Ipen: um centro de pesquisas com perfil multidisciplinar
Desde sua criação, em 1956, o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), de São Paulo, vem investindo na pesquisa e desenvolvimento na área nuclear. Desse trabalho resultam produtos e sistemas que trazem benefícios diretos para a sociedade, com aplicação em segmentos como energia, saúde, meio ambiente, produção de alimentos e preservação de bens culturais, entre outros.
O Brasil está na liderança da produção de radiofármacos na América Latina e o Ipen responde por cerca de 95% da produção nacional. O catálogo do instituto conta com 38 produtos, que são distribuídos aos hospitais e clínicas especializadas em medicina nuclear de todo o país, viabilizando a realização de cerca de 2 milhões de procedimentos médicos de diagnóstico e tratamento por ano. Segundo Jair Mengatti, diretor de Radiofarmácia do Ipen, entre 40 e 50 milhões de pessoas já foram atendidas com os radiofármacos fabricados no instituto, principalmente nas áreas de cardiologia, sistema ósseo, oncologia e tireóide. A receita do Ipen na área de radiofármacos em 2012 foi de R$ 86 milhões e a expectativa para 2013 é um crescimento de pelo menos 5%.
O primeiro radiofármaco produzido pelo Ipen foi o iodo 131 (131I), na forma de iodeto, utilizado na terapia de doenças da tireóide. Com o tempo, a produção iniciada experimentalmente em 1959 foi ampliada, com a incorporação de outros radiofármacos ao catálogo do instituto, que sempre buscou atender às necessidades da medicina nuclear brasileira. Jair Mengatti destaca como marcos importantes o início da produção nacional de geradores de tecnécio (99Mo/99mTc), em 1981, e do fluordexosiglicose (18F-FDG), em 1998. Obtido a partir do molibdênio radioativo, o gerador de tecnécio é um radiofármaco empregado na maioria dos exames diagnósticos por cintilografia, que permite investigar tumores, doenças cardiovasculares, problemas pulmonares, neurológicos e hepáticos, dentre outros. Já o flúor-dexosiglicose é utilizado em tomógrafos PET, equipamento de imagem de alta resolução que possibilita o diagnóstico precoce e mais preciso de tumores e também de doenças cardíacas e neurológicas.
A produção dos fármacos radioativos está se adequando para atender todas as exigências de boas práticas de fabricação e, segundo Jair Mengatti, "até 2015 todos os produtos distribuídos pelo instituto terão seu registro pela Anvisa, seguindo a legislação específica para radiofármacos". As metas do Ipen para os próximos anos, em primeiro lugar, são "atender integralmente a demanda nacional de radiofármacos com produtos de qualidade, oferecer novos radiofármacos à sociedade, nacionalizar a produção de importantes insumos radioativos como 99Mo e 131I e estreitar o relacionamento com o Ministério da Saúde oferecendo de maneira diferenciada os radiofármacos à rede pública de hospitais e clínicas de medicina nuclear", informa Mengatti.
A área das aplicações da radiação é um dos programas mais abrangentes do Ipen. Entre as atividades voltadas para a saúde está a esterilização de tecidos humanos como peles e ossos. Dentre outros trabalhos, o Ipen mantém, em conjunto com o Hospital das Clínicas de São Paulo, um banco de peles esterilizadas, para serem utilizadas em enxertos.
O Ipen possui grande experiência no uso de aceleradores de elétrons para o tratamento de efluentes e resíduos. O trabalho nessa área teve início em 1992, com os pesquisadores Maria Helena Sampa e Paulo Rela. A competência da instituição nessa área é reconhecida. As pesquisas realizadas pelo Ipen ganharam, este ano, importantes prêmios da indústria. A primeira, "Tratamento de efluentes da indústria de tintas automotivas, repintura e industrial por radiação ionizante" conquistou o 1º lugar no "14º Prêmio Abrafati-Petrobras de Ciência em Tintas 2013". Já a pesquisa "Pré-tratamento de Bagaço de Cana por Irradiação com Feixe de Elétrons para Produção de Etanol" ganhou o 1º lugar no "4º Prêmio TOP Etanol 2013", categoria Energia Industrial da modalidade Inovação Tecnológica. Os prêmios são mais um reconhecimento da experiência e competência do Ipen no desenvolvimento de amplo leque de aplicações da irradiação em benefício da sociedade.
A primeira pesquisa foi realizada por Fernando Codelo, como parte de seu trabalho de doutorado no Ipen, sob orientação da pesquisadora Celina Duarte. A tese, defendida em 9 de setembro passado, demonstrou a ocorrência de uma redução dos contaminantes, principalmente alguns compostos como o tolueno e o benzeno, após a irradiação, o que tornou o efluente menos tóxico. A proposta do trabalho é utilizar a água tratada como água de reuso para limpeza e resfriamento, o que resulta na economia da água potável.
O segundo trabalho é de autoria de Celina Duarte, que vem pesquisando, desde 2005, a irradiação do bagaço da cana de açúcar para aproveitamento na produção de etanol. Embora várias instituições no país também estejam trabalhando nessa linha de pesquisa, somente Celina Duarte utiliza a radiação por feixe de elétron no tratamento do resíduo. Seu trabalho, que ganhou o primeiro lugar em Inovação Tecnológica do Prêmio Top Etanol, ainda está sendo desenvolvido. "Há muita pesquisa pela frente", diz ela, que está estudando a possibilidade de combinar a irradiação com as outras tecnologias que estão sendo desenvolvidas por instituições como, por exemplo, o Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) e a Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR).
- Entre 40 e 50 milhões de pessoas já foram atendidas com os radiofármacos fabricados no Ipen
Pesquisas do CTR contribuem para a sustentabilidade de produtos industriais
A exploração da castanha do Brasil, ou castanha do Pará, é uma atividade que vem experimentando grande crescimento no Brasil, devido à expansão do consumo de produtos naturais em todo o mundo. A produção brasileira é destinada ao mercado interno e à exportação.
Entretanto, embora gere renda para a população da região Norte do país, principalmente no Estado do Acre, esta atividade extrativista produz uma enorme quantidade de resíduos – mensalmente, a indústria de beneficiamento de castanha descarta cerca de duas mil toneladas de cascas por mês –, o que pode acabar provocando dano ambiental. Da mesma forma, o material resultante da limpeza da fibra da piaçava (a fibra de baixa qualidade juntamente com a folha), que é extraída de uma palmeira existente na Mata Atlântica, na região Sul da Bahia, para ser enviada à indústria de cordas, é descartado pelos próprios coletores no litoral sul baiano.
Buscando o aproveitamento desses e outros elementos da biodiversidade brasileira e do grande volume de resíduos provenientes de atividades agroindustriais, o Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) do Ipen vem desenvolvendo diversas pesquisas que geraram produtos diversos, sendo que alguns já são alvo de patentes. "A transformação dos resíduos de fibras vegetais em produtos de maior valor agregado pode trazer benefícios econômicos e sociais, com geração de empregos diretos", destaca a pesquisadora do CTR Esperidiana Moura.
Um exemplo desse aproveitamento de partes até agora desprezadas é o emprego do fruto da castanheira do Brasil (ouriço) na criação de um polímero natural adequado para ser utilizado como palmilha para calçados destinados a diabéticos. "Agregado ao polietileno (um tipo de plástico), foi possível obter peças com propriedades mecânicas até quatro vezes melhores e também com propriedades térmicas superiores", explica Esperidiana Moura.
Outros elementos também utilizados nas pesquisas para dar maior resistência mecânica aos polímeros são o caroço de açaí e a casca de ovo. Esta é rica em carbonato de cálcio, substância cujas propriedades também são indicadas para aplicações médicas. O carbonato é extraído da casca de ovo, através de um processo descrito pela pesquisadora como "muito simples e barato" e incorporado ao polímero, através de técnicas de processamento convencionais de materiais plásticos como os processos de extrusão e injeção e posterior tratamento por irradiação. "Nós utilizamos a irradiação para melhorar a adesão entre as partículas obtidas dos resíduos e os polímeros, substituindo os agentes químicos habitualmente empregados pela indústria. Com isso, temos um processo mais limpo", afirma a pesquisadora.
Outro exemplo citado por Moura é a cinza proveniente da queima do bagaço da cana de açúcar, nas usinas de açúcar e álcool. O Brasil é hoje o terceiro maior produtor de cana de açúcar no mundo e o seu bagaço de cana também é utilizado pelas usinas de produção de álcool e açúcar e por outras indústrias para a co-geração de energia. Já a cinza produzida pelo bagaço ainda não tem um aproveitamento. No entanto, segundo a pesquisadora, esse resíduo, devido à sua alta porcentagem de sílica, pode ser utilizado para melhorar diversas propriedades de polímeros biodegradáveis, tais como a resistência mecânica e a cristalinidade. As nanopartículas de sílica extraídas da cinza do bagaço podem ser utilizadas, também, em polímeros convencionais oriundos do petróleo para a produção de materiais compósitos mais sustentáveis, uma vez que podem substituir a fibra de vidro e o talco, por exemplo, em muitas aplicações onde esses materiais são utilizados como reforço para esses polímeros.
Já a piaçava, segundo a pesquisadora, é uma fibra que contém alta porcentagem de sílica e é impermeável. "A impermeabilidade é uma propriedade importante para os polímeros, especialmente os que são sensíveis à umidade, que se tornam mais resistentes e podem manter as suas propriedades originais quando submetidos a condições de umidade relativamente altas, a partir do momento em que se incorpora essa fibra impermeável", explica.
Embora ainda estejam em fase de pesquisa acadêmica, os pesquisadores do CTR pretendem que as empresas que venham a obter esses materiais trabalhem com as populações ribeirinhas que se dedicam à atividade extrativista. "Ao comprar das associações de ribeirinhos um resíduo que hoje é meramente descartado, as empresas estarão contribuindo para a sustentabilidade naquelas regiões", afirma Esperidiana Moura.
Para obter o material necessário as suas pesquisas com a castanha do Brasil, a pesquisadora entrou em contato com uma das maiores distribuidoras e exportadoras do Pará. A empresa envia para o CTR uma grande quantidade de cascas e ouriços, que teriam como destino um aterro sanitário ou a incineração.
Irradiação preserva memória e bens culturais
No início de 2010, diversos municípios dos estados do Rio de Janeiro e São Paulo foram atingidos por inundações e deslizamentos provocados pelas chuvas intensas que afetaram a região Sudeste do País, provocando mortes, ferimentos e deixando milhares de pessoas desalojadas. Um dos casos de maior repercussão, na época, foi o da cidade de São Luis do Paraitinga, estância turística no interior de São Paulo.
Fundada pelos bandeirantes no século XVIII, a cidade de arquitetura colonial foi atingida pela enchente do rio Paraitinga, que destruiu prédios históricos como a Igreja Matriz, principal símbolo da cidade, e abalou a estrutura de cerca de 70 casarões tombados pelo patrimônio histórico. A enchente também provocou danos em uma grande quantidade de documentos que estavam arquivados nos prédios públicos, tais como prontuários de identificação, contratos, processos de aposentadorias e outros.
O Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) contribuiu para a recuperação de grande parte desse acervo, que foi contaminado por fungos e bactérias provenientes da inundação. Através de uma parceria entre o Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (Senai) e o Arquivo Público de São Paulo, os documentos degradados foram encaminhados ao Instituto, para serem tratados e recuperados pela tecnologia de irradiação. O procedimento foi realizado no Irradiador Multipropósito de Cobalto-60 do Centro de Tecnologia das Radiações (CTR) do Ipen.
Este é um exemplo do trabalho realizado pelo CTR com a radiação ionizante no tratamento, recuperação e conservação de documentos, livros antigos, quadros e outros objetos de valor histórico e cultural danificados não só pela ação de fungos como também de insetos, como traças e brocas. O tratamento consiste em irradiar os materiais danificados com raios gama, provenientes do cobalto-60, que penetram no material e atacam o DNA dos insetos ou fungos, causando sua morte celular. "A eliminação dos micro-organismos indesejados não danifica o material tratado", garante o pesquisador Pablo Vasquez, coordenador do Irradiador Multipropósito 60-Co. "O uso prévio da radiação ionizante também protege a saúde dos profissionais que trabalham na restauração de bens culturais, pois impede que fiquem expostos a fungos e micro-organismos danosos", completa.
A radiação ionizante vem sendo utilizada há cerca de 40 anos em diversos países para desinfestar e conservar bens do patrimônio histórico, artístico e cultural e documentos diversos. Já foram irradiados em todo o mundo objetos etnológicos, instrumentos musicais, esculturas e achados arqueológicos. Um dos casos de maior repercussão foi a múmia do faraó egípcio Ramsés II, encontrada no final do século XIX e irradiada em Paris, em 1975.
No Brasil, o uso da tecnologia de irradiação na área de bens culturais teve início em 2001. O primeiro trabalho de repercussão foi a irradiação, em 2005, de parte do acervo que pertenceu ao Banco Santos. Esse material, constituído por cerca de 3.400 matrizes de xilogravura e 850 impressões dessas matrizes e outros 1.700 manuscritos, que estava em poder da Justiça Federal de São Paulo, foi danificado por uma inundação e começou a se degradar, devido à ação de fungos. Encarregado da restauração, o Instituto de Estudos Brasileiros (IEB) da Universidade de São Paulo (USP) recorreu a pesquisadores do Ipen, depois de descartar outros métodos como a utilização de produtos químicos e o congelamento. "O material foi desinfectado totalmente com a radiação, permitindo que os restauradores pudessem completar seu trabalho. Hoje, esse material faz parte do acervo do IEB", diz Vasquez.
Outro exemplo citado por Vasquez foi o tratamento e recuperação, em 2011, de todos os documentos da Escola Municipal Pereira Barreto, no bairro da Lapa, inundada por água de esgoto. "Fomos mobilizados pelo governo estadual, após a Sabesp ter analisado, e descartado, a utilização de outros métodos, que poderiam destruir ainda mais os documentos. A irradiação se tornou, portanto, a única alternativa para tratar esse material contaminado com água de esgoto", lembra.
Segundo o especialista, uma das vantagens do método é a possibilidade de processar grandes volumes, mesmo empacotados. "Irradiamos até mesmo móveis de grande dimensão para o Museu Afro Brasil, instalado no Parque do Ibirapuera", assim como para o Instituto Lina Bo e P. M. Bardi", informa.
O CTR já irradiou parte do arquivo da Biblioteca Mario de Andrade, do Centro Cultural São Paulo, além de obras de arte do Museu de Arte Moderna de São Paulo (MAM) e de livros das bibliotecas da Escola de Comunicação e Artes e do Instituto de Química, da USP, do Sistema Integrado de Bibliotecas (Sibi) e da Biblioteca Brasiliana.