificados, a emissão de laudos analíticos e o desenvolvimento de projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação (P&D) em parceria com empresas, pessoas e instituições, fortalecendo a integração entre ensino, pesquisa e as demandas do setor produtivo e da sociedade. O presente projeto se enquadra na classificação de extensão tecnológica pois apresenta um conjunto de ações que levam à identificação, adaptação e implementação de técnicas conhecidas e estabelecidas de acordo com a necessidade dos seus clientes (empreendedores individuais ou empresas), seja na forma de assessoria, fornecimento de informações técnicas, realização de projeto de pesquisa e desenvolvimento (P&D), prestação de serviços em análises ou consultorias. A empresa executora desse projeto é a Startup ChromaAnalytica Soluções em Análises (cnpj: 57.533.264/0001-28), fundada em 2024 e atualmente pré incubada no Parque tecnológico de Pelotas. A estrutura laboratorial conta com um interessante parque de equipamentos. Recentemente, foi inaugurado pelo Governo do Estado o HUB Innovat B3, laboratório resultante do Edital Cluster FAPERGS, voltado à pesquisa em bioprodutos, biomassa e biotecnologia (B3). Associado a essa nova estrutura, nossos laboratórios têm sido locais de estudos avançados em ciência, abrigando o INCT do Meio Ambiente e o INCT Forense, além de comporem o novo Laboratório Multiusuário de Química, o MultiChimie. A equipe é composta inicialmente por 3 responsáveis técnicas e administradoras, pesquisadoras formadas na área de química com expertise em diferentes técnicas analítica como Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, Cromatografia Gasosa Acoplada ao Espectrômetro de Massas, Espectrometria de Absorção Atômica com Chama, Espectrômetro de Infravermelho por Transformada de Fourier, Espectrofotômetros ultravioleta-visível; calorímetro exploratório diferencial (DSC). Na parte de desenvolvimento das análises contamos com alunos de iniciação científica, mestrado e doutorado dos Programas de Pós Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais e Pós Graduação em Biotecnologia. Todos possuem o conhecimento necessário para desenvolvimento das análises, como já confirmado em testes laboratoriais preliminares e comprovados por pedidos de patentes, artigos científicos publicados e trabalhos em congressos nacionais e internacionais.
Justificativa
A crescente demanda dos processos produtivos nas áreas da saúde, agricultura, meio ambiente e alimentação tem aumentado a prcura por análises químicas seguras, com técnicas analíticas robustas, sensíveis e confiáveis. O avanço tecnológico e a exigência de conformidade com normas nacionais e internacionais tornam imprescindível a formação de profissionais capacitados para desenvolver metodologias analíticas, interpretar resultados críticos e atuar em projetos de inovação. Nesse cenário, a universidade exerce papel estratégico ao integrar ensino, pesquisa e extensão, oferecendo suporte científico e tecnológico ao setor produtivo e à sociedade. Por meio da realização de análises químicas, emissão de laudos especializados, consultorias técnicas e desenvolvimento de projetos de P&D em parceria com empresas, este projeto busca atender demandas reais de inovação e controle de qualidade, fortalecendo a interação entre universidade e mercado. Além disso, a proposta contribui para a geração de conhecimento aplicado, fomenta a cultura empreendedora na comunidade acadêmica e promove a transferência de tecnologia, consolidando a extensão como instrumento de impacto social, econômico e científico. Dessa forma, o projeto justifica-se pela necessidade de aproximar a ciência química das necessidades práticas da sociedade, impulsionando o desenvolvimento de novos serviços, processos e produtos com maior valor agregado.
Metodologia
Extração de Lipídios:
Método de Bligh & Dyer (1959) — adequado para amostras com alto teor de água
1. Homogeneizar 1 g de amostra com clorofórmio:metanol (1:2 v/v).
2. Adicionar clorofórmio para atingir a proporção final 1:1:0,9 (clorofórmio:metanol:água).
3. Agitar por 5 min e centrifugar a 3000 rpm por 10 min.
4. Coletar a fase inferior (orgânica).
5. Evaporar solvente em rotaevaporador.
6. Secar em estufa a 60 °C até massa constante.
Método de Soxhlet (AOAC, 1997) — adequado para matrizes sólidas
1. Secar a amostra previamente.
2. Pesar 2–5 g de material.
3. Extrair com éter etílico ou hexano por 4–8 horas.
4. Evaporar solvente, secar o extrato e pesar.
Derivatização de ácidos graxos: Os ácidos graxos serão derivatizados seguindo procedimento de Dos Santos, et al (2021). As amostras serão diluídas em 5 mL de uma solução metanólica de hidróxido de sódio 2%, utilizando sistema de refluxo durante 5 minutos. Após, será adicionado 5 mL de uma solução metanólica de trifluoreto de boro e manter o refluxo por mais 3 minutos. Em sequência, adicionar 3 mL de uma solução saturada de cloreto de sódio e 20 mL de hexano. Por fim, a fase orgânica será separada e seca em um evaporador rotativo (DOS SANTOS et al., 2021).
A análise de metanol em bebidas alcoólicas caseiras por LLE-GC-MS utilizará uma metodologia que será desenvolvida e validada para quantificar metanol em amostras suspeitas, incluindo bebidas que estarão associadas a casos de intoxicação fatal. O processo se iniciará com a amostragem, na qual bebidas alcoólicas serão utilizadas para a otimização e validação. As amostras serão coletadas em frascos de vidro, serão transportadas em caixas térmicas com gelo e serão armazenadas a −4 °C até o momento da análise. A extração será realizada com acetato de etila, escolhido por apresentar recuperação de 97%. Para isso, será empregada uma proporção otimizada de 1,5 mL da solução preparada para calibração com 0,5 mL de acetato de etila, além da adição de 0,5 g de NaCl para promover o salting-out e melhorar a separação de fases. A mistura será agitada em vortex por 1 min, será centrifugada por 10 min a 10.000 rpm, e a fase orgânica contendo o metanol extraído será transferida para frascos de GC para análise.
Método de Bligh & Dyer (1959) — adequado para amostras com alto teor de água
1. Homogeneizar 1 g de amostra com clorofórmio:metanol (1:2 v/v).
2. Adicionar clorofórmio para atingir a proporção final 1:1:0,9 (clorofórmio:metanol:água).
3. Agitar por 5 min e centrifugar a 3000 rpm por 10 min.
4. Coletar a fase inferior (orgânica).
5. Evaporar solvente em rotaevaporador.
6. Secar em estufa a 60 °C até massa constante.
Método de Soxhlet (AOAC, 1997) — adequado para matrizes sólidas
1. Secar a amostra previamente.
2. Pesar 2–5 g de material.
3. Extrair com éter etílico ou hexano por 4–8 horas.
4. Evaporar solvente, secar o extrato e pesar.
Derivatização de ácidos graxos: Os ácidos graxos serão derivatizados seguindo procedimento de Dos Santos, et al (2021). As amostras serão diluídas em 5 mL de uma solução metanólica de hidróxido de sódio 2%, utilizando sistema de refluxo durante 5 minutos. Após, será adicionado 5 mL de uma solução metanólica de trifluoreto de boro e manter o refluxo por mais 3 minutos. Em sequência, adicionar 3 mL de uma solução saturada de cloreto de sódio e 20 mL de hexano. Por fim, a fase orgânica será separada e seca em um evaporador rotativo (DOS SANTOS et al., 2021).
A análise de metanol em bebidas alcoólicas caseiras por LLE-GC-MS utilizará uma metodologia que será desenvolvida e validada para quantificar metanol em amostras suspeitas, incluindo bebidas que estarão associadas a casos de intoxicação fatal. O processo se iniciará com a amostragem, na qual bebidas alcoólicas serão utilizadas para a otimização e validação. As amostras serão coletadas em frascos de vidro, serão transportadas em caixas térmicas com gelo e serão armazenadas a −4 °C até o momento da análise. A extração será realizada com acetato de etila, escolhido por apresentar recuperação de 97%. Para isso, será empregada uma proporção otimizada de 1,5 mL da solução preparada para calibração com 0,5 mL de acetato de etila, além da adição de 0,5 g de NaCl para promover o salting-out e melhorar a separação de fases. A mistura será agitada em vortex por 1 min, será centrifugada por 10 min a 10.000 rpm, e a fase orgânica contendo o metanol extraído será transferida para frascos de GC para análise.
Indicadores, Metas e Resultados
Metas:
i. Realizar análises e laudos abrangendo diferentes áreas como meio ambiente, agricultura, saúde e alimentação;
ii. Estabelecer e executar projetos de pesquisa e desenvolvimento;
iii. Formação de profissionais Químicos e Farmacêuticos especializados em análises químicas;
iv. Diminuir a distancia sociedade, setor produtivo e Universidade;
v. Publicar registros de inovação com metodologias avançadas, gerar e publicar patentes e artigos.
Indicadores:
Quantidade de assessorias técnicas realizadas junto a empresas e instituições parceiras, número de laudos e relatórios emitidos com base em análises químicas de materiais, insumos e produtos. quantidade de projetos de P&D desenvolvidos em parceria com empresas ou órgãos públicos, registros de propriedade intelectual, protótipos desenvolvidos ou processos validados, nível de satisfação dos parceiros atendidos e retorno sobre os serviços prestados.
Resultados Esperados:
O projeto terá como desdobramentos não apenas a capacitação de profissionais especializados e com perfil empreendedor, mas também a possibilidade de responder a demandas específicas de instituições públicas e privadas. Muitas dessas demandas têm chegado ao grupo de trabalho devido à carência de respostas em outros centros de pesquisa, reforçando o papel da universidade como agente de integração entre ciência, inovação e sociedade.
Não obstante aos objetivos do projeto, os nossos laboratórios tem se dedicado nestes anos, na pesquisa e organização de técnicas analíticas no sentido de explorar capacidades e desenvolver as especialidades necessários aos discentes voluntários para atividades de analistas. Para isso, uma série de análises entram no escopo de execuções sempre quando necessário: a especiação de metais, sejam elas ligadas a pesquisas agrícolas, como alimentos, linha forense e de combustíveis. No mesmo quesito, somamos as análises de Cromatografia Liquida e Cromatografia Gasosa, acompanhadas ou não de Espectrometria de Massas, que podem aferir perfil de ácidos graxos, vitaminas e aminoácidos em alimentos. Nesse sentido, são instrumentações que podem atender demandas interligadas ou individuais. Em especial, o HUB Innovat B3 conta com um núcleo de instrumentos analíticos em funcionamento e que podem atender demandas pontuais da região, dentre os equipamentos podemos enumerar:
a. Cromatógrafos de fase gasosa SHIMADZU modelo QP GC-2010 acoplado a espectrômetro de massas SHIMADZU modelo QP2010 SE;
b. Espectrofotômetros ultravioleta-visível BELL;
c. Sistema Waters™ 600 Pump HPLC Alliance, com injetor automático e detector de matriz de diodos WATERS™ 2998 (PDA), com lâmpada de deutério e faixa de operação de 190 a 800 nm. O gerenciamento e controle dos módulos de HPLC, bem como a aquisição e o processamento de dados, são realizados por meio do software EMPOWER (Waters™ Corporation).
d. Espectrômetro de absorção atômica em chama PERKIN ELMER modelo Analyst 2000.
Em correlação a este contexto, a região sul do Rio Grande do Sul é destacada produção de alimentos. Com um nicho de agricultura familiar de volume significativo e ainda conta com um parque agro considerável. Dessa forma fundamentamos o papel crucial na indústria alimentícia, garantindo a qualidade, segurança e valor nutricional dos produtos que chegam à nossa mesa. Elas são essenciais em todas as etapas da cadeia de produção, desde a matéria-prima até o produto final. Aqui estão os principais motivos que destacam a importância dessas análises:
1. Garantia de Segurança Alimentar
As análises químicas identificam e quantificam a presença de contaminantes que podem ser prejudiciais à saúde humana. Isso inclui:
• Resíduos de pesticidas e agrotóxicos: Avalia se os níveis de substâncias usadas na agricultura estão dentro dos limites permitidos.
• Metais pesados: Detecta a presença de chumbo, cádmio, mercúrio e arsênio, que podem vir do solo, água ou equipamentos de processamento.
• Aditivos e conservantes: Verifica se os aditivos alimentares (como corantes, aromatizantes e conservantes) estão sendo usados nas quantidades corretas, conforme a legislação.
• Micotoxinas: Identifica toxinas produzidas por fungos em cereais, nozes e outras culturas, que são perigosas para a saúde.
2. Controle de Qualidade
As análises químicas ajudam a manter um padrão de qualidade consistente. Elas permitem:
• Verificação da composição: Confirma se o produto tem a quantidade declarada de proteínas, gorduras, carboidratos, fibras e outros componentes. Isso é fundamental para a rotulagem nutricional.
• Frescor e validade: Mede indicadores de deterioração, como a rancidez de óleos e gorduras, para determinar a vida útil do produto.
• Características sensoriais: Garante que o sabor, aroma e textura do alimento sejam os desejados pelo consumidor.
3. Conformidade com a Legislação
A indústria alimentícia é altamente regulamentada. As análises químicas são obrigatórias para assegurar que os produtos estejam em conformidade com as normas sanitárias e regulamentos de órgãos como a ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) no Brasil. Isso protege tanto o consumidor quanto o fabricante de possíveis penalidades e recolhimento de produtos.
4. Otimização de Processos
A partir dos resultados das análises, as empresas podem otimizar seus processos de produção. Por exemplo, podem ajustar a formulação de um produto para melhorar sua estabilidade ou valor nutricional, ou modificar um processo para reduzir a contaminação.
Em resumo, as análises químicas não são apenas uma exigência regulatória, mas uma ferramenta indispensável para garantir que os alimentos sejam seguros, nutritivos e de alta qualidade, construindo a confiança do consumidor na marca.
i. Realizar análises e laudos abrangendo diferentes áreas como meio ambiente, agricultura, saúde e alimentação;
ii. Estabelecer e executar projetos de pesquisa e desenvolvimento;
iii. Formação de profissionais Químicos e Farmacêuticos especializados em análises químicas;
iv. Diminuir a distancia sociedade, setor produtivo e Universidade;
v. Publicar registros de inovação com metodologias avançadas, gerar e publicar patentes e artigos.
Indicadores:
Quantidade de assessorias técnicas realizadas junto a empresas e instituições parceiras, número de laudos e relatórios emitidos com base em análises químicas de materiais, insumos e produtos. quantidade de projetos de P&D desenvolvidos em parceria com empresas ou órgãos públicos, registros de propriedade intelectual, protótipos desenvolvidos ou processos validados, nível de satisfação dos parceiros atendidos e retorno sobre os serviços prestados.
Resultados Esperados:
O projeto terá como desdobramentos não apenas a capacitação de profissionais especializados e com perfil empreendedor, mas também a possibilidade de responder a demandas específicas de instituições públicas e privadas. Muitas dessas demandas têm chegado ao grupo de trabalho devido à carência de respostas em outros centros de pesquisa, reforçando o papel da universidade como agente de integração entre ciência, inovação e sociedade.
Não obstante aos objetivos do projeto, os nossos laboratórios tem se dedicado nestes anos, na pesquisa e organização de técnicas analíticas no sentido de explorar capacidades e desenvolver as especialidades necessários aos discentes voluntários para atividades de analistas. Para isso, uma série de análises entram no escopo de execuções sempre quando necessário: a especiação de metais, sejam elas ligadas a pesquisas agrícolas, como alimentos, linha forense e de combustíveis. No mesmo quesito, somamos as análises de Cromatografia Liquida e Cromatografia Gasosa, acompanhadas ou não de Espectrometria de Massas, que podem aferir perfil de ácidos graxos, vitaminas e aminoácidos em alimentos. Nesse sentido, são instrumentações que podem atender demandas interligadas ou individuais. Em especial, o HUB Innovat B3 conta com um núcleo de instrumentos analíticos em funcionamento e que podem atender demandas pontuais da região, dentre os equipamentos podemos enumerar:
a. Cromatógrafos de fase gasosa SHIMADZU modelo QP GC-2010 acoplado a espectrômetro de massas SHIMADZU modelo QP2010 SE;
b. Espectrofotômetros ultravioleta-visível BELL;
c. Sistema Waters™ 600 Pump HPLC Alliance, com injetor automático e detector de matriz de diodos WATERS™ 2998 (PDA), com lâmpada de deutério e faixa de operação de 190 a 800 nm. O gerenciamento e controle dos módulos de HPLC, bem como a aquisição e o processamento de dados, são realizados por meio do software EMPOWER (Waters™ Corporation).
d. Espectrômetro de absorção atômica em chama PERKIN ELMER modelo Analyst 2000.
Em correlação a este contexto, a região sul do Rio Grande do Sul é destacada produção de alimentos. Com um nicho de agricultura familiar de volume significativo e ainda conta com um parque agro considerável. Dessa forma fundamentamos o papel crucial na indústria alimentícia, garantindo a qualidade, segurança e valor nutricional dos produtos que chegam à nossa mesa. Elas são essenciais em todas as etapas da cadeia de produção, desde a matéria-prima até o produto final. Aqui estão os principais motivos que destacam a importância dessas análises:
1. Garantia de Segurança Alimentar
As análises químicas identificam e quantificam a presença de contaminantes que podem ser prejudiciais à saúde humana. Isso inclui:
• Resíduos de pesticidas e agrotóxicos: Avalia se os níveis de substâncias usadas na agricultura estão dentro dos limites permitidos.
• Metais pesados: Detecta a presença de chumbo, cádmio, mercúrio e arsênio, que podem vir do solo, água ou equipamentos de processamento.
• Aditivos e conservantes: Verifica se os aditivos alimentares (como corantes, aromatizantes e conservantes) estão sendo usados nas quantidades corretas, conforme a legislação.
• Micotoxinas: Identifica toxinas produzidas por fungos em cereais, nozes e outras culturas, que são perigosas para a saúde.
2. Controle de Qualidade
As análises químicas ajudam a manter um padrão de qualidade consistente. Elas permitem:
• Verificação da composição: Confirma se o produto tem a quantidade declarada de proteínas, gorduras, carboidratos, fibras e outros componentes. Isso é fundamental para a rotulagem nutricional.
• Frescor e validade: Mede indicadores de deterioração, como a rancidez de óleos e gorduras, para determinar a vida útil do produto.
• Características sensoriais: Garante que o sabor, aroma e textura do alimento sejam os desejados pelo consumidor.
3. Conformidade com a Legislação
A indústria alimentícia é altamente regulamentada. As análises químicas são obrigatórias para assegurar que os produtos estejam em conformidade com as normas sanitárias e regulamentos de órgãos como a ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) no Brasil. Isso protege tanto o consumidor quanto o fabricante de possíveis penalidades e recolhimento de produtos.
4. Otimização de Processos
A partir dos resultados das análises, as empresas podem otimizar seus processos de produção. Por exemplo, podem ajustar a formulação de um produto para melhorar sua estabilidade ou valor nutricional, ou modificar um processo para reduzir a contaminação.
Em resumo, as análises químicas não são apenas uma exigência regulatória, mas uma ferramenta indispensável para garantir que os alimentos sejam seguros, nutritivos e de alta qualidade, construindo a confiança do consumidor na marca.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| ALAOR VALERIO FILHO | |||
| AMANDA FONSECA LEITZKE | |||
| BRUNO NUNES DA ROSA | |||
| CARLA DE ANDRADE HARTWIG | 1 | ||
| CAROLINE IEQUE SILVEIRA | |||
| CLAUDIO MARTIN PEREIRA DE PEREIRA | 3 | ||
| DAISA HAKBART BONEMANN | |||
| DANIELLE TAPIA BUENO | |||
| DIOGO LA ROSA NOVO | 1 | ||
| EVANDRO PIVA | 1 | ||
| JEANIFER TEIXEIRA CAMACHO | |||
| JULIANA PORCIUNCULA DA SILVA | |||
| LUCIANE VARINI LAPORTA | |||
| NEFTALI LENIN VILLARREAL CARRENO | 2 | ||
| PAULA FREITAS FILODA | |||
| RAFAEL GUERRA LUND | 2 | ||
| RHAISSA CRISLEYNE DE FREITAS | |||
| ROGERIO ANTONIO FREITAG | 1 | ||
| ROSANE LOPES CRIZEL | 2 | ||
| RUI CARLOS ZAMBIAZI | 2 |