NASA está desenvolvendo nariz artificial ultra-sensível para a exploração espacial.

Karen Miller - 20/10/2004

A bordo da Estação Espacial Internacional, os astronautas estão cercados de amônia. Ela flui no interior de canos, levando o calor gerado no interior da Estação (pelos astronautas e pelos equipamentos) para o espaço exterior. A amônia ajuda a manter a Estação habitável.

Astronauta Mike Fincke a bordo da Estação Espacial Internacional.

Mas ela é também tóxica. E se vazar de seus canos, os astronautas precisarão saber rapidamente. A amônia se torna perigosa numa concentração de poucas partes por milhão (ppm). Os humanos, entretanto, não conseguem sentí-la até que ela atinja cerca de 50 ppm.

A amônia é apenas um de cerca de quarenta ou cinquenta compostos necessários nos ônibus espaciais e na Estação Espacial Internacional que não podem se acumular em um ambiente fechado.

E ainda há o fogo. Antes que ele comece a partir de um fio, o calor crescente libera uma variedade de moléculas que são uma espécie de assinatura do perigo iminente. Os humanos não conseguem sentí-las antes que as concentrações se tornem altas demais.

Os astronautas necessitam de mais e melhores "narizes".

É por isto que a NASA está desenvolvendo o Nariz Eletrônico, ou Enose. Trata-se de um equipamento que pode aprender a reconhecer praticamente qualquer composto ou combinação de compostos. Ele pode até mesmo ser treinado para distinguir entre um copo de Pepsi e outro de Coca. Tal como um nariz humano, o ENose é incrivelmente versátil, mas é muito mais sensível.

"O ENose pode detectar uma alteração eletrônica de uma parte por milhão," diz a Dra. Amy Ryan, que lidera o projeto no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA. Ela e seus colegas estão ensinando o ENose a reconhecer esses compostos - como a amônia - que não podem se acumular no habitáculo espacial.

Veja como ele funciona: o nariz eletrônico utiliza uma coleção de 16 diferentes filmes de polímeros. Esses filmes são especialmente projetados para conduzir eletricidade. Quando uma substância - como as moléculas errantes de um copo de refrigerante - é absorvida por esses filmes, eles se expandem levemente, o que altera a quantidade de eletricidade que eles conduzem.

Como cada filme é feito de um polímero diferente, cada um reage a cada uma das substâncias de forma ligeiramente diferente. E, embora as alterações na condutividade de um único filme de polímero não seja suficiente para identificar uma substância, as variadas alterações em 16 filmes produzem um padrão distinto e facilmente identificável.

Narizes eletrônicos já são utilizados aqui na Terra. Na indústria alimentícia, por exemplo, eles podem ser utilizados para detectar produtos estragados. Há até uma língua eletrônica, que identifica componentes em líquidos [construída no Brasil, por pesquisadores da EMBRAPA. Nota do Editor]. O ENose da NASA terá que ser capaz de detectar concentrações ainda menores do que são capazes esses equipamentos.

Ryan está atualmente trabalhando em uma versão portátil do ENose. "Tudo está num único pacote," explica ela. Filmes de polímeros, uma bomba para sugar o ar e tudo o que estiver nele para o interior do aparelho, computadores para analisar os dados e a fonte de energia. O nariz eletrônico deve ser fácil de ser colocado em vários pontos do habitáculo, da mesma forma que detectores de fumaça.

A segunda geração do ENose. O volume dessa versão é de 760 cm3, cerca de 35% do ENose original. O computador (direita) pode ser conectado por detrás do sensor (esquerda).

Em última instância, Ryan acredita, o ENose poderá servir como a parte sensorial de um sistema de segurança inteligente. "Nós queremos ter uma porção deles, conectados a um computador central." Qualquer alteração na atmosfera iniciará uma série de ações em cascata.

Se o sinal sugere um incêndio, diz Ryan, "então a tripulação poderá ser imediatamente notificada." Mas se não, então o computador irá tentar determinar exatamente o que está acontecendo. Terá ele detectado algo tóxico? Terá ele detectado algo que está se aproximando de níveis perigosos? De onde está vindo?

Dependendo das respostas, o sistema poderá escolher uma dentre várias ações - desde notificar a tripulação ou ligar os ventiladores para alterar a direção do fluxo de ar, até ligar os filtros ou selar uma determinada área.

Como um dispositivo de segurança, o ENose tem muito a oferecer aqui na Terra também. Com algumas modificações, diz Ryan, um ENose poderá ser utilizado para checar acúmulos de gases em plataformas de exploração de petróleo. "Os trabalhadores têm que descer até a base das plataformas e eles querem ter certeza de que nada vai explodir enquanto eles estiverem lá embaixo." Trabalhadores das empresas de saneamento poderão se beneficiar ao ter conhecimento de qualquer gás tóxico que possa ter se acumulado nos esgotos. E há vários outros exemplos.

Em seu laboratório, Dra. Amy Ryan posa com um protótipo do ENose.

A equipe da Dra. Ryan está trabalhando em uma versão mais avançada do ENose que poderá expandir sua utilidade ainda mais.

"Quando inicialmente nós começamos a escolher polímeros para o Enose," lembra-se Ryan, "nós utilizamos o que pode se chamar de um enfoque 'Edsoniano'." (Esta é a forma que os cientistas chamam o método de tentativa e erro. Edison tentou milhares de filamentos antes de conseguir produzir a lâmpada elétrica.) "Nós testamos entre oitenta e cem polímeros contra cada substância." Foi um bocado de testes.

Mas, acentua ela, o enfoque de Edison significa que você somente pode usar o ENose para identificar substâncias cujos padrões já são conhecidos. Ryan e sua equipe estão começando a ir além. Eles estão tentando desenvolver um modelo de computador que poderá predizer as respostas de qualquer polímero a qualquer substância - "sem ter que testar centenas de polímeros," diz ela. Isso deverá acelerar enormemente o ritmo do projeto ENose. A equipe já fez progressos suficientes para selecionar alguns polímeros utilizando o modelo.

Isto é entusiasmante, diz ela, por que um modelo de computador adequado poderá também ser utilizado para ajudar o ENose a identificar compostos desconhecidos.

"Nós queremos ser capazes de olhar para um dado desconhecido, e então descobrir o que o causou." Um ENose assim poderá identificar vapores inesperados na Terra ou em ambientes espaciais. Ele poderá até mesmo analisar gases desconhecidos encontrados em explorações interplanetárias.

Imagine isto: um astronauta desce em um mundo desconhecido. Formações rochosas estranhas se espalham em todas as direções. Por onde começar? Simples. "Ei, aquela cratera tem um cheiro interessante!" Siga o seu ENose.

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