Tecnologia de fibra óptica desenvolvida pela UFRJ detecta coliformes fecais em 20 minutos
Pesquisadores brasileiros liderados pelo professor Marcelo Werneck, do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia (Coppe/UFRJ), desenvolveram um sensor de fibra óptica nano-biotecnológico capaz de detectar contaminação por coliformes fecais na água em apenas 20 minutos. O estudo, financiado pela Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj) e publicado na revista Polymers, destaca-se pela rapidez, sensibilidade, baixo custo e facilidade de fabricação.
Enquanto 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, crucial em um momento de escassez global de fontes de água limpa. “A fibra óptica do sensor funciona de forma semelhante às usadas nas telecomunicações, mas em vez de feixes de sílica, usamos fibras ópticas plásticas, mais acessíveis e fáceis de manipular”, explicou Werneck. 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 Escherichia coli na água, os pesquisadores fixaram anticorpos específicos na superfície da fibra usando nanopartículas de ouro, aprimorando a aderência da armadilha de anticorpos e aumentando a sensibilidade do resultado. O dispositivo opera 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 das bactérias com alta seletividade, eliminando a interferência de outros detritos na água.
Reproduzir esse sensor em larga escala é viável e de baixo custo, afirma Werneck. A equipe busca desenvolver um protótipo final móvel e portátil, permitindo medições diretas em locais suspeitos de contaminação, útil também em campanhas ou missões em áreas remotas do país. “Nos próximos passos, estamos estudando a durabilidade da fibra óptica funcionalizada com anticorpos e queremos aumentar ainda mais a sensibilidade para garantir que a água esteja totalmente própria para consumo humano”, acrescentou Werneck. “Acreditamos que chegaremos a um produto mais compacto e sensível ainda este ano”.
Uma das grandes vantagens da fibra óptica, segundo o professor, é ser isolante, o que na área elétrica é uma vantagem significativa, pois não carrega eletricidade e permite medidas em locais controlados. Na área de sensoramento de bactérias, a pequena dimensão da fibra permite respostas rápidas e portabilidade, eliminando a necessidade de trazer amostras para análise em laboratório. “Estamos trabalhando agora para converter o equipamento de laboratório em um dispositivo de campo, portátil e robusto”, concluiu Werneck.
