Reator Fotoquímico Inteligente
O Reator fotoquímico microcontrolado utilizando diodos emissores de luz (LEDs) como fonte de excitação luminosa é uma patente desenvolvida pelos pesquisadores Alzir Azevedo Batista, do Departamento de Química da UFSCar, e João Fernando Possato, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, cujo objetivo é produzir um reator fotoquímico nacional em substituição aos importados, com algumas vantagens, como isentar o processo luminoso do processo térmico, como acontece nos reatores que usam luz lâmpadas fluorescentes.
Nos últimos anos tem crescido o aumento da contaminação das águas com compostos orgânicos, incluindo fármacos e hormônios degradados, o que coloca em risco a saúde pública. Assim, efluentes contendo compostos orgânicos de alta toxicidade para os oxidativos avançados (POA) surgem como uma alternativa para a degradação dessas substâncias orgânicas tóxicas não biodegradáveis, pois estes processos são baseados na geração de radicais hidroxila, substâncias altamente reativas, capazes de degradar praticamente todas as classes de compostos orgânicos.
Em geral, os POA requerem o uso de reatores com lâmpadas especiais que emitem luz na região ultravioleta. As lâmpadas existentes nos reatores comerciais apresentam uma alta demanda de energia elétrica, consistindo por isso, um dos maiores problemas para a aplicação desses processos em escala industrial. O tempo de vida útil dos LEDS é aproximadamente 10 vezes maior quando comparado ao de uma lâmpada fluorescente, o que torna o custo e benefício inferiores aos das lâmpadas fluorescentes especiais disponíveis no mercado.
O diferencial deste reator é que os LEDs podem ser adquiridos no mercado nacional, ao contrário das lâmpadas usadas nos reatores comerciais que são importadas. Outra vantagem é que sua banda espectral é oriunda de LEDs, e, neste caso, pode-se construir equipamentos com tamanhos flexíveis devido ao tamanho miniaturizado dos LEDs, processo limitado em relação às lâmpadas comerciais. Atualmente é possível encontrar no mercado brasileiro uma grande variedade de LEDs em todos seus aspectos: comprimento de onda que vai de 250nM até 4500nM potências e tamanhos.
Além disso, a eficiência na conversão da energia elétrica em energia luminosa resulta em pouca geração de calor, e, consequentemente, reduz o custo operacional com menor consumo de energia elétrica. Ressalta-se que nos reatores fotoquímicos comerciais a geração de calor é muito grande, o que dificulta a separação dos processos fotoquímicos de processos térmicos, quando se usa os reatores comerciais.
Há de se considerar também que a fotoquímica, através de algum tipo de reator fotoquímico, contribui com a medicina, dentro do que se conhece como terapia fotodinâmica, que pode ser definida pelo uso da luz visível ou próxima ao visível como agente terapêutico em clínica médica. Para ser efetiva, a luz deve penetrar e se propagar no tecido da maneira mais eficiente possível. Ambos os processos dependem tanto das características de absorção do tecido como das propriedades da luz. Neste caso, os LEDs, podem ativar um fármaco fazendo com que o mesmo possa ser útil para o tratamento da enfermidade.
A patente, que teve origem no mestrado profissional do professor Possato e levou um ano para ser desenvolvida, é direcionada às indústrias que utilizam bioprocessos e biotecnologia. Na indústria, por exemplo, alguns processos produtivos são realizados por fungos ou bactérias. Neste caso o uso do reator fotoquímico pode direcionar o processo para ser mais efetivo em rendimento ou seletividade, baixando o custo do mesmo. Além disso, o reator visa tornar compostos obtidos no laboratório da UFSCar em potenciais fármacos úteis no tratamento de doenças como o câncer.