Ciência

Laboratório de um país do futuro

O pólo tecnológico de São Carlos, no interior paulista, fruto da pesquisa de alta tecnologia produzida em suas duas universidades, é uma amostra de cidade brasileira do futuro.

Por Da Redação SEGUIR SEGUINDO
Atualizado em 31 out 2016, 18h47 - Publicado em 31 out 1992, 22h00

Fátima Cardoso

Ao longo de seus 135 anos, São Carlos ficou marcada por uma característica — estar sempre um passo à frente de seu tempo. Em 1984, quando o governo federal, via Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), decidiu escolher algumas cidades para implantar pólos cientifico-tecnológicos no Brasil, lá estava ela na fila das concorrentes. Oito anos depois, São Carlos não apenas é um dos pólos de maior sucesso, como se tornou a maior concentração de alta tecnologia por metro quadrado do pais.Com 157 000 habitantes, a renda per capita em São Carlos é 3 500 dólares. A cidade cresce ordenadamente, baseada em 600 indústrias tradicionais, em alguma atividade agropecuária e, principalmente, nas sessenta empresas que tem como principal característica a alta tecnologia, utilizando mão-de-obra qualificada, treinada nas escolas técnicas e nas universidades.

Tudo montado como se fosse um laboratório da modernidade.Os principais atores nesse cinematográfico cenário de Primeiro Mundo são as duas universidades públicas (é a única cidade do Brasil a contar com tal privilégio): os campi de São Carlos da Universidade de São Paulo e da Universidade Federal. “São Carlos só é um pólo cientifico-tecnológico hoje pela existência das duas universidades, e pelo transbordamento das pesquisas feitas ali”, avalia Ana Lúcia Vitale Torkomian,engenheira de formação que faz doutorado sobre a cidade. Fundamental para que São Carlos chegasse onde está foi ainda a figura do professor empreendedor, gente que vai à luta em vez de passar a vida lamentando a eterna falta de verbas na pesquisa brasileira.Mais da metade dos quase 1 000 professores das duas universidades tem doutorado. Desde que foram criadas a USP, em 1954, e a Federal, em 1970, a preocupação de grande parte desses professores foi produzir pesquisas de nível internacional.

Investiu-se no intercâmbio com centros de pesquisa do exterior e na formação de pessoal especializado para trabalharmos laboratórios. Esses departamentos transformam hoje muitas pesquisas em produtos, empresas ou serviços para indústrias — o tal fenômeno do transbordamento.Encontram-se professores empreendedores em qualquer esquina acadêmica de São Carlos. Um dos exemplos mais bem-sucedidos dessa filosofia é o Laboratório de Cromatografia do Instituto de Física Química da USP. No mesmo Instituto, o Grupo de Óptica, dentro do Departamento de Física e Ciência dos Materiais, é igualmente atuante. Sérgio Zilio, um dos professores, explica que há dez anos, quando o grupo foi formado, um dos maiores problemas para o andamento das pesquisas era conseguir componentes ópticos, como espelhos e filtros para equipamentos a laser tipo de coisa que custa 200 dólares cada peça e demora três meses para ser importado. “Decidimos então criar uma oficina própria para produzir esses componentes, não fabricados no Brasil, e essenciais para a pesquisa básica”, lembra Zilio.

Hoje, a oficina até exporta seus produtos. Ao orientar as pesquisas, Zilio sempre incentiva os futuros físicos a interagir com outras áreas, para que seu mercado de trabalho não se restrinja a dar aulas. Justamente por isso, uma das principais pesquisas do grupo é o laser aplicado à área médica. Um dos trabalhos do Grupo é desenvolver instrumental para oftalmologia, como um aparelho que mede a curvatura da córneaOutra pesquisa, com resultados ainda para o futuro, é um laser que emite luz ultravioleta, usado para modelar a córnea “A vantagem desse laser é que numa cirurgia para correção de miopia, ele só tira 20% da espessura da córnea, enquanto o método tradicional tira 90%”, explica Zilio. Com o Hospital Câncer de Jaú, o Grupo faz um trabalho de assessoria, ajudando os médicos a usar equipamentos a laser, principalmente em cirurgias de cabeça e pescoço, desenvolvendo instrumentos ou ajustando a potência dos raios conforme a necessidade.

No mesmo Departamento, o professor Horácio Panepucci construiu um equipamento de última geração também na área médica — um tomógrafo por ressonância magnética. “Percebemos que seria uma aplicação importante em medicina, e decidimos formar pessoas que conhecessem o equipamento, para que tomógrafos importados não fossem como caixas-pretas”, conta.Às 3 da manhã do dia 16 de março de 1984 foram produzidas as primeiras imagens por ressonância magnética no hemisfério sul, com um protótipo totalmente desenvolvido pela equipe de Panepucci. Hoje, o modelo mais recente nada deve a um tomógrafo comercial, sendo usado inclusive para exames de pacientes da região; A única diferença é que, se alguma empresa quisesse produzi-lo, um hospital pagaria por ele metade do que paga por um importado.Pioneiros como eles foram também os professores que criaram o Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal há vinte anos, num tempo em que pouca gente sabia o que era isso. Oitocentos engenheiros formados depois, o DEMa ganha respeito conforme cresce a importância econômica de suas pesquisas.

“Os materiais — cerâmicas, metais e polímeros — estão em tudo, de computadores a aviões”, diz Walter José Botta Filho, chefe do departamento. A última moda no estudo de materiais são os compósitos, ou seja, dois materiais com propriedades diferentes na mesma peça.Assim, seriam aproveitadas as melhores características de cada um, como nos compósitos de cerâmica e metal — juntar na mesma estrutura nióbio metálico e alumina, por exemplo. A cerâmica, muito dura e resistente a abrasão mas frágil, ficaria mais resistente a impactos por causa do metal em sua estrutura, que absorveria possíveis choques e impediria a fratura da peça. Entre os quase 100 projetos do DEMa, duas das pesquisas de ponta são sobre metais amorfos (moldados sem a estrutura cristalina característica de suas moléculas) e gases em metais. Entre outras aplicações, isso serviria para armazenar hidrogênio numa peça de metal, o que daria um ótimo tanque de combustível para futuros carros a hidrogênio.

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A nortear todas as pesquisas está a idéia da extrapolação dos muros acadêmicos. “A proposta dos pólos tecnológicos brasileiros é transformar o sonho dos pesquisadores idealistas em empresas”, analisa o professor José Roberto G. da Silva.Desde 1984, com o surgimento da Fundação Parque Tecnológico de São Carlos, o que era fruto do empenho pessoal virou um trabalho sistemático. “A ação fundamental é promover a transferência de tecnologia pela criação de empresas”, explica o presidente, Sílvio Goulart Rosa Júnior. A Fundação funciona em mão dupla: tanto pode servir a indústrias, que a procuram para descobrir alguém que lhes traga solução para um problema tecnológico, como pode garimpar boas idéias nas universidades e dar apoio — espaço físico, telefone, consultaria jurídica — para que se constitua uma empresa e a boa idéia vire produto.As sessenta empresas nascidas de pesquisas universitárias faturam juntas em torno de 60 milhões de dólares por ano, atuando em novos materiais, óptica, informática, mecânica de precisão e química fina A primeira foi a Optoeletrônica fundada no começo dos anos 80 por Milton Ferreira de Souza, então diretor do Instituto de Física e Química da USP.

Modelo perfeito de professor empresário, foi ele quem colocou São Carlos na fila das candidatas a pólo tecnológico no programa do CNPq, e sempre teve como meta transferir o conhecimento universitário para a indústria. Fundou a Opto com um grupo de alunos e lá começou a produzir equipamentos nascidos nos laboratórios, como o laser de hélio-neônio.Até hoje, a Opto é a única produtora desse laser no hemisfério sul. Lá também se fazem espelhos para equipamentos médicos (mesa de operações ou cadeiras de dentista), produtos de alta tecnologia porque têm que refletir luz fria, que não produza calor, sem radiação ultra violeta ou infravermelho. Souza já vendeu sua parte na Opto aos outros sócios, mas criou outra empresa de alta tecnologia: a Engecer, fabricante de cerâmicas para aplicações específicas na indústria, empregadas sempre que se precisa de peças muito duras e resistentes a abrasão. Podem ser canos por onde passa aço líquido numa siderúrgica ou guias para fios em tecelagens, feitas de alumina (óxido de alumínio), que simplesmente derreteriam se fossem de metal.Além da Fundação, os candidatos a empresários de São Carlos contam com o Centro de Indústrias Nascentes (Cedin), uma incubadora de empresas mantida pelo governo do Estado.

Há oito empresas lá, cada uma ocupando um pequeno galpão, pagando um aluguel simbólico por espaço e infra-estrutura, e dividindo despesas com água, luz e telefone. Um dos projetos que deram certo no Cedin é a Incom, pequena indústria tocada por dois técnicos em eletrônica que fabrica equipamentos para grandes indústrias. Seu produto mais famoso e uma máquina de solda desenvolvida pelos donos, feita para dentistas que trabalham com ortodontia Mesmo com as vantagens da incubadora, a vida é dura. “Se com tantas facilidades já foi penoso, não sei se teria o pique de manter a empresa se tivesse nascido fora da incubadora”, conta um dos sócios. Vanberto Nave.Ao lado do enorme prédio do Instituto de Química, no campus da USP de São Carlos, fica uma casinha branca, de portas e janelas azuis, toda limpinha e bem arrumada. Esse ar bucólico é apenas a aparência do Laboratório de Cromatografia, um dos mais atuantes do pólo tecnológico de São Carlos, modelo ideal do que significa colocar a pesquisa científica a serviço da sociedade.

Como detetives, tendo como instrumento de trabalho o cromatógrafo, os pesquisadores do laboratório são capazes de esquadrinhar qualquer material e dizer a quantidade de todas as substâncias presentes ali”A cromatografia dá subsídios para o desenvolvimento de várias áreas, como medicina, biotecnologia, alimentos, petroquímicos e controle ambientar”, dia Fernando Lanças, chefe do laboratório. A aplicação dessa técnica de separação de componentes, inventada no início do século mas desenvolvida aos atuais níveis técnicos nos últimos dez anos, é quase infinita. Pode-se analisar num cromatógrafo qualquer substância presente em água, ar, solo, plantas ou no corpo de uma pessoa. Esse poder de fogo faz com que a cromatografia seja às vezes a salvação da lavoura, literalmente.Num dos inúmeros convênios de prestação de serviços da equipe do laboratório está a análise da qualidade do suco de laranja, produzido nas vizinhas regiões de Araraquara e Limeira. Houve um episódio em que dois navios carregados com suco voltaram de um porto japonês sem sequer ter conseguido descarregar a mercadoria. Motivo: o suco não passou no controle de qualidade feito no porto mesmo.

Embora o suco já tivesse sido analisado por cromatografia, inclusive seguindo padrões americanos, fez-se uma outra no laboratório da USP, mais sofisticada, desenvolvida especialmente para o suco. Descobriu-se então que continha limonim, uma substância que deixa gosto amargo na bebida. Esse teste é feito agora antes do embarque, evitando enormes prejuízos.Uma das características da cromatografia é que ela pode ser feita sob encomenda. Cromatógrafos a gás, com coluna de sílica e amostra empurrada através dela por hélio ou hidrogênio, são indicados para análise de substâncias voláteis, como gasolina e derivados, pesticidas, óleos essenciais de plantas. O cromatógrafo líquido, com coluna de aço e amostra levada por solventes, é indicado para análise de substâncias não voláteis, como polímeros, aminoácidos (e DNA humano), íons metálicos.O orçamento do laboratório de Fernando Lanças e sua equipe foi de 400 000 dólares no último ano. Da Universidade não veio um centavo.

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Toda verba vem dos serviços de assessoria e consultoria, como é feito para o Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis, o IBAMA. No laboratório da USP são analisados todos os agrotóxicos produzidos no Brasil. As fábricas lhes enviam amostras, com as especificações dos produtos, e são feitos vinte testes para conferir tais características.Uma das análises é verificar a lipossolubilidade, ou seja, se as substâncias tóxicas se dissolvem na gordura. O ideal é que os agrotóxicos não sejam lipossolúveis, assim são facilmente eliminados por organismos vivos.No controle ambientar, a cromatografia é um instrumento poderoso. As mais novas nuvens negras no horizonte atendem pelo nome de bifenilas policloradas, ou PCBs, e as populares dioxinas. “Quando se queimam compostos orgânicos na presença de cloro há grande chance de se formarem bifenilas policloradas, substâncias duas mil vezes mais tóxicas que a estricnina”, alerta Fernando Lanças. O perigo pode estar bem próximo. Num incinerador de lixo hospitalar é bem possível queimar substâncias orgânicas junto com frascos de produtos de limpeza à base de clorofórmio, que têm cloro.

Está pronta a mistura fatalO problema é tão sério que a promotoria de Justiça do Meio Ambiente de São Paulo abriu um inquérito civil em junho deste ano, para apurar denúncias de que o incinerador da Rhodia. em Cubatão (SP), estaria produzindo dioxinas na queima dos resíduos da produção de solventes clorados, e liberando-as no ar. A Rhodia diz que não. “O produto da queima é analisado por cromatografia e espctometria de massa em nossos laboratórios em São Paulo e na França, com equipamentos e métodos aprovados pelas autoridades de controle ambientar”, afirma Otacílio Miguel Tavares, gerente regional da Rhodia na Baixada Santista.

Se há ou não produção de dioxinas naquele incinerador, só será mesmo possível provar com análises cromatograficas e com espectômetro de massa — um aparelho que bombardeia as moléculas saídas do cromatógrafo com um feixe de elétrons e as separa em íons identificando as substâncias de acordo com o peso molecular.No Laboratório de Cromatografia não se fazem milagres, mas extrai-se gasolina de bagaço de cana. Isso é conseguido por pirólise, a quebra de moléculas por calor. Coloca-se bagaço num compartimento fechado e vai-se aquecendo até conseguir lignina e celulose, compostos que podem ser degradados em petroquímicos. O segredo é descobrir as temperaturas e atmosferas ideais para conseguir resultados eficientes, mas a equipe já provou que isso é possível. Tanto que, depois que Fernando Lanças apresentou esse trabalho num congresso nos Estados Unidos, em 1987, foi criada lá uma usina piloto de produção de petroquímicos, com bagaço de cana importado do Brasil a preço muito menor do que o de banana.

Para saber mais:

Computadores arretados

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(SUPER número 2, ano 6)

A lupa dos líquidos

Com funciona em cromatógrafo a gásO gás armazenado no cilindro (1), geralmente hélio ou hidrogênio, sai controlado pelo registro (2) e entra no cromatógrafo, onde vai empurrar a amostra a ser analisada, injetada (3) na ponta da coluna (4).Cada composto da amostra atravessa a coluna num tempo diferente, chegando separadamente ao detector (5). O microcomputador (6) elabora um gráfico mostrando quando e em que quantidade cada composto chegou.

Detetives das moléculas

O Laboratório de Cromatografia descobre qualquer substância disfarçada no ar, na água ou no corpo humano

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Ao lado do enorme prédio do Instituto de Química, no campus da USP de São Carlos, fica uma casinha branca, de portas e janelas azuis, toda limpinha e bem arrumada. Esse ar bucólico é apenas a aparência do Laboratório de Cromatografia, um dos mais atuantes do pólo tecnológico de São Carlos, modelo ideal do que significa colocar a pesquisa científica a serviço da sociedade. Como detetives, tendo como instrumento de trabalho o cromatógrafo, os pesquisadores do laboratório são capazes de esquadrinhar qualquer material e dizer a quantidade de todas as substâncias presentes ali.

“A cromatografia dá subsídios para o desenvolvimento de várias áreas, como medicina, biotecnologia, alimentos, petroquímicos e controle ambiental”, diz Fernando Lanças, chefe do laboratório. A aplicação dessa técnica de separação de componentes, inventada no início do século mas desenvolvida aos atuais níveis técnicos nos últimos dez anos, é quase infinita. Pode-se analisar num cromatógrafo qualquer substância presente em água, ar, solo, plantas ou no corpo de uma pessoa. Esse poder de fogo faz com que a cromatografia seja às vezes a salvação da lavoura, literalmente.

Num dos inúmeros convênios de prestação de serviços da equipe do laboratório está a análise da qualidade do suco de laranja, produzido nas vizinhas regiões de Araraquara e Limeira. Houve um episódio em que dois navio carregados com suco voltaram de um porto japonês sem sequer ter conseguido descarregar a mercadoria. Motivo: o suco não passou no controle de qualidade feito no porto mesmo. Embora o suco já tivesse sido analisado por cromatografia, inclusive seguindo padrões americanos, fez-se uma outra no laboratório da USP, mais sofisticada, desenvolvida especialmente para o suco. Descobriu-se então que continha limonim, uma substância que deixa gosto amargo na bebida. Esse teste é feito agora antes do embarque, evitando enormes prejuízos.

Uma das características da cromatografia é que ela pode ser feita sob encomenda. Cromatógrafos a gás, com coluna de sílica e amostra empurrada através dela por hélio ou hidrogênio, são indicados para análise de substâncias voláteis, como gasolina e derivados, pesticidas, óleos essenciais de plantas. O cromatógrafo líquido, com coluna de aço e amostra levada por solventes, é indicado para análise de substâncias não voláteis, como polímeros, aminoácidos (e DNA humano), íons metálicos.
O orçamento do laboratório de Fernando Lanças e sua equipe foi de 400 000 dólares no último ano. Da Universidade não veio um centavo. Toda verba vem dos serviços de assessoria e consultoria, como é feito para o Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e Recursos Naturais Renováveis, o IBAMA. No laboratório da USP são analisados todos os agrotóxicos produzidos no Brasil. As fábricas lhes enviam amostras, com as especificações dos produtos, e são feitos vinte testes para conferir tais características.

Uma das análises é verificar a lipossolubilidade, ou seja, se as substâncias tóxicas se dissolvem na gordura. O ideal é que os agrotóxicos não sejam lipossolúveis, assim são facilmente eliminados por organismos vivos.

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No controle ambiental, a cromatografia é um instrumento poderoso. A mais nova nuvem negra no horizonte atende pelo nome de bifenilas policloradas, ou PCBs, as populares dioxinas. “Quando se queimam compostos orgânicos na presença de cloro há grande chance de se formarem bifenilas policloradas, substâncias duas mil vezes mais tóxicas que a estricnina”, alerta Fernando Lanças. O perigo pode estar bem próximo. Num incinerador de lixo hospitalar é bem possível queimar substâncias orgânicas junto com frascos de produtos de limpeza à base de clorofórmio, que têm cloro. Está pronta a mistura fatal.

O problema é tão sério que a promotoria de Justiça do Meio Ambiente de São Paulo abriu um inquérito civil, em junho deste ano, para apurar denúncias de que o incinerador da Rhodia, em Cubatão (SP), estaria produzindo dioxinas na queima dos resíduos da produção de solventes clorados, e liberando-as no ar. A Rhodia diz que não. “O produto da queima é analisado por cromatografia e espectometria de massa em nossos laboratórios em São Paulo e na França, com equipamentos e métodos aprovados pelas autoridades de controle ambiental”, afirma Otacílio Miguel Tavares, gerente regional da Rhodia na Baixada Santista.

Se há ou não produção de dioxinas naquele incinerador, só será mesmo possível provar com análises cromatográficas e com espectômetro de massa – um aparelho que bombardeia as moléculas saídas do cromatógrafo com um feixe de elétrons e as separa em íons, identificando as substâncias de acordo com o peso molecular.

No Laboratório de Cromatografia não se fazem milagres, mas extrai-se gasolina de bagaço de cana. Isso é conseguido por pirólise. A quebra de moléculas por calor. Coloca-se bagaço num compartimento fechado e vai-se aquecendo até conseguir lignina e celulose, compostos que podem ser degradados em petroquímicos. O segredo é descobrir as temperaturas e atmosferas ideais para conseguir resultados eficientes, mas a equipe já provou que isso é possível. Tanto que, depois que Fernando Lanças apresentou esse trabalho num congresso nos Estados Unidos, em 1987, foi criada lá uma usina piloto de produção de petroquímicos, com bagaço de cana importado do Brasil a preço muito menor do que o de banana.