{"id":18767,"date":"2021-03-29T21:43:31","date_gmt":"2021-03-30T00:43:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.eesc.usp.br\/comunicacao\/?p=18767"},"modified":"2022-08-12T14:55:53","modified_gmt":"2022-08-12T17:55:53","slug":"sensor-multiuso-detecta-e-quantifica-substancias-com-mais-precisao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/eesc.usp.br\/comunicacao-admin\/?p=18767","title":{"rendered":"Sensor multiuso detecta e quantifica subst\u00e2ncias com mais precis\u00e3o"},"content":{"rendered":"

Tecnologia desenvolvida na USP pode ser aliada de v\u00e1rios segmentos do mercado, como a \u00e1rea m\u00e9dica, ind\u00fastria e agricultura<\/i><\/p>\n

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Sensor funciona com a aplica\u00e7\u00e3o de pulsos eletromagn\u00e9ticos que percorrem a sua estrutura.\u00a0 \u00a0 \u00a0 Foto: Henrique Fontes\/SEL<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0<\/div>\n
Pesquisadores da Escola de Engenharia de S\u00e3o Carlos (EESC) da USP desenvolveram um novo sensor multiuso que utiliza ondas eletromagn\u00e9ticas para analisar diversos tipos de subst\u00e2ncias. Considerado atualmente o mais preciso da categoria, o dispositivo que tem apenas dois cent\u00edmetros de di\u00e2metro foi testado durante o estudo para detectar e quantificar pequenas concentra\u00e7\u00f5es de glicose, \u00e1lcool e acetona.\u00a0<\/span><\/div>\n

Segundo\u00a0Ben-Hur Viana Borges, orientador do trabalho e professor do Departamento de Engenharia El\u00e9trica e de Computa\u00e7\u00e3o (SEL) da EESC, nunca antes um sensor operando na faixa de frequ\u00eancias de micro-ondas havia sido capaz de medir quantidades t\u00e3o pequenas de compostos em uma amostra. \u201c\u00c9 isso que faz do nosso sensor mais preciso se comparado com a maioria dos outros que existem por a\u00ed. O resultado que ele apresenta \u00e9 o mais pr\u00f3ximo do valor real daquela amostra. O aparelho ainda confirma as an\u00e1lises v\u00e1rias vezes antes de entregar os n\u00fameros finais\u201d, afirma.<\/p>\n

O equipamento funciona com a aplica\u00e7\u00e3o de pulsos el\u00e9tricos codificados que percorrem o elemento sensor, desta forma interagindo com a subst\u00e2ncia. A forte intera\u00e7\u00e3o dos pulsos com a amostra permite identificar at\u00e9 mesmo varia\u00e7\u00f5es muito pequenas na concentra\u00e7\u00e3o de um determinado composto presente na amostra. Isso \u00e9 poss\u00edvel a partir da observa\u00e7\u00e3o de varia\u00e7\u00f5es de energia nos pulsos ap\u00f3s sua propaga\u00e7\u00e3o pela estrutura, em uma etapa denominada decodifica\u00e7\u00e3o e processamento de sinais. Acontece que, at\u00e9 ent\u00e3o, as an\u00e1lises em sensores do g\u00eanero eram feitas ap\u00f3s os pulsos passarem uma \u00fanica vez pelo aparelho. No estudo, no entanto, os pesquisadores da USP descobriram que quanto mais os pulsos \u201cinteragem\u201d com a amostra, melhor, e ent\u00e3o fizeram com que eles recirculassem repetidamente pelo sensor, em propaga\u00e7\u00f5es c\u00edclicas, o que possibilitou a entrega de resultados mais precisos em um dispositivo significativamente menor.<\/p>\n

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Com o novo sensor, Mateus alcan\u00e7ou resultados que hoje s\u00e3o refer\u00eancia para cientistas de todo o mundo.\u00a0 \u00a0 \u00a0 Foto: Henrique Fontes\/SEL.\u00a0<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n

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O desempenho da inova\u00e7\u00e3o foi considerado excelente. Segundo os especialistas, a alta sensibilidade do dispositivo permite que ele me\u00e7a a concentra\u00e7\u00e3o de qualquer subst\u00e2ncia em uma amostra l\u00edquida. \u201cPor meio de um software, n\u00f3s conseguimos controlar a maneira como o sensor funciona, alterando a dura\u00e7\u00e3o, formato e o n\u00famero de pulsos do sinal codificado. \u00c9 muito f\u00e1cil reprogram\u00e1-lo para analisar outros tipos de compostos, ressalta Ben-Hur\u201d.\u00a0<\/p>\n

De acordo com Mateus Souza, autor do trabalho e pesquisador do SEL, a tecnologia tem baixo custo, \u00e9 simples de produzir e pode ser facilmente integrada com sistemas de computadores. \u201cO aparelho tem como base um substrato chamado FR4, que \u00e9 mais barato se comparado \u00e0s bases de outros equipamentos comerciais. Nosso sensor tamb\u00e9m opera em uma frequ\u00eancia mais baixa (1,4 GHz), o que barateia sua produ\u00e7\u00e3o em larga escala, j\u00e1 que precisaremos de apenas uma pequena bateria para que ele funcione. O custo para montar a eletr\u00f4nica de um sistema que opera em frequ\u00eancias mais elevadas \u00e9 bem mais alto\u201d, explica.<\/p>\n

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Sensor da USP \u00e9 considerado atualmente o mais preciso da categoria de microondas.\u00a0 \u00a0 \u00a0 Foto: Henrique Fontes\/SEL<\/figcaption><\/figure><\/p>\n

\u00a0<\/em>Na parte do sensor que \u00e9 feita de cobre, os cientistas aplicaram um revestimento de nitrato de prata para evitar a oxida\u00e7\u00e3o e, consequentemente, a degrada\u00e7\u00e3o do sinal durante as medi\u00e7\u00f5es e ainda estender a vida \u00fatil do sensor. \u201cEu j\u00e1 havia constru\u00eddo o sensor utilizando apenas o cobre como condutor, mas ele acaba oxidando. Isso alterava o resultado de v\u00e1rias medi\u00e7\u00f5es. Com o banho de nitrato de prata conseguimos resolver este problema. V\u00e1rias an\u00e1lises foram feitas de forma espa\u00e7ada entre semanas e os resultados foram os mesmos\u201d, afirma Mateus.\u00a0\u00a0<\/p>\n<\/div>\n

Os estudiosos t\u00eam se interessado cada vez mais no desenvolvimento de inova\u00e7\u00f5es nesta \u00e1rea. Nas \u00faltimas tr\u00eas d\u00e9cadas, o avan\u00e7o da tecnologia levou \u00e0 cria\u00e7\u00e3o de milhares de sensores que ajudam a popula\u00e7\u00e3o em v\u00e1rias tarefas do dia a dia. A medicina, por exemplo, ganhou muito com a evolu\u00e7\u00e3o desses dispositivos, que hoje s\u00e3o indispens\u00e1veis para o diagn\u00f3stico e monitoramento de tratamentos de diversas doen\u00e7as, como c\u00e2ncer, tuberculose, hepatite, diabetes, dentre outras.\u00a0<\/p>\n

\u201cNossa expectativa \u00e9 que um dia seja poss\u00edvel utilizar um sensor operando na faixa de frequ\u00eancias de micro-ondas para analisar glicose diretamente no sangue do paciente, que por ser formado por v\u00e1rias subst\u00e2ncias, n\u00e3o \u00e9 algo simples de ser avaliado\u201d, planeja o docente da USP. Uma das ideias \u00e9 que sondas m\u00e9dicas possam ser acopladas diretamente ao aparelho para analisar amostras de pessoas hospitalizadas. A partir desta pesquisa, no futuro, pode ser poss\u00edvel monitorar concentra\u00e7\u00f5es n\u00e3o s\u00f3 de glicose, mas de in\u00fameras outras subst\u00e2ncias do corpo humano em tempo real durante cirurgias.\u00a0\u00a0<\/p>\n

Um artigo sobre o projeto da USP foi\u00a0publicado<\/a>\u00a0no\u00a0IEEE Sensors Journal<\/i>, revista cient\u00edfica internacional de alto impacto na \u00e1rea da engenharia eletr\u00f4nica. \u201c\u00c9 uma vitrine extremamente importante para a gente mostrar a nossa tecnologia e uma grande valida\u00e7\u00e3o de que estamos entregando um produto de impacto para a sociedade. \u00c9 muito bom receber o retorno de pessoas do mundo inteiro pedindo informa\u00e7\u00f5es sobre o estudo\u201d, celebra Ben-Hur.<\/p>\n

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Mateus deve seguir o trabalho explorando outras possibilidades de aplica\u00e7\u00e3o para o sensor. Foto: Henrique Fontes\/SEL<\/figcaption><\/figure><\/p>\n

Aos 30 anos, Mateus ficou satisfeito em ter alcan\u00e7ado resultados que hoje s\u00e3o refer\u00eancia para cientistas de todo o mundo e que, futuramente, poder\u00e3o ajudar tantas pessoas. \u201cRealmente, \u00e9 muito gratificante ter o reconhecimento dos pares. \u00c9 uma sensa\u00e7\u00e3o muito boa contribuir para o avan\u00e7o da ci\u00eancia e n\u00e3o tem pre\u00e7o que pague essa felicidade\u201d, comemora. Os pesquisadores pretendem agora transformar a solu\u00e7\u00e3o em uma plataforma, explorando alternativas n\u00e3o apenas na \u00e1rea da sa\u00fade, mas tamb\u00e9m na ind\u00fastria, na agricultura e em outros setores. Segundo os especialistas, com investimento, seria poss\u00edvel colocar o novo sensor no mercado j\u00e1 em 2022.<\/p>\n<\/div>\n

Financiada pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient\u00edfico e Tecnol\u00f3gico (CNPq), a pesquisa contou com a colabora\u00e7\u00e3o do professor Jo\u00e3o Paulo Pereira do Carmo do SEL, do doutorando do Departamento, Vin\u00edcius Marrara Pepino, e do professor Achiles Fontana da Mota, da Universidade de Bras\u00edlia (UnB).<\/p>\n

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Contato para esta pauta
\n<\/b>Assessoria de Comunica\u00e7\u00e3o do SEL\/USP
\nE-mail:\u00a0comunica.sel@usp.br<\/a>
\nTelefone: (16) 99727-2257 \u2013 Whatsapp exclusivo para atendimento \u00e0 imprensa<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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