Uma equipe científica composta por pesquisadores do Departamento de Física Aplicada III e do Departamento de Engenharia Química e Ambiental da Escola Técnica Superior de Engenharia da Universidade de Sevilha, em colaboração com o Grupo EOD-CBRN da Polícia Nacional (TEDAX), validou com sucesso uma ferramenta de monitoramento químico e ambiental excepcionalmente rápida para detectar ibuprofeno em corpos d'água. Essa colaboração combina a expertise universitária em óptica aplicada e engenharia química com a necessidade operacional da Polícia Nacional de identificar substâncias potencialmente perigosas de forma não invasiva.

A tecnologia proposta pelos pesquisadores José Manuel Navas García, Bernabé Alonso Fariñas e Alejandro Barriga Rivera, que pode ser descrita como uma "câmera que vê além da luz", captura as informações ópticas da amostra usando imagens avançadas e separa o sinal das moléculas de interesse do sinal de outras moléculas presentes na amostra. Isso permite a identificação de compostos sem a necessidade de contato físico, preparação da amostra ou uso de reagentes. O principal avanço do estudo reside na combinação da imagem hiperespectral, um tipo de fotografia que captura a luz refletida no espectro visível e infravermelho, com uma técnica matemática avançada conhecida como Transformada Wavelet. Essa transformada atua como um poderoso filtro digital capaz de separar os detalhes que carregam informações significativas do ruído na amostra gerado por outros compostos químicos.

O estudo validou a eficácia da tecnologia na detecção de ibuprofeno em uma concentração crítica de 60 μg/L. Essa concentração representa um nível relevante para o monitoramento de cenários ambientais de alto risco; ela é conhecida como concentração esperada sem efeito (CESE), que estabelece o limite acima do qual se esperam efeitos adversos em um ecossistema. Os pesquisadores testaram a metodologia em diversas matrizes líquidas, incluindo água engarrafada, água da torneira (de Sevilha), uma solução de álcool etílico e, especificamente, água do rio Guadalquivir. No caso da água do rio, a matriz mais complexa, a precisão da detecção melhorou de 55% usando métodos tradicionais para 100% usando o processamento computacional desenvolvido pelos pesquisadores.

Monitoramento Ambiental Futuro:
Como um método rápido que não requer preparação de amostras, a tecnologia desenvolvida na Universidade de Sevilha possui enorme potencial para ser implementada como uma ferramenta de monitoramento em tempo real para a detecção contínua de contaminantes emergentes. Essa metodologia tem potencial para ser implantada em veículos aéreos autônomos, permitindo assim o monitoramento em regiões de difícil acesso, como pântanos, lagos e rios.

Esta linha de pesquisa teve início na Universidade de Sevilha, sob a direção do Professor Emilio Gómez González, Chefe do Departamento de Física Aplicada III, falecido em 2023. Inicialmente, os pesquisadores desenvolveram métodos para a detecção de partículas virais, incluindo o SARS-CoV-2, vírus causador da COVID-19, utilizando imagens hiperespectrais e inteligência artificial (na forma de redes neurais artificiais). Os pesquisadores do grupo de Física Interdisciplinar continuam a desenvolver estratégias tecnológicas que contribuam para a melhoria da vida das pessoas na área da tecnologia médica.

O Risco de Contaminantes Emergentes
: O ibuprofeno, um medicamento anti-inflamatório amplamente consumido (com uma produção anual estimada em aproximadamente 45.233 toneladas em 2022), é um dos princípios ativos farmacêuticos mais frequentemente detectados em água doce e salgada. Isso ocorre porque as estações de tratamento de esgoto convencionais removem o composto apenas parcialmente, tipicamente entre 30% e 60%. Essa persistência torna o ibuprofeno um contaminante emergente que, juntamente com outros medicamentos, representa uma ameaça significativa aos ecossistemas e à saúde pública, pois pode afetar funções biológicas cruciais em organismos aquáticos, mesmo em concentrações mínimas. A necessidade de monitorar esses compostos é global, tendo o ibuprofeno sido detectado até mesmo em regiões remotas como a Antártica.

Além dos Contaminantes: Substâncias Perigosas.
A colaboração com o Grupo EOD-CBRN da Polícia Nacional (TEDAX) destaca o amplo potencial deste "scanner químico". Esta tecnologia funciona identificando a "impressão digital química" ou código de barras espectral da substância de interesse. A capacidade de identificar e quantificar compostos químicos em fluidos, mesmo em matrizes complexas, de forma não invasiva, tem um impacto direto na segurança pública, oferecendo uma plataforma para a detecção rápida e potencial de outras substâncias perigosas ou ilícitas, como agentes químicos ou resíduos de explosivos dissolvidos em fluidos, de forma segura e sem contato.