Vídeos incríveis nos levam pela primeira vez para dentro de uma centrífuga
Um fotógrafo científico, que anteriormente atuou como técnico de laboratório, projetou uma câmera especializada capaz de proporcionar uma visão das entranhas de uma centrífuga enquanto processa vigorosamente várias amostras.
Esses vídeos cativantes oferecem um nível de detalhe previamente inigualável na exibição de dinâmicas de fluidos.
Maurice Mikkers, um inovador originário dos Países Baixos, empregou sua câmera para examinar líquidos comuns, como café, smoothies de frutas e molho picante. No entanto, a câmera de centrífuga possui grande potencial para uma ampla gama de áreas de pesquisa, abrangendo física, genética, ciência dos alimentos, tratamento de águas residuais e muito mais.
Antes de se aventurar na fotografia científica, Mikkers trabalhou como técnico de laboratório no Instituto Nacional de Saúde Pública e Meio Ambiente dos Países Baixos, com foco em diagnóstico de parasitas.
Durante sua estadia, Mikkers operou repetidamente centrífugas, mas permaneceu curioso sobre os processos enigmáticos que ocorrem dentro da máquina. Seu desejo de espiar essa “caixa preta” alimentou seus empreendimentos fotográficos.
Refletindo sobre sua experiência, Mikkers observou: “Enquanto trabalhava no laboratório, eu possuía apenas uma compreensão visual das amostras ‘pré-centrífuga’ e ‘pós-centrífuga’.” Ele explica que, apesar de compreender os aspectos teóricos por meio de ilustrações científicas e animações, nunca havia testemunhado uma demonstração ao vivo do processo de separação.
Para capturar esse processo elusivo, Mikkers se envolveu em meses de experimentação, superando os desafios técnicos associados à montagem de uma câmera digital em uma máquina giratória tão rápida que gera forças 2.500 vezes mais fortes do que a gravidade terrestre. Essas forças não afetam apenas as amostras registradas, mas também o próprio equipamento da câmera.
As centrífugas funcionam submetendo fluidos a uma rotação rápida, resultando em formidáveis forças centrífugas. As partículas dentro do fluido respondem de maneira diferente a essas forças com base em sua densidade, fazendo com que os componentes se estratifiquem em camadas distintas, com a matéria mais densa migrando para a borda mais externa.
Essa tecnologia é amplamente utilizada na separação de amostras de sangue em glóbulos vermelhos, glóbulos brancos, plaquetas e plasma, seja para análise ou doação. Também é fundamental na extração de DNA de células, uma vez que o DNA possui densidade inferior, fazendo com que ele suba até o topo durante a centrifugação.
A câmera de Mikkers capturou não apenas separações, mas também dinâmicas de fluidos intrigantes dentro de certas substâncias, oferecendo novas perspectivas que anteriormente eram inatingíveis.
Por exemplo, sua câmera revela os padrões fascinantes criados pelo gel de banho quando submetido a uma força de 2500 g, que permanecem ocultos em fotografias antes e depois.
As centrífugas até penetraram no campo da ciência dos alimentos, com os vídeos de Mikkers atraindo a atenção de Alvaro Martin, um físico de fluidos da Universidade de Twente, nos Países Baixos. Martin discutiu as imagens em uma apresentação sobre dinâmica de fluidos culinários, enfatizando os níveis inesperados de movimento observados na maioria dos vídeos, que fogem do processo de separação suave convencional.
Consequentemente, a capacidade de observar o funcionamento interno desse pequeno processo de rotação tem implicações significativas para pesquisadores em diversas disciplinas, incluindo genética, física, arte e tratamento de águas residuais.
Atualmente, Mikkers colabora com o reologista Lorenzo Botto, da Universidade de Tecnologia de Delft, nos Países Baixos, em um projeto chamado ‘Sludgecam’. Esta iniciativa explora a aplicação potencial dessa tecnologia na recuperação de recursos valiosos do lodo de águas residuais.
Quando a água é removida do esgoto, o que resta é um lodo repugnante e perigoso que está cada vez mais sendo reconhecido como uma ‘mina de ouro’ de nutrientes, minerais e materiais sintéticos, como polímeros.
O projeto ‘Sludgecam’ visa desenvolver uma câmera de centrífuga inteligente, permitindo que operadores de estações de tratamento de águas residuais adaptem seus processos de tratamento com base na composição do lodo.
Botto afirma: “É a primeira vez que os pesquisadores podem ver o que acontece dentro de uma centrífuga em escala de laboratório enquanto ela está girando, e isso fornecerá muitos insights que podem ser aplicados não apenas ao tratamento de águas residuais, mas também a outras aplicações, como biotecnologia e processamento de alimentos.”
A expectativa por mais descobertas nesse campo é palpável. À medida que a tecnologia continua a evoluir, o potencial para insights revolucionários e aplicações inovadoras só tende a crescer. [Science Alert]
