Pesquisadores da UFPB criam instrumento de análise química portátil e de baixo custo

Os pesquisadores da Universidade Federal da Paraíba (UFPB), Prof. Luciano Farias de Almeida, do Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN), e Julys Pablo Atayde Fernandes, do Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ), desenvolveram um espectrofotômetro de emissão em chama, que inova pelo seu baixo custo e pela sua portabilidade.

O espectrofotômetro utiliza a fotometria de chama, uma técnica analítica baseada em espectroscopia atômica. Nessa técnica, a amostra contendo cátions metálicos é inserida em uma chama e analisada pela intensidade de radiação emitida pelas espécies atômicas excitadas.

A ideia de desenvolver um fotômetro de chama em miniatura surgiu em 2004, após a participação do Prof. Luciano Almeida em um congresso. O projeto foi retomado dez anos depois, em 2014, como resultado da dissertação de mestrado de Julys Pablo Atayde Fernandes pelo PPGQ, sob orientação do Prof. Luciano.

O equipamento permite analisar a devida concentração de alguns íons metálicos contidos em amostras, como sódio, potássio, cálcio e lítio. Com a tecnologia, é possível determinar o teor de metais alcalinos e alcalino-terrosos em rochas e em soro sanguíneo.

“Em um laboratório de rotina para análise de amostras biológicas, por exemplo, um espectrofotômetro de chama portátil não só entregaria resultados mais rapidamente, como teria menor custo de operação e manutenção”, informou o pesquisador Julys Fernandes.

O invento é composto por um maçarico, um nebulizador ultrassônico de rede ativa e um dispositivo móvel. De acordo com o Prof. Luciano, a detecção por meio de uma câmera de celular é um diferencial inovador do projeto. “Até então, não existe nenhum outro fotômetro de chama no comércio, nem mesmo em termos de pesquisa, na literatura, que possui esse tipo de recurso”, afirmou.

O dispositivo móvel, que opera por meio de um aplicativo criado por Julys, é acoplado ao aparelho. Por meio do programa, é feita a aquisição dos dados utilizando a câmera do celular, que captura a coloração oriunda da chama do espectrofotômetro.

“No aplicativo SmartFES, é possível criar perfis para armazenar informações sobre o analito, calibração e os resultados de análise. O aplicativo foi desenvolvido para que o usuário possa realizar as medidas facilmente. O próprio app realiza toda a estatística necessária para a validação do modelo de calibração. Ele utiliza os valores de vermelho, verde e azul em cada pixel dentro da região de interesse para calcular a resposta”, detalhou Julys.

Segundo o pesquisador, o desenvolvimento de tecnologias portáteis com aplicação em análises químicas é bastante vantajoso, principalmente, para o setor industrial, já que os instrumentos comerciais são caros e importados, em sua maioria.

"Os instrumentos para a análise química disponíveis no comércio são, normalmente, equipamentos de grande massa e volume e demandam estruturas fixas para o transporte e exaustão de gases. Já os instrumentos portáteis têm um baixo custo de operação e manutenção. Eles têm menor massa e volume e podem ser usados no campo sem a necessidade de treinamento especializado”, explicou.

Para o Prof. Luciano, existe um contribuinte social da tecnologia, tendo em vista que sua aplicação prática na vida da população também pode ser verificada nas áreas de saúde e educação.

“Há indicadores de qualidade da água, que passam por teores de sódio, cálcio e magnésio etc. Então, é algo que também envolve saúde. E na educação de nossos filhos dentro das escolas, por exemplo, você pode contar com um instrumento desse tipo para despertar a curiosidade científica dos estudantes e formar novos pesquisadores no futuro”, refletiu o docente.

Depositada em 2019, a carta-patente do invento foi expedida pelo Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi) em fevereiro de 2021. O Prof. Luciano pontuou que o objetivo é alcançar a comercialização da patente por alguma indústria, gerando retorno em termos de royalties do produto comercializado.