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Água Corrigida - pROJETOS, Manuais, Projetos, Pesquisas de Fluxo de Água Subterrânea e Transporte de Contaminantes

ÁGUA CORRIGIDA E SUAS PARTICULARIDADES

Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas

2019

Compartilhado em 24/09/2019

marcia-castro-26
marcia-castro-26 🇧🇷

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
FACULDADE GAMA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA BIOMÉDICA
VERIFICAÇÃO DA OCORRÊNCIA DE MUDANÇAS FÍSICO-
QUÍMICAS E MOLECULARES DA ÁGUA QUANDO SUBMETIDA A
TRATAMENTO MAGNÉTICO: UMA ANÁLISE DA RELEVÂNCIA
ESTATÍSTICA
JULIANA APARECIDA ELIAS
ORIENTADOR: Dr. Georges Daniel Amvame-Nze
COORIENTADORA: Dra. Vera Regina Fernandes da Silva Marães
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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

FACULDADE GAMA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA BIOMÉDICA

VERIFICAÇÃO DA OCORRÊNCIA DE MUDANÇAS FÍSICO-

QUÍMICAS E MOLECULARES DA ÁGUA QUANDO SUBMETIDA A

TRATAMENTO MAGNÉTICO: UMA ANÁLISE DA RELEVÂNCIA

ESTATÍSTICA

JULIANA APARECIDA ELIAS

ORIENTADOR: Dr. Georges Daniel Amvame-Nze

COORIENTADORA: Dra. Vera Regina Fernandes da Silva Marães

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“Aquietai-vos, e sabeis que sou Deus”... Sl 45:

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Para meu esposo Joab e meus filhos, Arthur e Maria Eduarda, com o amor maior que pode haver.

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Aos membros da banca desta dissertação, por suas preciosas considerações que contribuíram sobremaneira para a lapidação desta pesquisa.

À professora Marysol Morais, que, com suas aulas, foi me apresentando o complexo e fascinante universo da Química. O que antes era totalmente desconhecido e obscuro foi aos poucos, ganhando luz graças à sua paciência e empenho.

Ao amigo André Campos que me mostrou o sonho em ingressar neste mestrado e hoje o sonho mais que realidade, virou oportunidade, porque desejei estar aqui com todas as minhas forças.

Aos amigos conquistados no mestrado, em especial à Camila Cadena, Felipe Macedo, Rafael Assunção e Roberto Aguiar por estarem sempre por perto quando eu mais precisei.

Ao corpo docente do Programa de Pós-graduação em Engenharia Biomédica da Faculdade Gama, Universidade de Brasília, em especial a então coordenadora do programa Dra. Lourdes Mattos Brasil, por seus conselhos, sabedoria, firmeza e ternura.

A toda equipe técnico-administrativa: Secretárias, seguranças, equipe da limpeza. Todos vocês tiveram essencial importância nessa jornada.

Minha infinita gratidão a Deus, pelos momentos em que, me sentindo submersa, Suas mãos me traziam à tona para respirar. A Ele, por ter colocado providencialmente no meu caminho, cada uma das pessoas aqui citadas, porque sei que “mesmo quando os olhos do Senhor me viram ainda em substância informe, meu nome já estava escrito no Seu livro. E Ele já sabia de todos os meus dias, antes mesmo de nenhum deles existir”.

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RESUMO

VERIFICAÇÃO DA OCORRÊNCIA DE MUDANÇAS FÍSICO-QUIMICAS E

MOLECULARES DA ÁGUA QUANDO SUBMETIDA A CAMPO MAGNÉTICO:

UMA ANÁLISE DA RELEVÂNCIA ESTATÍSTICA

Autor: Juliana Aparecida Elias Orientador : Prof. Dr. Georges Daniel Amvame- Nze Coorientadora: Dra. Vera Regina Fernandes da Silva Marães Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica Brasília, Julho de 2015.

Introdução: As interações entre o campo magnético com materiais diamagnéticos como a água ganharam mais visibilidade nos últimos anos por meio de relevantes estudos que demonstram uma pluraridade de atuação da água tratada magneticamente (ATM). Tais estudos envolvem resultados como o aumento da absorção intestinal de cálcio, aumento da permeação da ATM a nível celular, diminuição da osmolaridade e viscosidade sanguínea e maior facilidade na eliminação de toxinas. Essas biorrespostas parecem ser possíveis, segundo a literatura, a partir de alterações das ligações de hidrogênio, quando a água é magneticamente tratada, proporcionado rearranjos de clusters, de forma a deixá-los menores e mais organizados, favorecendo sua permeação nos tecidos. Além disso, também há relatos na literatura sobre incrementos nos valores de pH e condutividade da água frente a um campo magnético, o que, juntamente com as alterações moleculares, conferiria a água novas propriedades, de maneira a aumentar sua efetividade no organismo. Objetivo: Verificar se há diferenças físico-químicas e moleculares estatisticamente relevantes entre a ATM e seu grupo controle. Metodologia: Fizeram parte do estudo, 6 tipos diferentes de águas, desde a deionizada até águas minerais comerciais, que foram submetidas a tratamento magnético por meio de um dispositivo magnético comercial próprio para este fim. O grupo controle foi formado com alíquotas das mesmas águas, porém sem o tratamento magnético. A fim de se verificar as alterações moleculares da ATM em comparação com o grupo controle, foram realizadas análises de espectroscopia no Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Ultravioleta (UV), bem como foram realizadas mensurações de pH e condutividade em ambos os grupos. Com os dados obtidos, realizou-se uma análise estatística por meio do software estatístico SPSS. Resultado: Houve diferenças nos espectros de FTIR e UV bem como um incremento nos valores de pH entre o grupo teste e o grupo controle. Conclusão: Mediante o p-valor encontrado, concluiu-se que existem diferenças moleculares estatisticamente relevantes entre a ATM e seu grupo controle, mostradas por meio das espectroscopias realizadas, bem como uma maior tendência a alcalinização do grupo que foi tratado magneticamente, o que suscita a importância de mais estudos a fim de convergir resultados científicos em prol desta que parece ser uma área promissora de novas descobertas.

Palavras-chaves : Água, biorrespostas, campo magnético, espectroscopia.

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SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS ..................................................................................................................... xii

LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................................... xiii

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  • 1 INTRODUÇÃO LISTA DE ABREVIAÇÕES xv
  • 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO E FORMULAÇÃO DO PROBLEMA
  • 1.2 OBJETIVOS...............................................................................................................................
  • 1.2.1 Objetivo Geral
  • 1.2.2 Objetivos Específicos
  • 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
  • 2.1 Magnetismo: Breve histórico
  • 2.2 A água
  • 2.3 As ligações de Hidrogênio
    1. 4 Água e campos magnéticos
  • 2.5 Possibilidade de aplicação da ATM
  • 2.6 Espectroscopia
  • 2.6.1 Espectroscopia FTIR
  • 2.6.2 Espectroscopia no UV-vis
  • 2.7 Condutividade
  • 2.8 Potencial Hidrogeniônico
  • 3 DESCRIÇÃO EXPERIMENTAL GERAL
  • 3.1 A escolha das águas....................................................................................................................
  • 3.2 A escolha do dispositivo magnético
  • 3.3 Materiais
  • 3.4 Métodos
  • 3.4.1 Manipulação e acondicionamento das águas
  • 3.4.2 A submissão das águas ao dispositivo magnético
  • 3.4.3 Análises de pH e condutividade
  • 3.4.4 Espectroscopias FTIR e UV-Vis
  • 3.5 Análise Estatística
  • 3.5.1 Prova de Wilcoxon
  • 3.5.2 Prova de Mann-Whitney
  • 4 RESULTADOS xi
  • 4.1 pH
  • 4.2 Condutividade
  • 4.3 Espectroscopia FTIR
  • 4.4 Espectroscopia UV-vis
  • 5 CONCLUSÃO
  • REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
  • APÊNDICE A: ARTIGOS ACEITOS E PUBLICADOS
  • Tabela 1: Nomeação das águas escolhidas para pesquisa LISTA DE TABELAS
  • Tabela 2: Valores de pH das amostras após tratamento magnético
  • Tabela 3: Valores de condutividade das amostras após tratamento magnético
  • Tabela 4: Resultado teste estatístico no FTIR: Teste Wilcoxon
  • Tabela 5: Resultado teste estatístico no FTIR: Teste Mann-Whitney
  • Tabela 6: Resultado teste estatístico no UV: Teste Wilcoxon..........................................................
  • Tabela 7: Resultado teste estatístico no UV: Teste Mann-Whitney
  • Tabela 8: Resultado teste estatístico no UV amostras E e F: Teste Mann-Whitney
  • Figura 1: Porcentagem da água na célula e demais componentes celulares LISTA DE FIGURAS
  • Figura 2: Desenho esquemático da porcentagem de água no corpo humano
  • Figura 3: Desenho esquemático da molécula de água
  • Figura 4: Desenho esquemático das ligações de Hidrogênio
  • Figura 5: Aumento da massa de água absorvida pelas sementes
  • Figura 6: Germinação de plântulas com ATM e grupo controle
  • Figura 7: Produtividade e dimensões de rosas com ATM
  • Figura 8: Sistema radicular de roseira com ATM e grupo controle
  • Figura 9: Células sanguíneas submetidas a campo magnético
  • Figura 10: O espectro eletromagnético
  • Figura 11: Desenho esquemático das fases do espectro de absorção
  • Figura 12: Alterações quânticas da matéria e o espectro eletromagnético
  • Figura 13: Formas vibracionais da molécula da água
  • Figura 14: Espectro típico da absorbância da água deionizada
  • Figura 15: Foto cubetas de Quartzo do espectrômetro UV-vis
  • Figura 16: Escala pH
  • Figura 17: Exemplo do tratamento magnético usado na pesquisa
  • Figura 18: Espectrômetro UV-vis utilizado na pesquisa
  • Figura 19: Espectrômetro FTIR utilizado na pesquisa
  • Figura 20: Diferenças no espectro FTIR amostra A com campo e sem campo magnético
  • Figura 21: Diferenças no espectro FTIR amostra B com campo e sem campo magnético
  • Figura 22: Diferenças no espectro FTIR amostra C com campo e sem campo magnético
  • Figura 23a: Diferenças no espectro FTIR amostra D com campo e sem campo magnético
  • Figura 23b: Ampliação região estiramento O-H amostra D com campo e sem campo magnético
  • Figura 23c: Ampliação região deformação amostra D com campo e sem campo magnético
  • Figura 24: Diferenças no espectro FTIR amostra E com campo e sem campo magnético
  • Figura 25: Diferenças no espectro FTIR amostra F com campo e sem campo magnético
  • Figura 26: Diferenças no espectro FTIR amostra de torneira e amostra A
  • Figura 27: Diferenças no espectro FTIR amostra de torneira e amostra B
  • Figura 28: Diferenças no espectro FTIR amostra de torneira e amostra D
  • Figura 29: Diferenças no espectro FTIR amostra de torneira e amostra E.......................................
  • Figura 30: Diferenças no espectro FTIR amostra de torneira e amostra F
  • Figura 31: Diferenças no espectro UV amostra A com e sem campo magnético
  • Figura 32: Diferenças no espectro UV amostra B com e sem campo magnético xiv
  • Figura 33: Diferenças no espectro UV amostra C com e sem campo magnético............................
  • Figura 34: Diferenças no espectro UV amostra D com e sem campo magnético
  • Figura 35: Diferenças no espectro UV amostra E com e sem campo magnético
  • Figura 36: Diferenças no espectro UV amostra F com e sem campo magnético
  • Figura 37: Comparação espectros UV amostra torneira e amostra A
  • Figura 38: Comparação espectros UV amostra torneira e amostra B
  • Figura 39: Comparação espectros UV amostra torneira e amostra D
  • Figura 40: Comparação espectros UV amostra torneira e amostra E
  • Figura 41: Comparação espectros UV amostra torneira e amostra F
  • Figura 42: Comparação espectros UV amostras E e F tratadas magneticamente...........................

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1 INTRODUÇÃO

1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO E FORMULAÇÃO DO PROBLEMA

A interação de campos magnéticos com materiais suscetíveis ao mesmo, como os ferromagnéticos, já é consagrada na ciência (HALLIDAY & RESNICK, 1994). Mas a interação entre campos magnéticos com substâncias diamagnéticas como a água, ganharam mais visibilidade nos últimos anos por meio de estudos que demonstraram achados relevantes, mas que aos olhos da ciência, ainda não são completamente entendidos (PARSONS, 2004); (PORTO, 1988). Este último fato instiga cada vez mais o estudo das interações entre água e campos magnéticos, devido a complexidade inerente aos dois temas.

Há um número crescente de trabalhos científicos relatando efeitos significativos, resultantes da interação entre água e campos magnéticos, onde muitas vezes, apesar de suas causas ainda serem poucos conhecidas, são relevantes as suas contribuições para o entendimento dos fenômenos que envolvem o comportamento da água frente a campos magnéticos (PORTO, 1988). Tamanha é a abrangência do tema que a água com tratamento magnético (ATM) parece ter sua aplicação prática nos mais diversos setores da sociedade, de forma que há na literatura, importantes trabalhos sobre a ATM que perpassam da indústria, construção civil, agronegócios à saúde humana.

Na área industrial, as águas fortemente carbonatadas chamadas águas duras, geram problemas relacionados à incrustações em tubulações de fábricas, vindas por meio do acúmulo principalmente do carbonato de Cálcio e Magnésio. Tais incrustações normalmente significam grandes prejuízos para as empresas, pois levam a um gasto maior de energia, além do risco eminente de explosões. Estudos indicam que a ATM tem interferência direta sobre a solubilidade de sais, impedindo ou dificultando sua precipitação, prevenindo e reduzindo consideravelmente incrustações em tubulações industriais (COSTA, 2006); (BELOVA, 1972). Gehr et al (1995), também relataram os efeitos da ATM sobre o sulfato de cálcio por meio de um estudo criterioso, concluindo que campos magnéticos podem favorecer a diminuição da precipitação de sais, diminuindo ou prevenindo a sedimentação em superfícies sólidas.

Na construção civil, os achados parecem indicar que a ATM utilizada na preparação do concreto, confere a este, uma maior densidade e resistência ao impacto, aumentando sua e dureza e diminuindo sua porosidade ( Apud PORTO, 1998).

No agronegócio, a aplicação da água tratada magneticamente também vem apresentando resultados surpreendentes, como o aumento da produção e qualidade de rosas para exportação (COSTA, R. 2006) e aumento na produção e qualidade de melões e seu teor de açúcar (HARARI & LIN, 1989). Cita-se ainda a diminuição dos níveis de glicose no sangue de animais que consumiram água com tratamento magnético (SARGOLZEHI; REZAEE, & NASERIAN, 2009), diminuição da gordura subcutânea de bezerros e aves que

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fizeram uso da ATM (AL-MUFARREJ et al, 2005 ); (LEVY et al, 1990). Ainda relacionado ao agronegócio, há um estudo cujos autores obtiveram relevantes resultados na diminuição de triglicérides, redução dos níveis de sódio com consequente redução da osmolaridade do sangue de bovinos que fizeram uso da água tratada magneticamente (BALIEIRO et al , (^2013) abc).

Sobre os possíveis efeitos na saúde humana, Porto (2004) relata o aumento na hidratação da pele humana em cerca de 28% utilizando apenas uma solução ultra diluída de cloreto de Magnésio, tratada magneticamente. Também há estudos indicando que a ingestão de água tratada magneticamente parece ser favorável a doenças como cálculo renal, osteoporose, diabetes, entre outras (BONTEMPO 2002); (BONTEMPO 2015).

Alvarez, Branco & Monteiro (1988) reportaram os benefícios da ATM em pacientes que ingeriram esta água como coadjuvante no tratamento para dor no peito (Angina Pectoris) e varizes. No estudo, os autores em questão relataram a remissão dos sintomas clínicos na totalidade dos casos estudados.

Tao e Huang (2011) constataram a redução na viscosidade do sangue quando células sanguíneas foram expostas a campos magnéticos, o que poderia contribuir sobremaneira para a redução da sobrecarga cardíaca e renal em humanos. No mesmo sentido, Tsimotu et al (2011) constataram a diminuição da pressão arterial sistólica de pacientes que foram submetidos a um campo eletromagnético, apoiando os achados de Tao e Huang (2011). Em momento oportuno neste trabalho, explicações detalhadas destes e outros achados serão relatados a fim de esclarecer os indicativos científicos que parecem colocar a ATM como um importante objeto de estudo e pesquisa.

Acredita-se que os efeitos do campo magnético sobre a água estão relacionados a alterações na conformação molecular das ligações de hidrogênio, reorganizando-a de forma que a água passa a ser melhor absorvida pelas membranas celulares (PORTO, 2004); (BELOVA, 1972); (BEREZIN, 1990); (ZHOU et al , 2000); (REINA & PASCUAL, 2001), (REINA, PASCUAL & FUNDORA, 2001). A partir daí, dependendo do arranjo magnético escolhido, algumas propriedades da água poderiam ser diretamente afetadas como a tensão superficial da água (CAI, YANG & ZHU, 2009), a dureza (H.BENEJAD & E.ABDOSALEHI, 2009), o aumento na quantidade de oxigênio dissolvido (BALIEIRO et al, (^2013) b); (INSUA et al , 2009); (COEY & CASS, 2000), o aumento da condutividade elétrica (PORTO, 2004); (ZHOU et al , 2000) e o aumento do pH (Potencial Hidrogeniônico); (COEY & CASS, 2000); (AL MUFARREJ et al , 2005).

Sabendo que a água participa de todas as reações bioquímicas do organismo, sendo a substância mais importante para a vida (ALVAREZ, BRANCO & MONETIRO, 1988), sem a qual o homem não sobreviveria (JÉQUIER & CONSTANT, 2009), pode-se presumir que qualquer alteração em sua estrutura proporcionada por um campo magnético, segundo o que

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Farão parte do grupo teste da pesquisa, diversos tipos de água, desde a deionizada até águas minerais comerciais, que serão submetidas a tratamento magnético por meio de um dispositivo magnético comercial próprio para este fim. O grupo controle será formado por uma alíquota das mesmas águas, sem o tratamento magnético.

Com os dados obtidos por meio das análises espectroscópicas e físico-químicas citadas, serão aplicados testes estatísticos específicos para cada tipo de amostra para que então, se verifique se há diferenças estatisticamente relevantes entre os dois grupos envolvidos, de modo que possam ser ou não, um indicativo a respeito das biorrespostas envolvendo água e campo magnético encontrados na literatura.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo geral

 Verificar se há diferenças físico-química e molecular que sejam estatisticamente significativas entre as amostras de água submetidas ao campo magnético e grupo controle, utilizando parâmetros tais como: pH, condutividade e espectroscopia no Ultravioleta ( UV) e no Infravermelho (IV).

1.2.2 Objetivos específicos

 Observar o comportamento do campo magnético frente às diferentes concentrações de íons na água (cálcio e magnésio);  Verificar a ocorrência de diferenças entre a água de torneira e águas minerais em relação ao campo magnético aplicado;  Analisar se os resultados obtidos podem ser indicativos de possíveis benefícios da ATM no organismo humano, conforme preconiza a literatura.

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Magnetismo: breve histórico

“É a representação perfeita do objeto. O raro encontro do acento agudo com o til numa mesma palavra, definindo as cargas opostas das vogais, agudo e grave, positivo e negativo, atração e repulsão. O m , no meio, é perfeitamente simétrico, ligação neutra, de carga anulada pelos extremos opostos. Palavra curta, intensamente magnetizada. “Magnetismo”, por exemplo, é longa demais para concentrar qualquer magnetismo — este dissipa-se entre tantas letras e microrrelações. Ímã sintetiza um microscópico universo infinito, coerência e contradição”. Autor Desconhecido

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Os fenômenos envolvendo o magnetismo datam desde o século VI a.C, onde, em uma região chamada Magnésia na Àsia Menor, foram feitas as primeiras descobertas sobre uma pedra que tinha a capacidade de atrair objetos de ferro. Esta pedra era um minério natural, a magnetita, constituída por óxido de ferro (Fe 3 O 4 ). Os chineses também já pareciam conhecer e utilizar o magnetismo, inclusive na navegação, por meio de um dos experimentos mais úteis criados pelo homem – a bússola – desde os primeiros séculos da era cristã (BONJORNO et al , 1999).

As primeiras experiências elementares acerca do magnetismo são datadas de 1296, por meio de Pierre Maricout, sendo dele as primeiras definições de polo norte e polo sul, onde as propriedades magnéticas de um ímã (em forma de barra) são mais acentuadas. Baseando-se na orientação natural da bússola, ele observou que sua agulha magnética apontava para os polos geográficos da terra (NICOLAU & TOLEDO, 1998).

Em 1820, o físico Hans Christian Oersted (1771-1851) demonstrou a relação entre as propriedades elétricas e magnéticas. Por meio de sua experiência clássica, ele observou que a agulha da bússola se deslocava quando a mesma era colocada sob um fio onde passava corrente elétrica, dando origem ao eletromagnetismo. O primeiro eletroímã foi construído por André-Marie Ampère (1775-1836), dispositivo fundamental para o avanço e aprimoramento tecnológico visto nos dias atuais. Michael Faraday também contribuiu com o eletromagnetismo e descoberta da indução eletromagnética, determinantes para o surgimento dos motores mecânicos de eletricidade e transformadores, além de ter inicialmente estudado interação de campos magnéticos sobre substâncias menos óbvias de serem influenciadas por ele, surgindo então os conceitos de diamagnetismo e paramagnetismo (BONJORNO et al , 1999 ).

Cita-se ainda o físico James Clerk Maxwell (1831-1879), que por meio de seu tratado sobre eletricidade publicado em 1873, que reuniu preciosos estudos de Faraday (1791-1867), Coulomb (1736-1806), Ampére entre outros, contribuiu inclusive para a revolução econômica, industrial e tecnológica, que culmina nos dias atuais a uma quantidade cada vez maior de equipamentos cujas tecnologias, vêm dos fundamentos do eletromagnetismo (BONJORNO et al , 1999).

Como relatado, os fenômenos envolvendo o magnetismo foram estudados por grandes cientistas que demonstraram seja na teoria ou na prática, os efeitos dessa força da natureza. É certo que, até hoje, alguns fenômenos que envolvem o magnetismo não são totalmente compreendidos pela ciência, mas isso não muda o fato da sua influência e importância, inclusive na vida do planeta.