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Nariz óptico enxerga cheiros e mapeia gases atmosféricos

Nariz óptico enxerga cheiros e mapeia gases atmosféricos
Módulo do sensor de imagem química, conhecido como LAPS (Light-Adressable Potentiometric Sensor). [Imagem: Marcos Santos/Ag.USP]

Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) estão desenvolvendo um aparelho capaz de converter em imagens gráficas coloridas os elementos químicos presentes na atmosfera.

Apelidado de "nariz óptico" - é como se ele cheirasse substâncias invisíveis a outros sensores - o aparelho será uma ferramenta eficiente para equipar sistemas de controle ambiental, com inúmeras possibilidades de aplicação.

O sensor de imagem química é comumente denominado de LAPS (Light-Adressable Potentiometric Sensor).

Medição de gases

O professor Francisco Javier Ramirez-Fernandez, da Escola Politécnica (Poli) da USP, explica que, usando o "nariz óptico", as imagens produzidas permitirão comparar os níveis de alguns compostos químicos na atmosfera.

"O equipamento nos fornece imagens gráficas e coloridas que correspondem a um tipo de gás previamente caracterizado", explica.

Nos ensaios realizados até o momento, o dispositivo vem sendo testado na detecção de poluentes atmosféricos, compostos hidrogenados e amônia.

Para testar o nariz óptico, os pesquisadores construíram um protótipo que ainda não é do tamanho ideal, mas permite que o processo seja testado com sucesso.

Sensor de imagem química

Uma caixa de metal, com cerca de 50 centímetros (cm) de altura por aproximadamente 30 cm de largura, funciona como uma câmara que concentra o oxigênio captado na atmosfera.

Dentro da câmara, um leitor de laser pulsado faz uma varredura e permite identificar os elementos químicos que ficaram depositados num sensor à base de silício.

"Esse sistema torna possível também o reconhecimento de diferentes tipos de bactérias patogênicas e metais pesados além dos gases," descreve o professor.

Nariz óptico enxerga cheiros e mapeia gases atmosféricos
O protótipo ainda é grande - à esquerda é possível ver o módulo do sensor, instalado na posição vertical. [Imagem: Marcos Santos/Ag.USP]

Após a varredura, as informações são enviadas ao computador que, por meio de um software, produz imagens que podem ser comparadas a outras já identificadas e caracterizadas.

O reconhecimento da imagem no computador é feito por um software que foi desenvolvido pelos próprios pesquisadores do grupo.

Rede de sensores

Ramirez-Fernandez destaca que o dispositivo permitirá aplicações das mais diversas, do controle de sistemas ambientais em indústrias até a detecção de substâncias patogênicas na água e medição da concentração de metais pesados.

Além disso, o professor destaca que a versão final do dispositivo será reduzida, podendo ser menor que uma caixa de fósforos.

"É possível imaginarmos uma rede de sensores instalados em uma destilaria, para operar um sistema de controle de qualidade de líquidos, por exemplo," estima o pesquisador.

Esta, segundo Ramirez-Fernandez, é a primeira etapa da pesquisa, que compreende a fabricação dos LAPS, montagem e implementação do sistema de detecção. O próximo passo será adaptar os dispositivos para detecção química ou biológica.





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