ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: A SECAGEM EM POLÍMEROS COMO ALTERNATIVA SIMPLES PARA EVITAR O DESENVOLVIMENTO DE BIOFILME
AUTORES: Lins, R. (UNIBH) ; Melo, R.A.A. (UNIBH) ; Faria, R.A.D. (UNIBH) ; Calazans, D.D.C. (UNIBH) ; Sara, L. (UNIBH) ; Fernandes, L.A.M. (UNIBH) ; Batista, M.L. (UNIBH) ; Castro, T.W. (UNIBH) ; Silva, T.S.O. (UNIBH)
RESUMO: O processo de secagem tem por objetivo a remoção mecânica da umidade de um sistema sólido e apresenta aplicação em diversas áreas. A secagem em polímeros é essencial para preservação de sua estrutura e propriedades, impedindo o desenvolvimento de bactérias e fungos biodegradantes e preservando a vida útil do material. O aumento desses microrganismos pode desenvolver biofilme e a sua proliferação é influenciada pela quantidade de água. O presente trabalho teve como objetivo secar um polímero e relacionar os efeitos da secagem com o desenvolvimento microbiano. A secagem foi feita em estufa a 50°C e ao fim de 2 horas houve variação de 24% da massa. Neste tempo, não se desenvolveram unidades formadoras de colônia no material.
PALAVRAS CHAVES: Secagem; Biofilme; Polímeros
INTRODUÇÃO: A secagem é uma das operações unitárias muito utilizada nos processos industriais. Este processo baseia-se na retirada de líquidos encontrados em sólidos e na transformação desses líquidos em vapores superaquecidos.Em condições de temperatura e pressão constantes, ocorre seguindo um mesmo modelo, independente do material.(FOUST et al.;1982).
Na indústria química um dos importantes campos de aplicação deste procedimento é a produção de polímeros, que são materiais constituídos de macromoléculas orgânicas, sejam elas sintéticas ou naturais e que podem ser classificados em termoplásticos,termorrígidos e elastômeros.(PADILHA, 2000).
A desidratação destes materiais é imprescindível durante sua produção, pois a água causa o rompimento da cadeia polimérica devido à reação química de suas moléculas com o polímero, resultando na hidrólise. Além disso, veicula a biodegradação por parte de fungos e bactérias, que aderem às superfícies, deteriorando o material.(COSTA,2007).
A biodeterioração é um processo em que microrganismos modificam a estrutura física ou química de um material sob determinadas condições de calor, umidade, presença de nutrientes orgânicos, entre outros. Esta é causada pela adesão de bactérias e/ou fungos que colonizam a superfície do material, formando biofilmes, ou seja, um ecossistema estruturado altamente dinâmico, que atua de maneira coordenada. A densidade e complexidade do biofilme aumentam à medida que as células se dividem e os componentes extracelulares gerados pelas bactérias interagem com moléculas orgânicas/inorgânicas do ambiente circundante(FRANCHETTI; MARCONATO,2006). O estudo objetivou realizar a síntese e a secagem de um elastômero,ou seja, a borracha natural,e testar os efeitos da secagem do material com o desenvolvimento de microrganismos.
MATERIAL E MÉTODOS: Para a produção de 8 amostras de borracha foram utilizados látex comercial, água deionizada, ácido acético 4% e vidraria comum de laboratório segundo método descrito por Silva; Rocha, 2009).
A secagem foi feita em estufa (Quimis), da qual foram coletadas amostras em duplicatas nos seguintes intervalos de tempo: t0 = 0min, t1 = 30min, t2 = 60min, t3 = 120min. As amostras foram posteriormente pesadas.
A fim de realizar a análise microbiológica, a solução de PCA foi preparada a partir de agar Padrão para contagem (Tryptone Glucose Yeast Agar, OXOID LTD, lote: 471300), água deionizada e agar bacteriológico (MICRO MED, lote: 041762), em proporções suficientes para 8 placas de Petri, segundo o modelo descrito pelo MAPA -Métodos Analíticos Oficiais para Análises Microbiológicas para Controle de Produtos de Origem Animal e Água, 2003.
A solução de PCA juntamente com os instrumentos utilizados e a solução salina, produzida para a execução do método spread plate, foram autoclavados a fim de se eliminar a interferência externa nos resultados. Posteriormente, as amostras foram submetidas à análise microbiológica.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O método de cultura de microrganismos em placas (PCA) foi escolhido por ser menos complexo para observação do desenvolvimento de colônias. A secagem foi realizada em estufa na temperatura de 50ºC.
As amostras permaneceram na estufa em intervalos de tempo específicos para verificar as mudanças ocorridas. Os tempos de permanência da amostra na estufa foram: 0, 30, 60 e 120 minutos; em seguida, comprovou-se a variação de massa após a secagem, para isso todos as amostras foram pesadas antes e depois de serem submetidas à secagem. Amostras com tempo de permanência de 30 minutos houve uma variação de 20% da massa, 21% na primeira hora e 24% em duas horas. Para determinar a variação da massa foi tomada como base a massa inicial, logo foi observado que o principal período de transferência de massa foram os 30 primeiros minutos.
Em seguida realizou-se a contagem de bactérias pelo método pour plate, evidenciando-se somente os microorganismos anaeróbicos.Por conseguinte, o método spread plate se mostrou mais eficaz e as fotos das amostras ao longo do tempo são apresentadas na Fig.1.
A variação mássica é diretamente proporcional ao tempo e inversamente proporcional à quantidade de unidades formadoras de colônia (U.F.C.). Logo, as amostras que ficaram expostas ao calor da estufa por mais tempo, apresentaram menor quantidade de água e desenvolveram menos U.F.C., tornando o material menos suscetível ao ataque de bactérias.
Dados na Fig.2 quantificam as U.F.C., maiores quantidades destas propiciam a produção do biofilme, que degrada o polímero transformando-o em vários monômeros isolados.
Embora a Autoclavagem dos reagentes seja uma solução eficiente, deve-se levar em consideração o alto custo do procedimento. O tempo de secagem do polímero depende de sua destinação final.
Figura 1
Formação de colônias em relação ao tempo de secagem.
Figura 2
Número de U.F.C. ao longo do tempo
CONCLUSÕES: A secagem, na temperatura de 50°C, se mostrou eficiente para evitar o desenvolvimento de biofilmes no polímero. Polímeros destinados ao contato direto com o organismo humano ou animal devem passar por secagem de 2 horas, visto que neste tempo se notou perda de massa de água suficiente para o não desenvolvimento de bactérias na estrutura polimérica. Já para aplicações que usem principalmente de suas propriedades mecânicas, a secagem por 1 hora já é o suficiente para evitar sua biodegradação. O tempo superior a duas horas, não é aconselhável, visto que haverá um gasto energético ainda maior com o processo, sendo que não se tem, depois de 1 hora, relevante mudança na prevenção de biofilmes.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem o suporte financeiro concedido pela FAPEMIG. Processo: APQ-00432-11-Edital Universal. Ao UNIBH pelo apoio concedido aos Discentes.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: FOUST, A. S. et al.; Príncípios das operações unitárias. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1982. 670 p.
PADILHA, A. F.; Materiais de Engenharia. Curitib: Hemus, 2000. 349 p..
COSTA, E. C. et al.; Secagem Industrial, São Paulo: 2007.
FRANCHETTI, S. M. M.; MARCONATO, J. C.; Polímeros biodegradáveis – uma solução parcial para diminuir a quantidade dos resíduos plásticos. Química Nova, vol.29, nº 4, São Paulo, 2006.
SILVA, J. C. G. E.; ROCHA, S. J.; Química Espetacular – Verão em Projeto. Porto: Universidade do Porto, 2009. 42p.
MAPA - Métodos Analíticos Oficiais para Análises Microbiológicas para Contagem de Produtos de Origem Animal e Água, 2003.
