Pesquisadores brasileiros desenvolveram sensor de fibra óptica nano-biotecnológico, capaz de detectar contaminação por coliformes fecais na água em apenas 20 minutos. Liderado pelo professor Marcelo Werneck, do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia (Coppe/UFRJ), e financiado pela Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj), o estudo, publicado na revista Polymers, destaca-se pela rapidez, sensibilidade, baixo custo e facilidade de fabricação.
Enquanto os métodos tradicionais podem levar até dois dias para fornecer resultados, essa nova tecnologia oferece uma solução rápida e eficaz para o monitoramento da qualidade da água em um momento crítico de escassez global de fontes de água limpa.
Werneck explica que a fibra óptica do sensor funciona de forma semelhante às usadas nas telecomunicações, mas em vez de feixes de sílica, são usadas fibras ópticas plásticas, mais acessíveis e fáceis de manipular. De acordo com ele, essas fibras transmitem feixes de luz dentro do dispositivo, e qualquer alteração em sua superfície afeta a intensidade da luz recebida na outra extremidade, permitindo a detecção de alterações microscópicas, como as causadas por bactérias.
Para detectar a presença de bactérias Escherichia coli na água, os pesquisadores fixaram anticorpos específicos na superfície da fibra, usando nanopartículas de ouro. A nanotecnologia aprimora significativamente a aderência da armadilha de anticorpos, aumentando a sensibilidade do resultado. O dispositivo opera ainda com dois sensores de fibra óptica em paralelo: um contendo os anticorpos e outro sem. A comparação dos resultados entre eles permite identificar a presença dessas bactérias com alta seletividade, eliminando a interferência de outros detritos na água.
Werneck afirma que reproduzir esse sensor em larga escala é viável e de baixo custo. O objetivo da equipe é desenvolver um protótipo final que seja móvel e portátil, permitindo medições diretas nos locais suspeitos de contaminação, sendo também útil em campanhas ou missões em áreas remotas do país.
“Nos próximos passos da pesquisa, estamos estudando qual é o prazo de duração dessa fibra óptica funcionalizada com anticorpos. E também queremos aumentar ainda mais a sensibilidade para garantir que a água esteja sem nenhuma unidade de bactéria, totalmente própria para consumo humano”, acrescenta. “Acreditamos que chegaremos a um produto mais compacto e sensível ainda este ano”, disse.
O professor elenca as vantagens da tecnologia. “Uma das vantagens da fibra óptica é ela ser isolante. Na área elétrica, isso é uma grande vantagem, pois não carrega eletricidade e permite medidas em locais controlados”, informou.
Na área de sensoramento de bactérias, Werneck disse que a grande vantagem é o fato de ser de pequenas dimensões permitindo mais rápida resposta e também permitindo ter uma portabilidade que é necessária para se levar o equipamento a campo. “Dessa forma, em emissões de análise de contaminação, elimina-se a necessidade de trazer amostras para análise em laboratório. Análises iniciais se fazem em campo mesmo”, ressaltou.
Um dos próximos passos da pesquisa é converter o equipamento de laboratório em equipamento de campo, portátil e robusto. “Estamos trabalhando nessa frente agora”, afirmou.