Uma equipe de pesquisadores brasileiros, liderada pelo professor Marcelo Werneck do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia (Coppe/UFRJ), desenvolveu um inovador sensor de fibra óptica nano-biotecnológico capaz de detectar contaminação por coliformes fecais na água em apenas 20 minutos.
Financiado pela Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj), o estudo foi publicado na prestigiada revista Polymers e destaca-se pela rapidez, sensibilidade, baixo custo e facilidade de fabricação.
Inovação na detecção de bactérias
Tradicionalmente, métodos de detecção de bactérias na água podem levar até dois dias para fornecer resultados. A nova tecnologia desenvolvida pelo grupo de pesquisa oferece uma solução rápida e eficaz para o monitoramento da qualidade da água, uma necessidade urgente em tempos de escassez global de fontes de água limpa.
O professor Marcelo Werneck explica que o sensor utiliza fibras ópticas plásticas, similares às usadas nas telecomunicações, mas mais acessíveis e fáceis de manipular. Essas fibras transmitem feixes de luz dentro do dispositivo, e qualquer alteração na superfície da fibra afeta a intensidade da luz recebida, permitindo a detecção de mudanças microscópicas causadas por bactérias.
Como detectar a contaminação na água
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 empregada melhora significativamente a aderência dos anticorpos, aumentando a sensibilidade do sensor. O dispositivo opera com dois sensores de fibra óptica em paralelo: um contendo os anticorpos e outro sem.
A comparação dos resultados entre os dois sensores permite a identificação precisa das bactérias, eliminando interferências de outros detritos na água.
Werneck afirma que a produção do sensor em larga escala é viável e de baixo custo. A equipe pretende 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 a duração da fibra óptica funcionalizada com anticorpos e buscando aumentar ainda mais a sensibilidade para garantir que a água esteja totalmente própria para consumo humano, acreditamos que chegaremos a um produto mais compacto e sensível ainda este ano,” acrescenta Werneck.
Vantagens da tecnologia de fibra óptica
Uma das principais vantagens da fibra óptica é ser isolante, o que permite medidas em locais controlados sem riscos elétricos. Além disso, a tecnologia de pequenas dimensões oferece rápida resposta e portabilidade, essencial para análises de campo.
“Dessa forma, elimina-se a necessidade de trazer amostras para análise em laboratório, possibilitando análises iniciais diretamente no campo,” ressaltou Werneck.
O próximo passo da pesquisa é transformar o equipamento de laboratório em um dispositivo de campo portátil e robusto.
“Estamos trabalhando nessa frente agora,” afirmou o professor.
Essa inovação representa um avanço significativo na monitorização da qualidade da água, proporcionando uma ferramenta crucial para garantir a segurança hídrica em diversas regiões.
Essa pesquisa não apenas reforça a excelência dos cientistas brasileiros em nanotecnologia e biotecnologia, mas também oferece uma solução prática e eficiente para um problema global, demonstrando o potencial transformador da ciência e tecnologia no cotidiano das pessoas.
