- Qui, 17 Out 2013 16:32:00 -0300
INCT TMCOcean desenvolve projeto para determinação de Carbono-14 através da síntese de benzeno
O Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Transferência de Materiais Continente-Oceano (INCT TMCOcean) deu início a um novo projeto destinado à detecção de Carbono-14 através da síntese de benzeno. O procedimento só será possível por conta da aquisição de um novo equipamento adquirido pelo Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD), da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), integrante da rede composta pelo instituto.
A previsão é que a partir do final deste ano, amostras que eram enviadas para análise no exterior a um custo de US$ 600 por amostra, sejam processadas no Rio de Janeiro (RJ). O aparelho é o segundo adquirido por uma instituição de pesquisa brasileira.
A síntese de benzeno envolve a geração de CO2, a partir da amostra, e a redução do carbono a carbeto de lítio (Li2C), que, ao reagir com a água, gera acetileno (C2H2). Através de uma reação química chamada de Trimerização, 3 moléculas de acetileno produzem uma molécula de Benzeno (C6H6).
A molécula de benzeno possui cerca de 90% de carbono e representa, dentre os solventes empregados na técnica de detecção nuclear chamada de Cintilação em Meio Líquido, aquela com a maior porcentagem de carbono. Já o Carbono 14 é um isótopo radioativo natural gerado a partir da interação entre partículas nucleares oriundas do espaço com o nitrogênio, componente principal da atmosfera.
O primeiro projeto, que será desenvolvido pelo INCT com a técnica, será o de detecção de Carbono 14 nos Sambaquis coletados pelo Museu Nacional, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, co-participante do projeto, no litoral carioca. Os Sambaquis são equivalentes a cemitérios para a população pré-indígena que habitou o Brasil.
Para protegerem os mortos, os corpos eram enterrados em um processo que envolvia camadas sucessivas de conchas e fogueiras. Os povos sambaquizeiros habitaram, principalmente, a região costeira brasileira de Santa Catarina ao Rio de Janeiro, embora haja registros de sambaquis fluviais na região amazônica.
O método do Benzeno permitirá ao TMCOcean traçar a idade aproximada de materiais encontrados em depósitos de Sambaquis, determinar épocas da ocupação humana ou a evolução da biodiversidade e paisagem ambiental de determinada região. "Com ele, poderemos datar amostras na faixa entre mil e 40 mil anos", informa o químico José Marcus Godoy, pesquisador do IRD/CNEN, professor da Pontifícia Universidade Católica (PUC-Rio) e coordenador do projeto.
Metodologia - O processo é concluído em três etapas. O passo inicial é extrair da amostra os átomos de carbono presentes. Num segundo momento, ao passar pelo equipamento, os átomos de carbono da amostra são transformados em moléculas de benzeno. "O benzeno é um solvente típico para uso nesta técnica de medição, a chamada cintilação em meio líquido", conta Godoy.
Para obter a idade de uma amostra de benzeno é necessário misturá-la a diferentes substâncias químicas fluorescentes, que possuem propriedade de cintilação, emitindo assim a radiação do Carbono 14 existente nas moléculas de benzeno. A amostra é submetida a uma etapa intermediária do processo, uma excitação das substâncias cintiladoras que, ao retornarem ao seu estado original, emitem fótons.
A quantidade de fótons emitida é proporcional à quantidade de carbono 14 presente. Essa quantidade é responsável por indicar a idade dos Sambaquis. Quanto menos Carbono 14 contiver, mais antiga a amostra será.
Considerando que se deve incorporar no sistema de medida o maior número de átomos de carbono possível, a molécula de benzeno representa a melhor alternativa. "Datar amostras com carbono 14 exige uma estrutura complexa. É preciso contar também com um contador de cintilação em meio líquido, equipamento que já possuíamos", explica Godoy. “Pedaços de carvão, por exemplo, podem ter sido originados nos restos de antigas fogueiras, pois, com freqüência aparecem em escavações arqueológicas. Mas é necessário distinguir na análise se ele não foi gerado por incêndios espontâneos em florestas, isso já nos indicaria a evolução da cobertura vegetal de uma certa região", conclui.
Espeleotemas, como as estalactites e estalagmites (colunas) encontradas em cavernas, também são materiais passíveis de análise pela técnica, assim como os sedimentos marinhos, um dos indicadores da variação do nível do mar, ricos em carbonato. “E ainda ossos, antigos o bastante para se situarem na faixa de até 40 mil anos, já que todos os seres vivos possuem no corpo uma pequena concentração de carbono 14”, indica o pesquisador.
O ser humano possui Carbono-14 em seu organismo por conta do CO2 atmosférico, que é a fonte primária de carbono que compõe o nosso alimento. “Qualquer ser, enquanto vivo, possui uma concentração constante de Carbono-14, uma vez que esta quantidade está sempre sendo renovada pelo metabolismo”, diz Godoy.
“Quando este ser morre, esta renovação para de ocorrer e a quantidade de C-14 passa a ser controlada pelo decaimento radioativo deste radioisótopo. Quanto maior o tempo decorrido menor a quantidade de C-14, ou seja, pela determinação do C-14 consegue-se calcular o intervalo de tempo decorrido desde a sua morte. Reparem que serve para qualquer ser vivo, vegetal ou animal”, descreve.
Segundo Godoy, além da datação de material arqueológico, o Carbono 14 tem outras aplicações. "Para explorarmos a água subterrânea é importante avaliarmos qual o potencial de recarga do aquífero. Águas muito antigas, datáveis pelo carbono 14, representam recursos não-renováveis e necessitam de uma política de exploração, de modo a evitar que seu uso indiscriminado acabe levando ao esgotamento deste recurso natural", cita.
“Outra aplicação é definir a autenticidade de produtos industrializados. Saber, por exemplo, se um suco de frutas é natural, se um xarope possui adição de aromatizante, se um tecido é realmente 100% algodão ou misturado a fibras sintéticas, ou ainda, identificar certos corantes usados em produtos alimentares”, indica.
O equipamento está atualmente em fase de validação, o que deve se estender, provavelmente, até o final do ano. O processo analítico é conduzido pelo INMETRO em sua publicação DOQ-CGCRE-008 -Orientação Sobre Validação de Métodos Analíticos. "Nosso foco inicial são as instituições fluminenses. Esperamos contribuir para o desenvolvimento de outros projetos de pesquisa que dependam da idade radio carbônica (Carbono 14), em particular envolvendo instituições de pesquisa sediadas no estado do Rio de Janeiro”, diz. “Além do nosso laboratório, existem dois outros laboratórios que fazem esse tipo de datação.
Considerando todas as aplicações possíveis para a técnica do Carbono-14, este número de laboratórios é extremamente pequeno, levando muitos grupos de pesquisa a utilizarem laboratórios comerciais no exterior", conclui Godoy. O limite tecnológico atual para a datação radiocarbônica está na faixa dos 50 mil anos.
Coordenação de Comunicação Social do CNPq
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