A Química Somando Forças: Ensino e Pesquisa com Empreendedorismo e Inovação
USO DE ANÁLISE DE IMAGENS PARA QUANTIFICAÇÃO DE COMPOSTOS
Denis R. S. Lima (IC), Vanderlei I. Paula* (PQ)
Centro Universitário Padre Anchieta, Avenida Doutor Adoniro Ladeira, 94, CEP 13210-800 , Jundiaí, SP, Brasil
*e-mail: [email protected]
Palavras chave: Análise de imagens, Imagens digitais, RGB, Corantes.
INTRODUÇÃO
O uso de espectrofotômetros e colorímetros é comum
nos cursos de graduação para quantificação de
compostos, contudo nem sempre os alunos possuem
acesso para realização das análises. Confecção de
espectrofotômetros de baixo custo já é bem conhecida
na literatura com uso de transdutor do tipo AsGa.1 A
quantificação de compostos também pode ser realizada
através de análise de imagens (AI), visto que uma
imagem é resultado de um estimulo luminoso através de
um transdutor contido em dispositivos eletrônicos, tal
como câmeras digitais, câmera de celular, tablets,
scanner2 e outros equipamentos que registrem a luz.
O uso de AI permite aos alunos uma melhor
consolidação dos conceitos de espectroscopia. A partir
de dados de AI dos canais RGB (red-green-blue) é
possível realizar o cálculo de absorbância segundo a lei
de Beer-Lambert, relacionando as variáveis cor /
concentração.
Neste trabalho foram realizadas análises de amostras de
corantes a partir de fotos obtidas com uma câmera de
celular (Samsung Galaxy Fit), e os dados foram obtidos
por separação das matrizes dos canais RGB com o
software ImageJ. Comparou-se os dados da construção
de curvas de calibração via regressão linear com
espectrofotômetro de bancada na região do visível.
apresentaram coeficiente de correlação (R²) acima de
0,98, como demonstrado na tabela 1.
Comparativamente, as amostras também foram
analisadas por um espectrofotômetro Smart Spectro,
com coeficiente de correlação (R2) de 0,99 em todas
amostras.
Figura 1. Exemplo de imagem utilizada na análise de
concentração do corante V. Bordeaux por AI.
Tabela 1. Equações das curvas de calibração e
coeficientes de correlação (R2).
Corante
V. Bordeaux
Eritrosina
V. Congo
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Viol. Cristal
Analisou-se soluções dos corantes Vermelho Bordeaux
(λmáx=520nm), Eritrosina (λmáx=525nm), Vermelho Congo
(λmáx=510nm) e Violeta Cristal (λmáx=583nm) na faixa de 0 a
1 ppm tanto por Análise de Imagem quanto por
espectrofotômetro de bancada na região do visível,
modelo Smart Spectro (LaMotte). As soluções foram
acondicionadas em cubeta de caminho ótico de 1 cm. As
imagens digitais (fotos) das amostras foram obtidas com
uma câmera de celular, em frente a uma tela LCD de
notebook exibindo fundo branco uniforme, com as
soluções padrão, branco e amostras desconhecidas
numa mesma imagem, a uma distância de 50 cm da
câmera. A Figura 1 apresenta um exemplo de imagem
obtida para análise.
As imagens obtidas foram
carregadas no programa ImageJ (v.1.47), sendo
selecionado um retângulo de dimensões 0,9 x 2,0 cm no
meio da altura de cada cubeta e em seguida aplicado o
comando “Analyze – Histogram”, para obter os valores
médios dos canais RGB das áreas. As curvas de calibração
E
AI
E
AI
E
AI
E
AI
Eq. de reta
f(x) = 0,4264x - 0,0137
f(x) = 0,1381x - 0,0061
f(x) = 0,9692x - 0,0064
f(x) = 0,0968x - 0,0057
f(x) = 0,4111x - 0,0115
f(x) = 0,0927x - 0,004
f(x) = 1,650x - 0,0137
f(x) = 0,4814x - 0,0029
R2
0,9965
0,9863
0,9998
0,9808
0,9929
0,9871
0,9999
0,9974
*Intervalo das medidas: 0 a 1 ppm (mg/L). E = espectrofotômetro
comercial. AI = análise de imagens.
CONCLUSÕES
Os resultados mostram que o método de análise de
imagens pode ser considerado uma alternativa plausível
para a realização de análises colorimétricas, pelo baixo
custo envolvido, rapidez, confiabilidade e facilidade de
execução.
AGRADECIMENTOS
UniAnchieta.
REFERÊNCIAS
1
Ludke, E. Rev. Bras. Ensino Fís. 2010, 32, 1, 1506-1503.
Godinho, M. S.; Pereira, R. O.; Ribeiro, K. O.; Schmidt, F.; Oliveira, A. E.;
Oliveira, S.B. Quím. Nova, 2008, 31, 6, 1485-1489.
3
Guaratini, C. C. I.; Zanoni, M. V. B. Quím. Nova, 2000, 23, 1, 71-78.
2
foram obtidas com o software Microsoft Excel.
Os dados obtidos tanto via espectrofotômetro e por AI
apresentaram resposta linear na faixa de concentração
estudada (0 a 1 ppm) e as curvas obtidas por AI
XXVIII Encontro Regional da Sociedade Brasileira de Química – MG, 10 a 12 de Novembro de 2014, Poços de Caldas - MG