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Circadiômetro: um instrumento para medir os efeitos da iluminação artificial na saúde humana
Emilly de Melo Severo, Fausto Kuhn Berenguer Barbosa, Alexsandro Cristovão Bonatto, João Roberto Gabbardo

Última alteração: 08-12-2025

Resumo


O ciclo circadiano é um ritmo metabólico fundamental que dá a ciclicidade de 24 h a diversas funções do organismo, como a liberação de hormônios, o sono, a fome, a atenção, o repouso, etc. Este ciclo é produzido por estímulos ambientais, sendo a alternância da luz diurna e a escuridão noturna o principal. Os neurônios fotossensíveis ipRGCs (intrinsically photosensitive Retinal Ganglion Cells), que contêm o fotopigmento melanopsina, detectam a luz e criam o estímulo neural capaz de regular o ciclo circadiano. As ipRGCs são sensíveis à luz azul, com comprimentos de onda em torno de 480 nm. A exposição inadequada à luz artificial, principalmente à noite, rompe ou desregula o ciclo circadiano, resultando em distúrbios e doenças metabólicas. O desenvolvimento do circadiômetro como um dispositivo vestível que medirá e registrará o espectro da luz, permitirá avaliar como a luz influencia o ritmo circadiano e a saúde humana. Objetiva-se desenvolver um dispositivo compacto que deverá ser preso à cabeça e alinhado com a pupila capaz de capturar os espectros de luz que incidem sobre ele e gravá-los em arquivo digital. Também será incorporado um actígrafo para registrar as fases de atividade dos usuários. Com o dispositivo poderemos estudar como a luz natural e artificial afeta o sistema circadiano e compreender os impactos na saúde. A metodologia da construção do circadiômetro consiste de três partes principais: 1-Óptica, 2-Eletrônica e 3-Software. A óptica consiste em um espectrógrafo de baixa resolução (a luz, integrada por um difusor, passa pela fenda de entrada, incide em uma grade de difração que a dispersa em comprimentos de onda que são projetados sobre um sensor para capturar o espectro. A parte eletrônica consiste em um microcontrolador Atmega328p, suporte para cartão MicroSD, CCD linear TSL14001CL (sensor luminoso), acelerômetro de três eixos (actígrafo) e bateria de lítio para alimentação. Por fim, o software, programado em linguagem C, gerenciará a coleta, o processamento e o armazenamento dos dados. Também serão implementados algoritmos para calibração dos sensores e análise dos espectros em linguagem Python. O circadiômetro  atualmente conta com caixa e estrutura do espectrógrafo construído por corte a laser, a partir de modelo 3D. O design óptico, envolvendo a captação de luz entre 380 a 780 nanômetros, e de integração eletrônica, já estão em andamento. Após a finalização, o dispositivo passará por calibração e testes experimentais. Com a capacidade de registrar iluminâncias e fase da atividade, o circadiômetro permitirá a análise detalhada da interação entre iluminação e ciclo circadiano, podendo ser aplicado em ambientes residenciais e laborais, contribuindo para compreender a relação entre iluminação e doenças metabólicas, fornecendo subsídios para práticas de iluminação mais saudáveis.


Palavras-chave


Melatonina; Irradiância; Datalogger.

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