Da Redação

Inaugurado oficialmente em novembro de 2025, o Centro de Excelência em Estudos Moleculares, Energia e Petróleo (CEMEP) consolida a Universidade Federal de Goiás (UFG) como um polo nacional de referência em análises moleculares de alta complexidade aplicadas à energia, geociências e sustentabilidade. O centro abriga um inédito espectrômetro de massas de alta resolução por ressonância ciclotrônica de íons (FT-ICR MS) com alto campo magnético (15 tesla). O equipamento é capaz de decifrar a composição química de misturas ultracomplexas, como petróleos, biocombustíveis, amostras biológicas e ambientais.

A estrutura inclui ainda o primeiro laboratório brasileiro voltado à análise de isótopos agrupados (clumped isotopes) de metano, capaz de determinar temperaturas de formação e histórias térmicas de bacias sedimentares, conectando geoquímica, energia e clima.

"Nosso propósito é desenvolver ferramentas que nos permitam ler e interpretar o perfil molecular da matéria, em diferentes contextos, especialmente para produção de energia e transformar essa leitura em conhecimento científico e inovação tecnológica", afirma o coordenador do CEMEP, professor Boniek Gontijo.

Alta tecnologia e domínio técnico raro

O FT-ICR MS de alto campo é reconhecido mundialmente como a tecnologia de maior resolução e exatidão de massa existente. O equipamento permite distinguir centenas de milhares de espécies químicas em uma única amostra, essencial para entender a composição molecular do petróleo e de novas matrizes energéticas.

Um dos aspectos mais delicados e decisivos para o desempenho desse instrumento é o shimming, procedimento que compensa, com extrema precisão, a não homogeneidade de campo no analisador de massas magnético dentro do ímã supercondutor. A homogeneidade resultante garante que todos os íons oscilem em perfeita coerência, condição indispensável para se atingir resoluções acima de um milhão (10⁶) e erros de massa inferiores a 25 ppb.

Essa é uma habilidade técnica rara e, na UFG, essa competência técnica foi desenvolvida internamente. A servidora Danielle Mitze Müller Franco é a responsável técnica pelo FT-ICR MS a desenvolver os processos de calibração, alinhamento de shimming e métodos para petróleos e seus cortes, com o objetivo de atingir desempenho superior às especificações de fábrica.

Desempenho acima do padrão mundial

Em visita técnica ao CEMEP, o pesquisador Christopher Rüger, da Universidade de Rostock (Alemanha), uma das referências mundiais em espectrometria de massas de alta resolução, realizou uma avaliação dos dados obtidos no FT-ICR MS 7 T operado por Danielle. Seu parecer destacou o padrão excepcional alcançado pela UFG.

"No âmbito da colaboração com o professor Boniek Gontijo Vaz, diversos espectros de misturas orgânicas altamente complexas, adquiridos via espectrometria de massas de ultra-alta resolução (FT-ICR MS 7 T ParaCell), foram avaliados quanto à qualidade dos dados. Essas amostras de petróleo ultracomplexas foram medidas pela pesquisadora da UFG, doutora Danielle Mitze Müller Franco, utilizando fotoionização em pressão atmosférica (APPI) por infusão direta. Essa abordagem exige um instrumento extremamente bem calibrado e uma metodologia otimizada. A avaliação e anotação dos espectros revelaram forma de pico excelente e poder de resolução superior às especificações do fabricante, atingindo os limites físicos do equipamento", diz o parecer.

Christopher segue dizendo que a exatidão de massa foi notável, com distribuição de erros simétricos ao longo de toda a faixa de massa e abundância. O erro médio quadrático (RMSE) para milhares de fórmulas químicas atribuídas ficou muito abaixo dos valores comumente reportados (menos que 100 ppb).

"Com base em minha experiência de 15 anos em espectrometria de massas de ultra-alta resolução, período em que trabalhei em mais de dez sistemas de FT-ICR MS entre 7 e 21 tesla, posso atestar a altíssima qualidade técnica das análises realizadas pelo professor Vaz e pela doutora Müller Franco. Parabenizo a equipe por essa qualidade extraordinária, que viabiliza conquistas científicas de alto nível no desafiador campo dos materiais energéticos".

A fala do pesquisador reforça o nível técnico do CEMEP e coloca a UFG em paridade com os principais centros de referência mundial. O reconhecimento internacional da capacidade técnica da equipe também foi enfatizado pela pesquisadora Martha Aguilera, do National High Magnetic Field Laboratory (MagLab, EUA), referência mundial em espectrometria de massas de alta resolução.

Recentemente, Martha solicitou o apoio técnico da pesquisadora Danielle para auxiliá-la no processo de shimming de um dos novos espectrômetros FT-ICR MS que estavam em instalação na França — equipamentos semelhantes ao modelo instalado na UFG. O convite ocorreu porque os sistemas do MagLab, com os quais Martha atua, possuem uma configuração distinta dos equipamentos comerciais utilizados em outros centros.

A França, por meio da TotalEnergies e de universidades parceiras, vem implementando diversos sistemas FT-ICR MS de alto campo, incluindo um de 18 tesla na Universidade de Rouen e outro de 12 T na Universidade de Pau, como parte de uma iniciativa estratégica para enfrentar os desafios analíticos da transição energética.

Durante a fase de calibração dos equipamentos, a participação remota de Danielle foi decisiva para otimizar o ajuste fino e o shimming do sistema instalado na universidade francesa, garantindo sua operação estável e de alto desempenho.

"A orientação da Danielle foi essencial para alcançar o desempenho ideal nas análises de misturas complexas. Sua clareza e precisão técnica permitiram o ajuste fino do sistema e garantiram a obtenção de dados de alta qualidade", relatou Martha.

Para o coordenador do CEMEP, relatos como esses reforçam a confiança internacional na competência científica e instrumental da UFG, consolidando a UFG como referência global em espectrometria de massas de alto campo e na formação de especialistas capazes de atuar nos centros mais avançados do mundo.

 

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Formação de excelência e impacto científico

O CEMEP representa o amadurecimento da UFG na formação de recursos humanos altamente qualificados e no desenvolvimento de competências em instrumentação científica avançada. Desde os primeiros projetos de doutorado até a instalação do novo laboratório de 15 tesla, o centro consolidou uma equipe capaz de operar, ajustar e desenvolver metodologias de fronteira, o que confere à universidade protagonismo em uma área estratégica para a ciência, a energia e o meio ambiente.

Além do FT-ICR MS e do laboratório de isótopos agrupados, o CEMEP conta com sistemas LC-MS e GC-MS, infraestrutura de preparo e fracionamento de amostras, e plataformas de cromatografia voltadas ao desenvolvimento de métodos inovadores para avaliação de combustíveis sustentáveis e materiais orgânicos complexos. Essas abordagens integram, de forma abrangente, análises moleculares de misturas complexas em um único ecossistema científico.

"O CEMEP simboliza o avanço da UFG para um novo patamar de ciência e inovação. É uma estrutura que alia tecnologia de ponta, competência técnica e colaboração internacional, com impacto direto na formação de pessoas e no desenvolvimento de soluções para a transição energética", conclui o professor Boniek.