Sensores De Fibra óptica

Sensores

As fibras ópticas são utilizadas em sistemas sensores ou de instrumentação seja em aplicações industriais, médicas, automóveis e até militares. A idéia de utilizar a fibra óptica em tais ambientes vale-se de suas pequenas dimensões e da sua resistência à ambientes hostis.

Na área médica há um vasto número de aplicações, destacando-se o primitivo Fiberscope, a primeira aplicação prática na qual uma fibra óptica foi utilizada. Em tais aplicações, o objetivo é observar e iluminar o interior do corpo humano. Hoje em dia, há, além dos aparelhos de imagens, sensores de temperatura, pressão, pH, e de vazão sanguínea. A área médica ainda conta com as redes de comunicações locais ou redes de distribuição de recursos, que realizam teleconferências, e outras transferências de dados em alta velocidade.

Uma das utilidades da fibra óptica está na medicina: ela pode captar e transmitir, sem distorções, uma imagem de uma extremidade a outra. Há vários tipos de endoscópio que empregam essa propriedade das fibras ópticas para exames visuais do interior do corpo humano. Neles, um tubo muito fino e flexível contém dois feixes de fibras, um para iluminar a região e outro para a visualização. Este tubo é introduzido, por exemplo, em uma veia do paciente e conduzido através das artérias até chegar ao órgão que se deseja examinar. Assim, pode-se, por exemplo, acompanhar o funcionamento do coração de um paciente.

(Atualmente, na medicina, a fibra óptica vem sendo substituída por micro câmeras de vídeo)

Aplicações da Fibra Óptica na Medicina

O uso de fibras ópticas em aplicações médicas tem evoluído bastante desde as aplicações pioneiras do Fiberscope, onde um feixe de fibras de vidro servia basicamente para iluminar e observar órgão no interior do corpo humano. Hoje em dia, tem-se uma variedade de aplicações de sistemas sensores com fibras ópticas em diagnóstico e cirurgia. Inseridos através de cateteres ou subcutaneamente, sensores de fibras ópticas miniaturizados permitem monitorar funções biológicas internas dos pacientes. Estes sensores, que podem permanecer aplicados no paciente durante um longo tempo, permitem testar e acompanhar processos biológicos em tempo real, de vital importância, por exemplo, em cirurgias. Dentre os sistemas sensores com fibras ópticas em aplicações médicas podem ser destacados os seguintes:

• Sensores de temperatura: têm sido utilizados, por exemplo, em terapia hipertérmica radiológica de tumores cancerígenos, onde as qualidades de imunidade eletromagnética das fibras ópticas são únicas, face à radiação de microondas da fonte de calor utilizada. A faixa de atuação típica dos sensores de temperatura para aplicações médicas é de 0 a 100ºC e com precisão de 0,01ºC;

• Sensores de pressão: utilizados para monitorar a pressão intracraniana, cardiovascular, uretral ou retal. A faixa de atuação é de 0 a 300mm de mercúrio com precisão de 0,5%;

• Sensores magnéticos: permitem obter o mapeamento dos campos magnéticos gerados pelo cérebro, útil no tratamento de ataques de epilepsia;

• Sensores de pH: utilizados para monitorar o nível de oxigênio do sangue, permitindo, por exemplo, acompanhar o comportamento de feto numa cirurgia cesariana. Atua tipicamente numa faixa de pH entre 7 e 7,4 com precisão de 0,001, sendo que o nível de asfixia é indicado por pH 7,2. A figura ilustra este tipo de sensor. Sensor de pH com fibras ópticas para monitoração de nível de oxigênio no sangue.

• Sensores de vazão: utilizados para monitorar a vazão sangüinea em aspersões para diagnósticos em cirurgias vasculares ou plásticas, para monitorar o sistema de circulação ou para avaliar grau de queimaduras com precisão e presteza.

Além dos sensores acima descritos, as fibras ópticas têm sido utilizadas como instrumentos cirúrgicos (cateteres), por exemplo, monitorando e controlando com precisão a limpeza de artérias cardiovasculares ou a destruição de tumores.

Conclusão

Com a migração de tecnologias de rede para protocolos de maiores velocidade (Gigabit e 10 Gigabit Ethernet), passou-se a difundir mais o uso de fibras ópticas para aplicações de rede local. Com este artigo, mostramos os principais conceitos para se iniciar o estudo sobre fibras ópticas, podendo, assim, acertar na escolha do tipo certo de fibra para sua aplicação.

A escolha do tipo certo de fibra óptica é muito importante. Primeiro, é preciso entender a sua aplicação, conhecendo suas reais necessidades para, aí então, decidir o tipo de fibra mais adequado.

Outras formas de combater vírus

Embora muitos esforços para parar um vírus ainda tenham de passar por testes de laboratório, a radiação UV já encontrou seu caminho de aplicações no mundo real. A radiação UV funciona bombardeando vírus com luz ultravioleta, a mesma luz que causa queimaduras de sol e câncer de pele(em inglês) em nós, humanos. Assim como a técnica a laser, a irradiação UV mata os vírus ao quebrar as paredes das células. Alguns sistemas de ventilação e de purificação de água usam a radiação UV para eliminar elementos patogênicos carregados pela água e pelo ar. Os pesquisadores usaram com sucesso a radiação UV para matar elementos patogênicos carregados pelos alimentos, tais como a bactéria E. coli (em inglês), sem diminuir o sabor ou a qualidade do alimento. Mas enquanto a radiação UV pode ser eficaz, ela também pode fazer com que ocorram mutações nos vírus e ainda danificar células saudáveis (isso pode ser confirmado por qualquer pessoa que tenha sofrido queimaduras de sol).

Alguns pesquisadores pretendem usar microondas para destruir os vírus, mas a técnica tem se mostrado ineficaz até agora. A água que circunda os vírus absorve a energia das microondas. O vírus não recebe energia suficiente das microondas para ser afetado, muito menos destruído.

Em agosto de 2004, um grupo de cientistas venezuelanos e americanos anunciou o desenvolvimento de compostos baseados em sais de ródio que destroem tumores e "desativam" os vírus. Esta técnica também depende da luz, usando uma frequência específica para ativar os compostos. Os cientistas vêem o tratamento como uma alternativa em potencial para a quimioterapia, porque ela não prejudica células saudáveis. Ele também poderia ser usado, assim com o laser roxo já discutido anteriormente, para esterilizar amostras de sangue.

O problema de qualquer tratamento que requeira luz é, logicamente, que dentro do corpo