O Reator IEA-R1 completa 60 anos de operação em 16 de setembro de 2017.

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Quem entra na Cidade Universitáriapela portaria 3 pode nem se dar conta, mas estará passando bem próximo de um reator nuclear. Ele fica no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, o Ipen, entidade associada à USP que ocupa uma área de 500mil m² do campus do Butantã.

Um reator nuclear é um sistema capaz de controlar a reação nuclear – caso contrário, essa reação, chamada também de fissão nuclear, liberaria uma quantidade imensa de energia, como acontece na explosão de bombas atômicas. E se engana quem pensa quea aplicação de um reator como esse é apenas para aobtenção de energia: a indústria e a medicina também podem se beneficiar dessas reações que acontecem no átomo.

Estas duas áreas são justamente o foco do IEA-R1, como é chamado o reator do Ipen. Trata-se de um reator de pesquisa tipo piscinaque utiliza água leve como moderador. Isso significa que a água leve é o elemento utilizado para reduzir a velocidade dos nêutrons liberados no processo de fissão.

Frederico Antonio Genezini é gerente do Centro do Reator Nuclear de Pesquisa (CRPq), área responsável pela operação e utilização do IEA-R1, e fala sobre as principais características do reator:

Visitas ao Ipen devem ser agendadas pelo e-mailpergunta@ipen.br. São aceitos grupos de 8 a 18 pessoas, com idade mínima de 18 anos. As visitas ocorrem às terças e quartas, no período da manhã. Mais informações sobre o Ipen nosite do instituto.

Pesquisas desenvolvidas no Centro de Química e Meio Ambiente (CQMA) do IPEN para o desenvolvimento de curativos avançados com biomateriais poliméricos, irradiados no Centro de Tecnologia das Radiações (CTR), foram tema de reportagem sobre avanços da Medicina no Jornal da Record em 26 de junho de 2017. O gerente do CQMA, o pesquisador Ademar B. Lugão e a pesquisadora Mara Alcântara, do mesmo centro de pesquisa, são entrevistados pela jornalista Cleisla Garcia. Imagens: Elias Rodrigues.

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Por Fernando Bardella e Ricardo Leal Neto*

Haveria algo em comum entre flocos de neve, a fiação elétrica de cobre, as rodas de liga leve de seu automóvel e diamantes ostentados em joias?

As formas geométricas externas de cristais naturais, como flocos de neve, quartzo, pirita, hematita e tantos outros sempre aguçaram o intelecto humano. Não por acaso, o próprio termo cristal, advindo do grego krustallos, significa rocha de gelo. Mas foi apenas nos primórdios do século XVII que as formas geométricas externas dos cristais foram atribuídas a um arranjo regular de pequenos "glóbulos” que os constituem… Isso ocorreu a partir da observação de flocos de neve, cujas formas geométricas hexagonais intrigaram e foram objeto de estudo do matemático e astrônomo alemão Joannes Kepler, mais conhecido por suas leis do movimento planetário.

No século XX, descobriu-se que não apenas em cristais naturais, mas em muitos outros materiais naturais ou sintéticos, os átomos constituintes estão regularmente organizados, independentemente da forma externa do corpo em questão. A essa organização interna dá-se o nome de Estrutura Cristalina.

Fios de cobre, barras de aço de construção, sal de cozinha, ouro, prata e pedras preciosas, talheres metálicos e xícaras de porcelana são todos cristalinos, o que não quer dizer que tudo que é sólido é cristalino: o vidro da janela de nossas residências e peças de plástico em geral não são cristalinos, ou seja, os átomos que os constituem não estão regularmente organizados.

A característica central que constitui a organização cristalina é a periodicidade, ou seja, há um padrão de repetição dos átomos ou moléculas que é encontrado em toda a estrutura. Desde a época de Keppler, cientistas e filósofos têm se perguntado – quantas são as possíveis configurações de átomos organizados no espaço tridimensional? Há um limite para isso? Sim! Foi em meados do século XIX que o físico francês Auguste Bravais determinou matematicamente que apenas 14 redes espaciais bastariam para definir os modos de repetição em três dimensões. Você provavelmente se surpreenderá com a próxima afirmação: são 14 redes espaciais ou cristalinas, mas há um número muito maior de estruturas cristalinas conhecidas, que em tese é ilimitado. Não é tão difícil entender o porquê: as redes definem o modo de repetição, mas não aquilo que será repetido! Para facilitar o entendimento, vamos analisar o que ocorre em duas dimensões, ou seja, algo como uma folha de papel, no exemplo abaixo:

E por que tanto interesse em conhecer a estrutura cristalina de materiais? Muitas propriedades físicas e químicas dos materiais são influenciadas pela sua estrutura cristalina. Engenheiros (principalmente os engenheiros de materiais), físicos, químicos, biólogos e farmacêuticos são exemplos de profissionais que estudam estruturas cristalinas. Parte desse estudo depende da representação física ou gráfica dessas estruturas, e modelos físicos muito comuns e simples são feitos com bolas de isopor e varetas. Há programas dedicados à cristalografia (o estudo dos cristais), mas o modo como tais representações são criadas exige um conhecimento muito específico, que só estudiosos de cristalografia (os cristalógrafos) dominam: estudantes de engenharia e ciência dos materiais têm dificuldade em assimilar o conteúdo correspondente. Outro aspecto relevante é que esses programas tradicionalmente possuem licenças de uso e distribuição comerciais restritivas, sendo distribuídos apenas no formato binário sem o código-fonte e bastante custosos.

Com o espírito de oferecer a estudantes e professores uma alternativa, pesquisadores do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), situado no campus da Universidade de São Paulo, se propuseram a desenvolver uma ferramenta didática destinada à criação e à visualização de estruturas cristalinas num ambiente tridimensional interativo. De tecnologia totalmente nacional, o projeto batizado de CrystalWalk preconizou os princípios do software livre, da acessibilidade e da democratização do conhecimento em seu processo de desenvolvimento, oferecendo acesso irrestrito ao código-fonte e a liberdade para estudá-lo, modificá-lo e desenvolvê-lo.

Por meio do CW, o usuário cria estruturas cristalinas seguindo um processo passo a passo. Uma vez criada, o usuário pode interagir de várias maneiras com a imagem do cristal. Foram adotadas duas estratégias para facilitar o entendimento de estruturas cristalinas: a primeira consiste em diversos recursos de visualização e interação, de modo que o usuário tenha uma experiência multifacetada com as estruturas criadas; a segunda, denominada "narrativa didática”, é uma ferramenta com a qual o usuário pode expressar sua criatividade didática por meio de sequências de visualização (vídeos) que podem ser compartilhadas, recurso muito útil para professores, por exemplo. Também foram incorporadas outras funcionalidades didáticas, tal como o suporte à interação avançada e às tecnologias de interface de Realidade Virtual (Oculus Rift, Cardboard, Leap), suporte à impressão 3D e plataforma de publicação online. O CrystalWalk não precisa ser instalado no computador do usuário, tampouco requer qualquer cadastro para o acesso, bastando digitar na barra de endereço do navegador a url http://cw.gl. Além de computadores desktop, o acesso pode se dar também por meio de tablets e smartphones. Qualquer que seja o dispositivo, ele deverá ser compatível com os recursos HTML5/WebGL, como os de última geração.

O CW foi desenvolvido na tese de doutorado de Fernando Bardella, defendida em julho de 2016, orientada pelo Dr. Ricardo Mendes Leal Neto, do Centro de Ciência e Tecnologia de Materiais (CCTM), do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN). O código-fonte do projeto é disponibilizado integralmente através do repositório colaborativo http://github.com/gvcm sob os termos da licença MIT.

O acesso irrestrito ao conhecimento, a reprodutibilidade e a transparência são pilares fundamentais da atividade científica. Nesse sentido, o software livre é (ou deveria ser) peça essencial dessa atividade nos dias atuais. Com o CrystalWalk, esperamos oferecer nossa contribuição para construção de um contexto para o desenvolvimento da ciência cada vez mais aberto e colaborativo.

* Fernando Bardella é pós-doutorando e pesquisador do IPEN; Ricardo Leal Neto é pesquisador e professor do IPEN-USP

Um novo tipo de detector de radiação a gás está sendo desenvolvido e construído integralmente no Instituto de Física da USP (IF). A nova versão do objeto oferece precisão e velocidade maiores do que antigos modelos destes detectores. Outra vantagem reside no baixo preço para realizar medições em áreas ou objetos muito grandes.

Este é o trabalho que vem sendo realizado pelo pesquisador Hugo Natal da Luz no High Energy Physics and Instrumentation Center (HEPIC), um dos centros do IF. O estudo iniciou-se em novembro de 2016 como um projeto de pesquisa financiado pela Fapesp na modalidade Jovem Pesquisador.

Detectores de radiação são semelhantes a uma câmera fotográfica, explica o pesquisador. As câmeras são uma espécie de detector de luz: criam uma imagem a partir da luz que vem dos objetos por ela detectados. Já o detector de radiação funciona de forma parecida, mas, como diz o nome, o que ele capta é a radiação presente ou lançada em um objeto.

A substância gasosa absorve a radiação e transmite um sinal elétrico. Os elétrons são recolhidos e fornecem um sinal eletrônico, que permite determinar a energia e a posição onde houve a radiação. Com isso é possível identificar quais elementos químicos compõem o material analisado e como eles se distribuem

Embora detectores de radiação a gás existam há muito tempo, novas tecnologias têm melhorado bastante seu desempenho, diz Luz. No caso do projeto desenvolvido no IF aplica-sea tecnologia Multiplicador de Elétrons a Gás (GEM), usando processos de fabricação de circuitos impressos com precisão de alguns micrômetros. Com isto, é possível focalizar os elétrons produzidos pela radiação com maior precisão e rapidez.

Quadros falsos e fósseis

O campo das artes e da preservação do patrimônio histórico e cultural pode se beneficiar desta evolução. São detectores deste tipo que permitem identificar, por exemplo, quais os elementos químicos presentes nos pigmentos da tinta usada em uma pintura e onde eles estão. Isso beneficia o trabalho de restauradores, que podem recriar pigmentos o mais próximo possível dos originais.

Falsificações também podem ser desmascaradas. Uma das técnicas para tal consiste em avaliar se a composição dos pigmentos usados no quadro já era de fato conhecida na época em que ele foi pintado. Quanto mais precisa a detecção dos elementos químicos e de suas combinações presentes no quadro, a tarefa dos investigadores da arte é facilitada.

Outras áreas como a geologia também podem tirar proveito do detector. Tal como nos quadros, é possível detectar não apenas quais elementos químicos estão presentes num objeto, mas também onde eles estão. Assim, é possível mapear de forma bastante complexa como são feitas certas rochas, artefatos arqueológicos com vestígios de pinturas e até mesmo fósseis, exemplifica o pesquisador.

Colaboração com o Cern

O grupo de pesquisadores coordenado por Luz também pode colaborar com o Cern, o Centro Europeu de Pesquisas Nucleares, o maior laboratório de física de partículas do mundo. A colaboração se deu no âmbito do projeto Alice, um dos grandes detectores montados no laboratório europeu, voltado para pesquisas de ponta na física da matéria.

Como conta Luz, um dos componentes principais deste detector, chamado Time Projection Chamber, irá passar por uma grande atualização que envolve substituir o uso de detectores de radiação a gás antigos por outros que usem a tecnologia GEM – aquela com a qual o grupo de Luz trabalha.

"O nosso grupo teve a possibilidade de colaborar com este projeto montando uma infraestrutura de teste para protótipos de 10 x 10 cm², onde caracterizamos várias geometrias possíveis de detectores, a estabilidade de operação, o ponto operacional para otimizar os sinais em relação ao ruído, entre outros.”

O Alice já está em fase de produção dos detectores. Enquanto isso, o projeto no Brasil não para. O grupo continua a estudar efeitos físicos nos detectores e desenvolve suas próprias estruturas, que são fabricadas em São Paulo. O objetivo é estudar protótipos para a detecção de nêutrons, em colaboração com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) e a Escola Politécnica (Poli) da USP.

Nesta terça-feira (25), em cerimônia no no Palácio dos Bandeirantes, o governador Geraldo Alckmin assinou decreto para modernizar os institutos de pesquisas do Estado de São Paulo. Por meio da FAPESP, será publicado o edital para seleção de Planos de Desenvolvimento Institucional de Pesquisa (PDIPs).

Ao todo serão investidos R$ 120 milhões para aumentar a capacidade produtiva dos 20 institutos de pesquisa do Estado."Está no DNA de São Paulo estar sempre na vanguarda das pesquisas e à frente das inovações. E com o edital de R$ 120 milhões nossos institutos poderão ter um grande avanço”, disse Alckmin.

As propostas deverão ser apresentadas até 31 de julho de 2017. A divulgação dos resultados está prevista para 30 de outubro. Vale lembrar que as propostas serão apoiadas por até 36 meses.

Das 20 instituições credenciadas no edital, sete são ligadas à Secretaria de Agricultura e Abastecimento: institutos Agronômico (IAC), Biológico (IB), de Pesca (IP), de Economia Agrícola (IEA), de Tecnologia de Alimentos (ITAL), de Zootecnia (IZ) e Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA). Outras sete são ligadas à Secretaria da Saúde: Superintendência de Controle de Endemias (Sucen), e os institutos Butantan, Pasteur, de Saúde, Dante Pazzanese de Cardiologia, Lauro de Souza Lima (ILSL) e Adolfo Lutz (IAL).

Também estão incluídos no edital os institutos de Botânica, Florestal e Geológico, vinculados à Secretaria do Meio Ambiente. Já os institutos de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) são ligados a Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação (SDECTI). E o Instituto Geográfico e Cartográfico (IGC), também contemplado, é ligado a Secretaria de Planejamento e Gestão.

Os recursos financiados pela FAPESP destinam-se exclusivamente a apoiar ações para ampliar as pesquisas. Por instituição, serão aportados até R$ 20 milhões. O valor contempla as áreas de Infraestrutura Institucional para Pesquisa, Bolsas no País e no Exterior, Auxílios à Pesquisa Jovens Pesquisadores, e Auxílios Pesquisador Visitante.

O documento central em cada proposta será o Plano de Desenvolvimento Institucional de Pesquisa. Uma estratégia por unidade, em relação à capacidade de pesquisa, com atenção especial para a qualificação do quadro de pesquisadores. O documento também deve apresentar detalhes para a infraestrutura, que servirá de apoio às atividades de pesquisa.

O Plano de Desenvolvimento deve definir e se concentrar nas áreas estratégicas de atuação do Instituto de Pesquisa. Sempre em acordo com a missão institucional, com as políticas públicas e com os programas da Secretaria, a qual ele é vinculado.

A seleção dos PDPIs será feita com base em pareceres de assessores especializados nas áreas de atuação das entidades listadas no edital. Também poderão ser selecionados PDIs de acordo com a experiência da direção de institutos de pesquisa orientados pela missão.

A proposta do curso "Da ideia ao primeiro passo”, desenvolvido pelo Cietec, é ajudar a formatar novas ideias de negócio. Os participantes serão convidados a refletir sobre conceitos básicos para a criação de empresas, produtos e serviços de sucesso. As aulas acontecerão nos dias 11 e 12 de abril, na sede da Incubadora de Empresas de Base Tecnológica de São Paulo IPEN/USP-Cietec, considerada a maior da América Latina, no campus do IPEN, na Cidade Universitária, em São Paulo.

"O conceito do curso é trazer o empreendedor para o campo da realidade. Batemos na tecla de que apenas uma ideia não vale. É preciso saber realizá-la. E inovar sempre”, afirma José Aluízio Guimarães, coordenador do curso. Para isso, é necessário "estudar com mais profundidade o cliente, uma tarefa que deve ser feita antes mesmo de começar. Muito empreendedores acabam deixando isso para o fim, o que não é uma boa estratégia”, completa.

Alternando aulas e oficinas, os interessados em abrir novas startups poderão entender um pouco mais sobre viabilidade de seu negócio e os principais valores de uma empresa de alto impacto, além de se capacitar em técnicas de apresentação para potenciais clientes, parceiros e investidores.

Serviço
Curso: Da ideia ao primeiro passo
Data: 11 e 12 de abril de 2017
Horário: 14h30 a 17h30
Onde: Incubadora de Empresas de Base Tecnológica de São Paulo USP/IPEN/Cietec
av. prof. Lineu Prestes, 2.242 – Cidade Universitária – São Paulo
Custo: R$ 480 (com gratuidade na taxa de inscrição para o processo seletivo da incubadora)
Inscrições no sitehttp://www.cietec.org.br/

O presidente da INB anunciou também que será retomada neste ano a exploração de urânio naMina do Engenho, localizada em Caetité (BA). Atualmente, está sendo feito o trabalho de decapeamento, que é a etapa anterior à lavra do minério, prevista para começar até novembro.

"Nesse decapeamento, devemos retirar umas 70 toneladas de urânio. Depois de transformado emyellow cake, o produto é exportado e transformado em UF6 [urânio enriquecido] fora do País. Parte desse UF6 volta para ser enriquecido no Brasil, e outra parte é enriquecida lá fora. Hoje, nossa capacidade de enriquecimento chega a 40% do consumo da usina de Angra 1," detalhou.

A INB também busca novos parceiros para investimentos na exploração de urânio nas reservas ainda exploradas de Caetité (BA) e de Rio Cristalino (PA).

• Brasil desenvolve tecnologia para separar urânio do fosfato

http://revistapesquisa.fapesp.br/2017/04/07/podcast-niklaus-wetter/?cat=entrevistas