Segundo Programa de Incentivo a Inovacao UFJF

ISBN 978-85-64576-00-1

Segundo Programa de Incentivo à Inovação na UFJF

SEGUNDO PROGRAMA DE INCENTIVO À INOVAÇÃO (PII) NA UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA (UFJF)

Segundo Programa de Incentivo à Inovação na UFjf

A inovação e o conhecimento são fatores diferenciais que determinam a competitividade de setores, universidades e empresas. O êxito empresarial depende da capacidade da empresa inovar tecnologicamente, colocando novos produtos no mercado, a um preço menor, com uma qualidade melhor e a uma velocidade maior do que seus concorrentes.

A inovação tecnológica tem sido inadequadamente vinculada apenas aos setores de alta tecnologia. O desenvolvimento de um país, a geração de melhores empregos e salários também depende de incorporar conhecimento gerado nas universidades aos setores da economia.

A relação de dependência entre inovação tecnológica e desenvolvimento sustentável é verdadeira quando se examina a interação das empresas e das universidades e centros de pesquisa, numa perspectiva de crescimento econômico. A inovação é um instrumento alavancador de negócios.

Esta publicação apresenta os vinte projetos do Programa de Incentivo à Inovação (PII), desenvolvidos na Universidade Federal de Juiz de Fora, em parceria com o Sebrae/ MG e a Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior de Minas Gerais.

O objetivo do Segundo PII na UFJF é fomentar a cultura empreendedora por meio da: i) conscientização e mobilização da comunidade acadêmica, órgãos de fomento, empresas e parceiros locais; ii) investigação e apoio ao desenvolvimento de tecnologias acadêmicas capazes de gerar inovações tecnológicas de produtos e processos.

Realização

JUIZ DE FORA-MG

Foram apresentados 71 (setenta e um) projetos sendo 20 selecionados para a fase de Estudo de Viabilidade Técnica, Econômica, Comercial, Ambiental e Social (EVTECIAS), os quais são apresentados nesta publicação.

Universidade Federal de Juiz de Fora

Segundo Programa de Incentivo à Inovação na UFJF

1ª edição

Juiz de Fora Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia 2011

© 2011 Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) Nenhuma parte ou todo desta publicação poderá ser reproduzido – em qualquer meio ou forma, seja mecânico ou eletrônico, fotocópia, gravação etc. – nem apropriado ou estocado em sistema de banco de dados, sem prévia autorização, por escrito, da UFJF.

PII - Segundo Programa de Incentivo à Inovação na UFJF. Juiz de Fora, 2011.

104 p. : il.

Cresce a cultura empreendedora em Juiz de Fora

1. Inovações tecnológicas – Juiz de Fora (MG). 2. Projetos científicos.

CDU: 62(815.12JUIZ DE FORA)

Gestão Editorial Margem 3 Comunicação Estratégica Edição Mariana Rocha

Implantado em algumas universidades de Minas Gerais como em Lavras, Itajubá, Viçosa, Belo Horizonte e Uberlândia o Programa de Incentivo à Inovação – PII vem contribuindo com a expansão da cultura empreendedora no setor acadêmico fortalecendo seu relacionamento com a sociedade e o mercado.

Redação Patrícia Mariuzzo Revisão de texto Leila Maria Rodrigues Fotografia Ignácio Costa Projeto Gráfico e diagramação Sandra Fujii Autores dos projetos Aline S. Ferreira; Francisco J. Raposo; Almir Gonçalves Pereira; Amaury Caiafa Duarte; Ana Paula Ferreira; André Luís Marques Marcato; Annelisa F. da Silva; Antônio Márcio R. Do Carmo; Augusto Santiago Cerqueira; Erik Daemon de Souza Pinto; Carlos Augusto Duque; Claudia Valério Gávio Coura; Fabrício Pablo Virgínio de Campos; Felipe A. Jorge; Fernando Marques de Almeida Nogueira; Flávio de Souza Barbosa; Francisco J. Raposo, Hélio Francisco da Silva, Henrique A. Carvalho Braga; Henrique Couto Teixeira; Jair Adriano Kopke de Aguiar; José Marques Novo Júnior; José Paulo Mendonça; José Paulo Rodrigues Furtado de Mendonça; Julio Cesar da Silva; Leandro Mota Peres; Leonardo Duque de Miranda Chaves; Luciano de M. Fonseca; Luciano Mazzoccoli, Luiz Carlos de Caires Júnior; Luiz Carlos Tonelli; Marcelo de Oliveira Santos; Márcio de Pinho Vinagre; Marcio Scoralick Goldner; Maria das Graças A. M. Chaves; Maria Teresa Gomes Barbosa; Mauro Vieira Almeida; Moisés Vidal Ribeiro; Mônica P. S. Soares, Nádia Rezende Barbosa Raposo; Octávio Luiz Franco; Paulo Roberto de Oliveira.

Pedro Gomes Barbosa; Pedro Kopschitz Xavier Bastos; Pedro Paulo Ferreira; Philipe Ribeiro Furtado de Mendonça, Ralph Maturano Pinheiro; Raúl Marcel González Garcia; Rodrigo Vianello; Silvio S. da Silva; Thiago Araújo; Vinícius Sobreira Lacerda, White José dos Santos. Yara M. Michelacci.

Comissão do Segundo PII na UFJF Adriana Ferreira de Faria – NTQI/UFV Andrea Furtado de Almeida – SEBRAE – MG Anízio Dutra Viana – SEBRAE-MG José Luciano de Assis Pereira – SECTES Débora Marques – UFJF Larissa Carvalho de Oliveira – UFJF Leonardo Miranda Frossard – UFJF

Juiz de Fora é o mais importante polo de desenvolvimento da Zona da Mata. A cidade contribui com a metade da participação do PIB industrial desta região, representando 33,4% da população da mesma. Além disso, a presença da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) reforça as potencialidades locais com a presença de pesquisadores (mestres e doutores) e cursos de pós-graduação em áreas de formação tecnológica como: Engenharias, Ciências Exatas e da Terra, Ciências Biológicas e da Saúde, Química, Energia e Computação.

Lin Chih Cheng – NTQI/UFMG Luiz Carlos Tonelli - UFJF Marcelo Rother de Souza – SEBRAE- MG Maria Raquel Catalano de Sousa – INPI Marta Tavares D’Agosto – UFJF Paulo Augusto Nepomuceno Garcia – UFJF Amanda Cruvinel Marçal – SECTES

Em sua segunda edição na UFJF, o PII avançou. Com 70 novos projetos inscritos, o programa vem alcançando expressiva visibilidade entre os pesquisadores. Com os estudos de viabilidade técnica elaborados e os planos tecnológicos em desenvolvimento, teremos projetos sólidos para a Incubadora de Base Tecnológica do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (IBT-Critt) e para os processos de transferência de tecnologia, fortalecendo as vocações locais e promovendo o desenvolvimento regional.

Narcio Rodrigues Secretário de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior

Inovação tecnológica estimula desenvolvimento regional O Programa de Incentivo à Inovação (PII) alcançou expressivos resultados nos primeiros quatro anos de sua execução pelo Sebrae-MG e Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior. Já foram realizadas, ou estão em fase de conclusão, 10 edições nas universidades federais de Itajubá, Juiz de Fora, Lavras, Minas Gerais, Uberlândia e Viçosa e em instituições de referência, como a Fiocruz/Instituto René Rachou e o Centro Tecnológico de Minas Gerais – Cetec.

Os investimentos de R$ 4.267.000,00 dos parceiros estaduais e locais produziram resultados econômicos de R$ 4.300.000,00 representados pela criação de empresas de base tecnológica, geração de patentes, transferências de tecnologias e licenciamentos. A iniciativa é um sucesso ainda no estímulo à cultura empreendedora nas universidades, ICTs e NITs e na promoção de maior integração entre atores estaduais e federais.

A Universidade Federal de Juiz de Fora – que sempre acreditou no Programa – também é pioneira na apresentação de resultados positivos. Segunda universidade a desenvolver o PII, a UFJF atraiu, na primeira edição, 70 projetos, que resultaram em patentes, transferências de tecnologias e nascimento de empresas. A segunda edição mantém a excelente performance, com 71 projetos de inovação, 20 dos quais, selecionados para a elaboração de estudos de viabilidade técnica, econômica, comercial e ambiental, são apresentados nesta publicação.

Com essas atividades de incentivo à inovação – a UFJF, em parceria com o Sebrae-MG e o Governo de Minas Gerais – contribui decisivamente para o desenvolvimento econômico da Zona da Mata, investindo na implantação de novo ambiente de interação entre empresas e universidade. Nesse processo, dinamiza iniciativas como o PII, a Incubadora de Base Tecnológica, por meio do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (CRITT), e o estudo de viabilidade de implantação do Parque Tecnológico de Juiz de Fora.

Lázaro Luiz Gonzaga Presidente do Conselho Deliberativo do SEBRAE-MG

UFJF: fomento à inovação para incentivar o empreendedorismo e o crescimento socioeconômico de Juiz de Fora e da Zona da Mata Mineira Já se passou o tempo em que as Universidades eram apenas centros de formação de capital humano. Com o desenvolvimento das economias e da sociedade, a academia teve de adaptar-se e de desenvolver-se, criando novos eixos de atuação institucionais de forma a atuar como um instrumento importante para a transformação da pesquisa aplicada em inovações tecnológicas, incentivando pesquisadores e seus grupos a gerarem novas empresas e/ou a transferirem suas tecnologias ou processos inovadores.

Nesse sentido, a UFJF, como uma Instituição Federal, tem como objetivo promover o ensino da Graduação e da Pós-Graduação, a Pesquisa e a Extensão, estimulando, além disso, a geração de renda e de mais empregos por meio da aplicação das pesquisas inovadoras na sociedade.

Nesse contexto, o PII é um novo eixo de exploração para a academia e a UFJF tem orgulho dos resultados já obtidos na implantação da primeira edição do programa e, agora, da segunda.

No primeiro PII, a UFJF apresentou grandes resultados: dos 70 projetos inscritos, 20 foram selecionados para a elaboração do Estudo de Viabilidade Técnica, Econômica, Comercial e de Impacto Ambiental e Social (EVTECIAS) e 13 foram selecionados para a confecção de Planos de Negócios Estendido (PNEs), recebendo, ainda, um investimento de R$30.000,00 (trinta mil reais) por projeto para o desenvolvimento de Protótipos. Desses projetos, alguns receberam prêmios nacionais e internacionais; duas transferências já foram feitas; duas empresas nascentes de base tecnológica foram implantadas – sendo que uma delas se encontra incubada na Incubadora de Base Tecnológica do Critt –; 13 patentes foram geradas e algumas das tecnologias criadas estão, ainda, em processo de negociação com empresas para a transferência.

Esses resultados mostram o grande sucesso do PII e evidenciam o potencial da UFJF no desenvolvimento científico e tecnológico, apontando a viabilidade de implantação do Parque Científico e Tecnológico em Juiz de Fora e Zona da Mata Mineira.

Nesse Segundo PII, foram 71 projetos inscritos, dos quais 20 foram selecionados para a construção de EVTECIAS e destes, 15 foram escolhidos para elaboração dos PNEs e para a Prototipagem - com um investimento de R$ 40.000,00 (quarenta mil reais) por projeto.

Dessa forma, a UFJF enxerga o PII como um instrumento de interatividade entre o conhecimento gerado na Universidade e o setor produtivo, através da possibilidade de fazer com que as pesquisas inovadoras possam virar produtos – já com estudos de mercado – para posterior transferência para a sociedade, convertendo, assim, a pesquisa acadêmica em melhoria contínua da qualidade de vida.

Além da implantação de uma mentalidade de pesquisa inovadora no ambiente acadêmico, a UFJF se orgulha em dar oportunidade a cerca de 120 alunos de graduação de participar de Equipes Mercadológicas, capacitadas para realizar estudos financeiros para valorar tecnologias inovadoras, formando uma mão de obra especializada para a sociedade do conhecimento, configurando-se, assim, como uma formação estratégica para o desenvolvimento regional e nacional.

Por fim, cabe agradecer aos parceiros: Secretaria de Estado de Ciência Tecnologia e Ensino Superior de Minas Gerais – Sectes e ao SEBRAE-Minas pela parceria, na certeza de que estas são a melhor forma de contribuir para desenvolver a sociedade e para melhorar a qualidade de vida por meio de geração de renda, de conhecimento e de inovações.

Também, agradecemos aqui aos participantes do Segundo PII, no desejo de sucesso nos projetos inovadores desenvolvidos, na certeza de que a UFJF, em seus 50 anos, realiza ações no sentido de atuar, ativamente, na transformação do papel das universidades e de contribuir para o desenvolvimento tecnológico e sustentável da Zona da Mata Mineira, do Estado e do País.

Prof. Dr. Henrique Duque de Miranda Chaves Filho Reitor da UFJF

Índice ENGENHARIAS Wireless Skill automatiza aplicação de provas e exames ................................... 14 Ar condicionado ecológico . ............................................................................ 18 SAÚDE Hemodiálise mais segura ................................................................................ 24 Inovação na odontologia ................................................................................ 28 Manipulador elétrico de alginato garante qualidade a produtos odontológicos 33 Periféricos biosseguros para odontologia ......................................................... 36 Nova seringa .................................................................................................. 40 Ergômetro para cadeira de rodas . ................................................................... 44 Esfíncter eletrônico ........................................................................................ 48 CIÊNCIAS EXATAS Avaliação de minérios . ................................................................................... 54 Medidor de distância cabo-solo ...................................................................... 58 Na medida certa ............................................................................................ 63 CIÊNCIAS BIOLÓGICAS Novo carrapaticida e repelente feito com timol ............................................... 68 Compostos análogos da Talidomida ................................................................ 73 Bioprotector promete mais eficiência no combate à biocorrosão . ..................... 76 Tecnologia fornece matéria-prima nacional . .................................................... 80 CONSTRUÇÃO CIVIL Pó de pedra de mármore . .............................................................................. 86 ELETRICIDADE Energia elétrica com qualidade ....................................................................... 92 Internet pela rede elétrica ............................................................................... 96 Energia elétrica que vem do sol .................................................................... 100

engenharias

Wireless Skill automatiza aplicação de provas e exames Sistema apresenta equipamentos simples, acessíveis e com grande agilidade para divulgar os resultados das avaliações

Um sistema automatizado para aplicação de exames em ambientes escolares, universidades e concursos, esta é a tecnologia desenvolvida por André Luís Marques Marcato, do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Faculdade de Engenharia da UFJF. A tecnologia, denominada Wireless Skill, é dispositivo WiFi (tecnologia que faz com computadores se comuniquem entre si sem o uso de fios) com conexão USB (Universal Serial Bus, é um tipo de conexão do tipo”ligar e usar” que permite a conexão de periféricos sem a necessidade de desligar o computador) e com uma antena para se comunicar com outros aparelhos portáteis distribuídos entre os alunos. Sem hardware ou software sofisticados, o conjunto de aparelhos possibilita uma versátil forma de avaliar o aprendizado dos alunos tanto em pequenos eventos quanto em exames ou concursos com grande número de candidatos. O sistema poderá ser usado em vários formatos, dependendo da necessidade do ambiente de avaliação. A simplicidade dos equipamentos garantirá um custo reduzido, tornando-o acessível para professores e instituições de ensino. Além disso, os resultados das avaliações poderão ser conhecidos imediatamente após as provas, encurtando o período de concursos e diminuindo o tempo que o professor gasta corrigindo provas, geralmente fora do horário de trabalho na escola.

O pesquisador idealizou três situações para aplicação do Wireless Skill. Na primeira, os alunos, ou candidatos de uma sala a serem avaliados, recebem um módulo portátil, similar a um controle remoto. O professor utiliza outro módulo de

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comunicação sem fio ligado em um notebook ou computador. O professor prepara um conjunto de questões e, a partir de um banco de dados com informações dos alunos, o software do Wireless Skill imprime as provas automaticamente. “O software ‘embaralha’ a sequência de questões e a de alternativas de respostas. Cada aluno recebe uma prova personalizada. Com isso, evita-se troca de informações entre os alunos”, explica o pesquisador. Os alunos inserem as respostas no seu módulo de comunicação e os dados são transmitidos via WiFi. “Terminada a prova, o resultado já pode ser emitido na hora, em tempo real. O professor não precisará levar as provas para casa, economizando o tempo gasto com correções e ainda pode realizar alguma intervenção durante a realização do exame. Isso aconteceria se, por exemplo, por meio da utilização do Wireless Skill, o professor perceber que alguma questão foi mal formulada ou se houve algum conteúdo da disciplina que não foi assimilado da forma esperada”, completa. Segundo Marcato, essa seria a aplicação com o custo mais acessível, podendo ser adquirida diretamente pelo professor interessado em agilizar e garantir maior confiabilidade à aplicação de exames.

Segurança na ponta dos dedos As outras duas formas de aplicação foram pensadas para a realização de exames vestibulares e concursos de grande porte. Os candidatos, distribuídos em várias salas de aula, recebem um módulo portátil wireless. Ele enviará as respostas para um computador dentro da sala e, de lá, esses dados são transmitidos para um servidor pela internet. Também nessa configuração é possível conhecer o resultado pouco tempo depois do exame ou prova realizada. O professor André Luís Marcato lembra que um ganho gerado com essa possibilidade é a seleção de um conjunto dos candidatos que realizaram as “...os resultados das avaliações provas objetivas na parte da manhã para a poderão ser conhecidos realização das provas discursivas na parte imediatamente após as provas, da tarde. “Com o Wireless Skill, é possível encurtando o período de concursos realizar exames desse tipo em apenas um e diminuindo o tempo que o dia, economizando com transporte, hosprofessor gasta corrigindo provas” pedagem, aluguel de infraestrutura etc.”, diz ele. Para aumentar a confiabilidade do sistema, nessa versão leitores de impressão digital biométricos serão agregados em cada módulo portátil. Eles só são ativados depois do fornecimento e arquivamento da impressão digital, e cada fase do processo seletivo, desde a realização das provas até a efetivação da matrícula será validada pela impressão digital do aluno.

Para concursos de grande proporção, o Wireless Skill terá um dispositivo, entregue aos candidatos, contendo um chip com tecnologia GPRS para que funcione como um pequeno telefone celular. O aluno insere as respostas nele e elas são enviadas para uma central via sinal de telefonia celular. “Concursos de âmbito na16 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

cional terão os resultados processados muito mais rapidamente, a única exigência é que os locais de prova tenham sinal de telefonia celular”, conta Marcato. Ele visualiza, ainda, como oportunidade de negócio nesta versão, estabelecer contratos de transferência de tecnologia com geração de royalties com empresas do setor de telecomunicações e/ou fabricantes de aparelhos celulares que poderiam associar sua marca ao serviço de aplicação de provas em concursos.

Facilidade de Mercado O Wireless Skill encontra-se na fase de Protótipo Laboratorial. Buscas em bancos de patentes não identificaram tecnologias similares. Com auxílio do Critt será feito o patenteamento do sistema. O objetivo do pesquisador é gerar um spin-off por meio da criação de uma empresa com jovens egressos da UFJF que desejarem empreender a tecnologia. O mercado potencial para o produto a ser criado a partir desse projeto é extremamente abrangente no mercado nacional e internacional: professores, escolas, universidades, fundações e outras entidades que realizam processos de avaliação de aprendizado, concursos vestibulares, seleção para emprego em empresas públicas e privadas etc. A tecnologia pode alavancar diversos outros produtos ligados à avaliação educacional, área que atravessa um período de rápido crescimento.

Equipe e contato André Luís Marques Marcato | andre.marcato@ufjf.edu.br ou www.ufjf.br/andre_marcato programa de INCENTIVO À inovaçÃO 17

Ar condicionado ecológico Sistema aproveita calor gerado pelo motor e apresenta maior economia para o consumidor e menor agressão ao meio ambiente

Em um país de clima quente como o Brasil, não há como negar o conforto de ter um carro com ar condicionado. Além disso, existe também a questão de segurança, já que é mais seguro dirigir com as janelas fechadas. No entanto, os sistemas de ar condicionado automotivos funcionam absorvendo potência do motor, reduzindo seu rendimento e fazendo aumentar o consumo de combustível. Para solucionar esse problema, Luiz Carlos Tonelli, do Departamento de Engenharia Elétrica da UFJF, juntamente com Almir Gonçalves Pereira e Paulo Roberto de Oliveira, dois inventores independentes, criaram o Ar Condicionado Ecológico. O grande diferencial dessa nova tecnologia é que o sistema converte o calor gerado e desperdiçado pelo motor em energia térmica, que alimenta o propulsor do sistema de ar condicionado do veículo.

Com isso, não há redução da potência útil do motor. Aliado ao maior conforto e segurança, o ar condicionado ecológico propicia também forte economia no consumo de combustíveis, contribuindo, assim, para redução da poluição ambiental.

Todos os sistemas de ar condicionado funcionam a partir do mesmo princípio: o ar passa por uma serpentina e entra em contato com um gás gelado. Esse gás é resfriado sob pressão por meio de um compressor. Aparelhos de ar condicionado domésticos ou industriais, em geral, utilizam energia elétrica. Nos automóveis, entretanto, o ar condicionado usa a potência do motor do carro. Dependendo do modelo do motor, isso afeta bastante o desempenho do carro. É o que acontece nos veículos com motor de mil cilindradas ou 1.0. “Em uma subida, por exemplo, o motorista sente a diferença de desempenho do carro com o ar condicionado ligado”, conta Luiz Carlos Tonelli, coordenador desse projeto na UFJF. “Em alguns modelos, quando o motorista acelera o carro em uma subida, o ar condicionado é desligado automaticamente para não prejudicar o desempenho do carro”, diz Tonelli. Por conta disso, parte considerável dos veículos com 1000 cilindradas, também chamados de carros populares, sai da fábrica sem ar condicionado. Ressaltase, no entanto, que mesmo os veículos com motores maiores têm seu desempenho e consumo significativamente afetados com o ar condicionado ligado.

Conforto e segurança A nova tecnologia utiliza o calor do motor para acionar o condicionamento de ar do carro. “Ao invés de ‘roubar’ potência do motor do veículo, consumindo 18 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

“Ao invés de roubar potência do motor do veículo, consumindo combustível, vamos aproveitar uma energia que é desperdiçada” combustível, vamos aproveitar uma energia que é desperdiçada”, salienta Tonelli.

Segundo ele, a energia térmica será canalizada e aproveitada para resfriar o ar no interior do veículo, sem aumentar o consumo de combustível e, portanto, sem impacto ambiental. O desempenho do ar condicionado ecológico varia de acordo com a potência do motor, mas sempre com ganhos na climatização do interior do carro. Longas horas no trânsito das grandes cidades ou nas estradas são a causa de problemas de saúde como o estresse. Neste sentido, o ar condicionado ecológico pode amenizar a fadiga dos motoristas, em especial de profissionais como os taxistas, motoristas de ônibus e caminhoneiros, que permanecem longas horas dirigindo, a maioria deles sem ar condicionado. “Desde que o motor esteja ligado, gerando calor, o ar condicionado pode ficar ligado o tempo todo, proporcionando conforto e segurança para o motorista”, complementa o pesquisador.

Como se trata de uma tecnologia com potencial de demanda alta, que inclui o mercado externo, o Ar Condicionado Ecológico deve ser licenciado para uma indústria de ar condicionado automotivo de abrangência mundial. O país poderá se tornar um grande exportador dessa tecnologia, uma vez que não existe similar no exterior. O mercado alvo para o Ar Condicionado Ecológico são os compradores de

veículos novos e usados, mediante adaptação. “Em nossa proposta de transferência de tecnologia, estamos incluindo a produção de kits, que serão comercializados por empresas instaladoras de sistemas de ar condicionado”, conta Tonelli. O sistema já foi patenteado no Brasil, porém, considerando o grau de inovação e o potencial de exportação, pretende-se proteger também nos Estados Unidos, Mercado Comum Europeu e Japão (países signatários do Tratado de Cooperação em Matéria de Patentes, ou PCT). A tecnologia vem ao encontro de crescentes preocupações com o aquecimento global, a poluição ambiental, a segurança, a redução do consumo de combustíveis fósseis e do estresse nos grandes centros urbanos.

Plataforma ampla O sistema de ar condicionado ecológico é um dos produtos criados a partir da plataforma de tecnologias baseadas na geração de força motriz por meio do aproveitamento e conversão de energia térmica, disponibilizada por qualquer fonte aplicável, utilizando fluídos não combustíveis, como água, ar etc. Dentro dessa plataforma, outros produtos poderão ser desenvolvidos para atender demandas de bombeamento de água, projetos de geração de energia, sistemas que aproveitem qualquer fonte de calor. Entre os exemplos de produtos estão geradores elétricos, exaustores, ventiladores, pequenos implementos agrícolas e outros. “Núcleos populacionais isolados poderão se beneficiar com a geração de energia cinética transferível a diversos pequenos dispositivos, a partir desta plataforma”, acredita o professor Tonelli. Para explorar esse potencial, será criada uma spin-off que atenderá a projetos sob demanda.

Equipe e contato Luiz Carlos Tonelli | luiz.tonelli@ufjf.edu.br

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SAÚDE

Hemodiálise mais segura Dispositivo para agulha protege pacientes e profissionais da saúde

Um dispositivo de segurança para agulha de hemodiálise que garante total proteção para os profissionais de saúde e pacientes, esse é o resultado do projeto desenvolvido pela farmacêutica Nádia Raposo e pelo estudante de medicina Leonardo Duque de Miranda Chaves, na UFJF. No novo dispositivo, a agulha fica protegida e, como funciona com um tipo de lacre, não permite sua reutilização. Essa tecnologia propiciará adequar o procedimento de hemodiálise às normas vigentes da Agência Nacional de Vigilância Sanitária –ANVISA, oferecendo um serviço mais seguro e eficiente para a população.

Pacientes com insuficiência renal crônica ou aguda não conseguem eliminar substâncias indesejáveis do sangue. A hemodiálise é a terapia que substitui a função dos rins. Uma máquina filtra todo o sangue. No procedimento são utilizadas duas agulhas para fístula (fístula é uma comunicação entre um órgão e o meio externo). Pela primeira agulha, o sangue é retirado e impulsionado por uma bomba até o filtro de diálise. Depois de filtrado, o sangue retorna para o paciente por

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Insuficiência Renal A insuficiência renal pode ser classificada como aguda ou crônica. A primeira é uma disfunção que ocorre de forma abrupta, sendo o processo geralmente reversível. Já na insuficiência crônica, ocorre uma piora progressiva do funcionamento dos rins até sua parada total. Entre as causas da insuficiência renal, destacam-se: diabetes, hipertensão arterial continuada, obstrução por cálculos renais, doenças renais primárias e edemas provocados por acidentes (impacto nos rins). Enquanto em países desenvolvidos as principais causas da insuficiência renal são a diabetes e as doenças renais primárias, no Brasil o seu principal agente causador é a hipertensão arterial, indicando a carência de procedimentos de medicina preventiva. O indivíduo portador de insuficiência renal crônica apresenta os seguintes sintomas: anemia, retenção de líquidos no corpo, redução do volume de urina, falta de ar, inchaço, hipertensão, fraqueza, falta de apetite, náuseas, vômitos, coma e confusão mental. A falta de tratamento pode levar o paciente à morte.

O tratamento para doentes renais mais graves são de três tipos: a diálise peritoneal (a depuração do sangue é feita através do peritônio, uma membrana semipermeável que cobre as paredes abdominais), a hemodiálise e o transplante renal. O número de pacientes que fazem diálise peritoneal é da ordem de 2 a 5 % dos renais crônicos e o restante faz hemodiálise. No Brasil, atualmente, existem 35.000 pacientes fazendo hemodiálise e somente 10% são transplantados anualmente, por isso a lista de espera é muito grande.

Fonte: BNDES/2000

outra agulha. Nos equipamentos usados atualmente, a agulha fica exposta durante a hemodiálise, aumentando o risco de contaminações e acidentes. Além disso, permitem a reutilização das agulhas, embora essa prática seja proibida pela ANVISA. A agulha é um objeto perfuro-cortante. Podem acontecer lesões com o profissional que está manuseando a agulha, tanto ao colocá-la quanto ao retirá-la do paciente. “Por exemplo, no momento em que ele retira a agulha do braço do paciente, ele tem que, com uma das mãos, pressionar o braço do paciente para 26 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

“Se o profissional de saúde sofre uma lesão desse tipo, ele tem que se submeter a um protocolo com medicação e exames preventivos, que geram custos para o sistema de saúde e desgaste psicológico para o profissional” estancar o sangue e com a outra descartar a agulha. Ele pode esbarrar em outra pessoa, pode espetar o próprio dedo. Mesmo se tratando de pequenas lesões, não podemos esquecer que esta agulha está suja de sangue”, alerta Leonardo Chaves.

Produto inédito O dispositivo de segurança é um tubo plástico que desliza facilmente sobre a agulha, encapando a parte perfuro-cortante. Ele melhora as condições de uso das agulhas, dando mais segurança e tranquilidade para o procedimento da hemodiálise. O dispositivo elimina a possibilidade de a agulha perfurar os dedos de quem manipula o material, ou mesmo pessoas próximas. “Se o profissional de saúde sofre uma lesão desse tipo, ele tem que se submeter a um protocolo com medicação e exames preventivos, que geram custos para o sistema de saúde e desgaste psicológico para o profissional”, pondera Nádia Raposo. O dispositivo de segurança é, também, uma garantia para o paciente de que não haverá reúso do material. A tecnologia vem ao encontro das novas determinações legais da ANVISA, que entraram em vigor em 2010, exigindo dispositivos de segurança em todos os produtos médicos hospitalares.

Inédito, tanto nacional quanto internacionalmente, o dispositivo terá seu pedido de patente em ambos os mercados. Produzido com plástico de baixo custo, ele poderá ser adaptado em agulhas de diferentes fabricantes. O objetivo da equipe desse projeto é transferir a tecnologia para uma empresa fabricante de agulhas para hemodiálise.

Equipe e contato: Faculdade de Farmácia e Bioquímica Nádia Rezende Barbosa Raposo | nadiafox@gmail.com Faculdade de Medicina Leonardo Duque de Miranda Chaves | leonardo@powermail.com.br programa de INCENTIVO À inovaçÃO 27

Inovação na odontologia Grupo cria curativo dental com nanotecnologia e promete reduzir as chances de recontaminação do canal durante o tratamento

Unindo conhecimento sobre uso de plantas medicinais com nanotecnologia, um grupo formado por dentistas, farmacêuticos e um estudante de Medicina da UFJF criou novo produto para tratamento odontológico, o Endophyto. É um tipo de pasta composta por extratos vegetais nanoestruturados, ou seja, substâncias com estruturas compostas de partículas um milhão de vezes menores do que um milímetro. Essa pasta, ao tratar as infecções do sistema de canais radiculares do dente, facilita os procedimentos químicos nos canalículos, por conta da capacidade de penetração e difusão no dente. Por enquanto, com aplicação específica na área da endodontia, o produto é usado entre as sessões de tratamento de canal como curativo ou medicação tópica. O Endophyto tem amplo espectro de ação antimicrobiana, aumentando as chances de cura e, ao contrário dos anti-inflamatórios convencionais, com baixa irritabilidade dos tecidos. Além de curativo para uso em tratamentos endodônticos - mais conhecido como tratamento de canal, a tecnologia também poderá ser utilizada na produção de pasta dental.

O tratamento endodôntico é necessário quando ocorre inflamação do complexo dentina-polpa, provocada por doenças como a cárie, problemas periodontais (infecções nas estruturas de suporte dos dentes como osso, ligamento periodontal e gengiva) ou por traumatismos. O objetivo do tratamento é descontaminar os canais do dente e, assim, eliminar a inflamação e junto com ela, claro, a dor. Atualmente as intervenções endodônticas apresentam deficiências na fase de descontaminação dos locais afetados. “Nosso objetivo com o Endophyto é utilizar fitofármacos para fazer o que chamamos de instrumentação química dos canalículos, locais que não são acessados pelos instrumentos endodônticos”, explica Luciano Fonseca, dentista que participa do grupo de pesquisadores do projeto.

Segundo ele, os produtos utilizados hoje são de origem sintética e podem deixar resíduos tóxicos. Fitofármacos são remédios que contêm uma substância medicamentosa isolada a partir de extratos de plantas. São classificados como um estágio mais avançado dos fitoterápicos. (Enquanto estes são constituídos por uma “mistura” de plantas validadas clinicamente, os fitofármacos são medicamentos originados das moléculas ativas isoladas dos vegetais e, consequentemente, possuem um maior valor agregado). De acordo com a Associação Brasileira de Empresas do Setor Fitoterápico, Suplemento Alimentar e de Promoção da Saúde – Abifisa, a 28 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

“O Endophyto será disponibilizado em tubetes plásticos ou de vidro ou ainda em seringas com pontas específicas, tornando a aplicação mais fácil e mais rápida.” outros – que são adquiridos separadamente. “São substâncias alopáticas antimicrobianas manipuladas em placa de vidro na hora do procedimento clínico. Esse procedimento, entretanto, aumenta as chances de contaminação do material”, aponta Luciano. Depois de feita a aplicação, esse componente ativo é deixado por um período no canal do dente, por isso ele é chamado de curativo. O emprego da medicação intracanal entre sessões do tratamento é feita com objetivo de potencializar o processo de redução de microorganismos do sistema de canais radiculares e, com isso, interromper o processo inflamatório. Feito isso, a pasta tem que ser retirada.

Essa fase, entretanto, também é problemática já que resíduos podem permanecer na região do canal, afetando a qualidade do fechamento definitivo (selamento final) do canal do dente.

O Endophyto será disponibilizado em tubetes plásticos ou de vidro ou ainda em seringas com pontas específicas, tornando a aplicação mais fácil e mais rápida.

Isso elimina o tempo de manipulação dos constituintes, reduzindo a chance de contaminação do medicamento, como acontece no tratamento convencional. Além disso, suas partículas naturais nanoestruturadas permitem sua entrada em espaços muito pequenos (os canalículos), aumentando seu alcance e, com isso, o sucesso do tratamento. Outra vantagem é ter duas apresentações farmacêuticas, em gel

Pasta de dente com nanotecnologia

vantagem do medicamento fitoterápico está basicamente nos seus efeitos adversos.

Com o uso desses medicamentos, raramente temos o desenvolvimento de doenças consequentes de seu uso porque a assimilação pelo organismo é “mais orgânica” do que com medicamentos fabricados a partir de material sintético.

Formato inovador O curativo de demora (curativo provisório) é uma pasta que permanece no dente de uma sessão para outra durante os tratamentos endodônticos. Para prepará-la, o profissional usa vários componentes - hidróxido de cálcio, antibióticos e 30 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

A tecnologia empregada para criar o Endophyto pode ser utilizada para desenvolver uma linha de produtos que incluiria, por exemplo, um creme dental para escovação diária e um enxaguante bucal.

Ele pode ainda ser impregnado no fio dental ou na escova de dente.

Essas variações aproveitariam a grande capacidade de penetração e a ação antimicrobiana do produto. O grupo de pesquisadores da UFJF também visualiza aplicações em outras áreas da odontologia como a implantodontia (especialidade que trata das disfunções dento-faciais), periodontia (que trata das gengivas) e cirurgia e para o combate a infecções em outros segmentos da medicina humana e veterinária.

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ou em pasta, de acordo com as necessidades do caso que está sendo tratado. “Em nossos testes, observamos redução de custos no tratamento como um todo, porque diminuem as taxas de reintervenções cirúrgicas e de extrações de dentes, exodontias”, conta Luciano.

O uso do Endophyto pode reduzir a necessidade do uso de anti-inflamatórios, diminuindo, consequentemente, os efeitos colaterais, comuns a esses medicamentos e barateando o custo final do tratamento endodôntico. “Hoje tem crescido o número de profissionais adeptos ao uso de fitoterápicos por conta da sua biocompatibilidade”, diz Mônica Soares, que também participou do desenvolvimento do Endophyto. Material biocompatível é aquele que pode ser colocado em contato com tecidos ou órgãos do corpo humano que não provocam qualquer tipo de reação adversa do organismo por rejeição ou contaminação. Em outras palavras, o organismo convive com esse material com um mínimo de agressão mútua.

A pesquisa está em fase adiantada, com o protótipo do produto já concluído e em fase de testes clínicos. Após esses testes, o Endophyto tem que ser aprovado pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária - ANVISA. O objetivo dos pesquisadores é transferir a tecnologia para uma empresa que já atue na área de fármacos para odontologia. Por ser um produto inovador, serão solicitadas as patentes nacional e internacional.

Equipe e contatos Faculdade de Farmácia e Bioquímica Nádia Rezende Barbosa Raposo | nadiafox@gmail.com Francisco J. Raposo Silvio S. da Silva Faculdade de Medicina Felipe A. Jorge Faculdade de Odontologia Luciano de M. Fonseca Mônica P. S. Soares Maria das Graças A. M. Chaves | duque02@powerline.com.br 32 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

Manipulador elétrico de alginato garante qualidade a produtos odontológicos Equipamento facilita a produção de moldagens para tratamentos dentários uniformes e mais consistentes

A moldagem é um procedimento necessário na maior parte dos tratamentos odontológicos e utilizada para confecção de placas de clareamento, próteses, coroas, aparelhos ortodônticos, entre vários outros. Para fazer a moldagem, os dentistas usam uma substância chamada alginato, manipulado de forma manual usando um pequeno pote de borracha (gral) e uma espátula. Apesar de não exigir muita habilidade, é trabalhoso e, caso o material não fique bem homogeneizado, comprometerá todo procedimento odontológico. Antônio Márcio Resende do Carmo e Felipe Soares Maria, da Faculdade de Odontologia da UFJF estão desenvolvendo um manipulador elétrico para alginato. Composto por um recipiente e uma espátula ligada a um motor, a tecnologia vai permitir manipular o alginato de forma adequada. O “O manipulador elétrico resultado disso é um material depositado facilvai melhorar a qualidade mente nas moldeiras odontológicas e moldagens das moldagens, diminuir uniformes, sem bolhas e mais consistentes. o tempo gasto e evitar A moldagem com alginato consiste basicadesperdício de material” mente em encher moldeiras odontológicas com esse material manipulado com água e levá-las à boca do paciente. Depois de esperar o material endurecer, remove-se a moldeira, obtendo-se uma cópia, em negativo, da boca.

Posteriormente, o dentista coloca gesso sobre essa moldagem para obter a reprodução da boca do paciente que vai servir para vários procedimentos, por exemplo, para confecção de aparelhos ortodônticos. O molde aprovado para o uso não deve apresentar nenhum contato dos dentes com a moldeira, nem bolhas ou rompimentos que comprometam sua qualidade. Segundo Antônio Márcio Resende do Carmo, diretor da Faculdade de Odontologia da UFJF e coordenador desse projeto, hoje existem vários misturadores no mercado, desde batedeiras de cozinha convencionais, até manipuladores de gesso a vácuo. No entanto, eles não atendem às necessidades específicas da manipulação do alginato: ser portátil, de fácil limpeza programa de INCENTIVO À inovaçÃO 33

e não permitir bolhas. “Nosso objetivo é diminuir a interferência humana na manipulação. O manipulador elétrico vai melhorar a qualidade das moldagens, diminuir o tempo gasto e evitar desperdício de material que acontece nos casos em que é necessário refazer a moldagem”, acredita Resende.

Permanência da qualidade Na faculdade de odontologia, o aluno aprende a fazer moldagem manual por ensaios, ou seja, por tentativa e erro. Para fazer a moldagem água é adicionada ao pó de alginato, misturando com uma espátula durante aproximadamente 45 segundos, até que a massa fique uniforme, lisa e cremosa. O alginato é um material irreversível: depois de diluído em água, ele endurece rapidamente. Segundo Resende, a contração do material é rápida, o que exige habilidade e experiência do profissional para obter uma boa moldagem. Se o alginato contrai antes da hora, não haverá adesão apropriada nos dentes para “copiar” o formato da arcada, isto é, a moldagem não será perfeita, comprometendo a qualidade do modelo. E, se a espatulação for insuficiente, pode deixar resíduos de pó, o que diminui a resistência do modelo em até 50%.

O objetivo inicial dessa tecnologia foi melhorar as condições de ensino na Faculdade de Odontologia da Universidade Federal de Juiz de Fora. “Nós somos fomentadores de opinião. Ao introduzir essas melhorias, estamos formando profissionais mais exigentes e comprometidos com a qualidade do tratamento odontológico. Eu tenho certeza de que esses alunos que estão estudando aqui levarão estas tecnologias, e, sobretudo, este conhecimento sobre um procedimento mais eficiente, para os seus consultórios”, afirma Resende.

Ineditismo Hoje não existem produtos similares no mercado. Por conta disso, os pesquisadores estão solicitando patente nacional para o manipulador elétrico. Será criada uma spin-off para produzir o manipulador elétrico de alginato. Na primeira fase, a empresa deve ficar na Incubadora de Base Tecnológica – IBT, do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia – Critt. O mercado-alvo são os dentistas de várias especialidades que fazem moldagem em pacientes.

Equipe e contatos: Antônio Márcio Resende do Carmo | antoniomarcio.resende@ufjf.edu.br Felipe Soares Maria programa de INCENTIVO À inovaçÃO 35

Periféricos biosseguros para odontologia Tecnologia diminui as chances de contaminação em consultórios, proporcionando praticidade durante atendimento

A migração para prontuários médicos em formato eletrônico é uma tendência crescente em consultórios médicos, odontológicos e nas escolas da área de saúde. Neles ficam registrados os dados do paciente, as condições clínicas, os exames e procedimentos executados. No entanto, no caso específico da odontologia, manter e acessar esses prontuários dentro do consultório dentário pode oferecer riscos à biossegurança dos procedimentos realizados. Isso porque o computador - tela, teclado e mouse - pode se tornar uma fonte de contaminação. Além disso, apresenta desvantagens quanto à ergonomia, que se torna um desafio frente à falta de espaço de alguns consultórios. Pensando nisso, Antônio Márcio Resende do

Carmo e Felipe Soares Maria, pesquisadores da Faculdade de Odontologia da UFJF, estão desenvolvendo periféricos biosseguros para o uso de prontuários eletrônicos nas escolas de odontologia e, posteriormente, em consultórios. O foco da tecnologia é atender as condições de ergonomia e biossegurança, aumentando o conforto para paciente e dentista como também diminuindo as chances de contaminação durante o tratamento.

Para diminuir as contaminações, a maioria dos procedimentos odontológicos utiliza instrumentos rotatórios. Entretanto, a contaminação por aerossóis dos equipamentos é frequente. “Utilizar dentro do consultório superfícies repletas de irregularidades como, por exemplo, um teclado de computador, pode aumentar ainda mais as chances de insucesso dos procedimentos por causa de infecções”, explica Antônio Márcio Resende do Carmo, que coordena o projeto na Faculdade de Odontologia da Universidade. Soma-se a isso a falta de espaço e problemas de ergonomia. Assim, é necessário que se desenvolva um produto que permita a utilização perto da cadeira odontológica. É comum o dentista ter que avaliar um exame de raios-X durante o procedimento e, muitas vezes, manipulá-lo (efetuar medidas, por exemplo). Essa demanda aumenta ainda mais no caso de instituições públicas ou clínicas pequenas, onde o espaço é muito reduzido. “Como não há nada projetado para este fim, normalmente utilizam-se computadores portáteis (notebooks), que, mesmo assim, não conferem a ergonomia adequada”, diz o pesquisador.

Biossegurança O conjunto de periféricos que está sendo criado na UFJF é composto por um teclado sem botões individualizados, ou seja, é uma superfície de plástico ou de silicone lisa e contínua, com os botões desenhados. O protótipo laboratorial desse teclado já foi desenvolvido com sucesso. “Ele permitirá a digitação sobre um ‘tapete’ de silicone”, conta Antônio Márcio. “A grande vantagem é que evita áreas retentivas a sujeiras bem como permite fácil desinfecção com álcool, além de ser uma superfície lavável”. Para garantir a biossegurança na manipulação do mouse, foi escolhido um modelo óptico convencional modificado. Os pesquisadores desenvolveram uma capa de silicone ou plástica, que tornará o mouse totalmente liso e sem locais retentivos. A parte de baixo fica envolvida por um material transparente e lavável, que também permite a desinfecção com álcool. Segundo a Comissão Técnica de Biossegurança da Fundação Oswaldo Cruz (CTbio-Fiocruz), ligada ao Ministério da Saúde, biossegurança é o conjunto de ações voltadas para a prevenção, minimização ou eliminação de riscos de acidentes em ambientes biotecnológicos, por exemplo em atividades de pesquisa, produ“O foco da tecnologia é atender ção, ensino, desenvolvimento, tecnologia e as condições de ergonomia e prestação de serviço de saúde do homem, biossegurança, aumentando o dos animais. conforto para paciente e dentista O terceiro periférico contemplado como também diminuindo pelo projeto foi a tela do computador. Será as chances de contaminação utilizada tela de LCD, que ficará justaposta a durante o tratamento” um vidro de dois milímetros de espessura. O teclado, o mouse e a tela estarão incluídos em um tipo de caixa, pouco maior que um computador portátil ou laptop, sendo a tampa a tela e o teclado corresponderá ao fundo da caixa. Quando fechada, a caixa ligará no seu interior lâmpadas ultravioleta, que emitem ondas não ionizantes, de comprovada ação antibacteriana. “Estas ondas associadas a outros métodos de desinfecção, como o uso do álcool 70%, permitem uma desinfecção tão eficiente que se aproxima muito da esterilização’, esclarece Antônio Márcio.

Para produzir e comercializar o conjunto de periféricos biosseguros, os dois pesquisadores planejam criar uma empresa que, inicialmente, ficará incubada na universidade. O mercado para os produtos seriam as escolas de odontologia – só no Estado de São Paulo existem 49 cursos de graduação, conforme levantamento dos pesquisadores. Segundo eles, várias instituições estão iniciando projetos de implementação de prontuários eletrônicos. Além dessas escolas, o público-alvo são os profissionais já atuando. Segundo o Conselho Federal de Odontologia (CFO) as regiões Sul e Sudeste concentram 75% dos profissionais de todo o Brasil, o que desenha um mercado potencial expressivo.

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Mundo digital O prontuário eletrônico tem inúmeras vantagens em relação ao de papel, entre elas: possibilidade de guardar documentos e exames por tempo indefinido sem perda da qualidade, análise de dados automaticamente, facilidade de identificação, menor espaço de armazenamento, manipulação de exames de imagem, utilização do mesmo prontuário por vários profissionais, entre outros. Além disso, cada vez mais se utilizam radiografias digitais no lugar dos exames de raios-X convencionais. De acordo com o professor Antônio Márcio, os exames de raios-X digitais permitem a visualização da imagem imediatamente e na quantidade desejada, sem gastos com películas para revelação. “Mas para tirar proveito desses benefícios, o prontuário eletrônico é fundamental, por isso apostamos no desenvolvimento de uma tecnologia que permita que esse prontuário seja utilizado de forma biossegura e ergonômica no ambiente odontológico”, afirma ele.

Equipe e contatos: Antônio Márcio Resende do Carmo | antoniomarcio.resende@ufjf.edu.br Felipe Soares Maria programa de INCENTIVO À inovaçÃO 39

Nova seringa Modelo desenvolvido – além de ser descartável – garante mais proteção para dentistas durante anestesia e cirurgias

Por causa do tipo de trabalho, o cirurgião-dentista tem risco de infecção (ou contaminação) cinco a dez vezes maior que o restante da população. No contato com o sangue e a saliva dos pacientes, ele fica exposto a microorganismos patogênicos responsáveis pela transmissão de doenças que vão desde uma simples gripe ou herpes até enfermidades graves como a hepatite B, AIDS e meningite. Os acidentes com os chamados instrumentos pérfuro-cortantes são uma das situações que aumentam o risco de contaminação e, nesses casos, em função da frequência de uso elevada, a agulha para anestesia é a causa de cerca de 30% dos acidentes. Pensando em solucionar esse problema, a cirurgiã-dentista Maria das Graças Afonso Miranda Chaves, da Faculdade de Odontologia e Nádia Rezende Barbosa Raposo, da Faculdade de Farmácia e Bioquímica, estão desenvolvendo uma seringa para anestesia e cirurgia, descartável e segurança. A nova tecnologia vai atender às normas de biossegurança, as quais exigem que em procedimentos médicos e

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odontológicos os produtos sejam utilizados uma única vez. Assim, a grande inovação é oferecer mais segurança e proteção aos profissionais das várias especialidades da odontologia que utilizam a seringa para anestesia e cirurgias e também para os pacientes, já que o material não será reutilizado.

Segundo a Comissão Técnica de Biossegurança da Fundação Oswaldo Cruz (CTbio-Fiocruz), ligada ao Ministério da Saúde, biossegurança é o conjunto de ações voltadas para a prevenção, minimização ou eliminação de riscos inerentes às atividades de pesquisa, produção, ensino, desenvolvimento, tecnologia e prestação de serviço visando à saúde do homem, dos animais, à preservação do meio ambiente e a qualidade dos resultados. Os profissionais de odontologia, auxiliares de consultório odontológico, higienistas, técnicos de higiene dental e técnicos de laboratório de prótese estão sob risco constante de adquirir doenças no exercício de suas funções. “Na verdade o dentista tem que garantir a sua segurança, a dos funcionários e a do paciente, desde a sala de espera até o momento em que ele deixa o consultório”, explica Maria das Graças, uma das coordenadoras desse projeto. Isso demanda o uso de uma série de equipamentos como luvas, máscara, esterilizadores e materiais estéreis e descartáveis. No entanto, as seringas utilizadas para anestesia e cirurgia – chamadas de carpule (uma seringa feita de aço inox) não são descartáveis.

“Vamos abolir toda a parte da lavagem e armazenagem do carpule com um dispositivo mais barato e mais seguro” Diferenciais Maria das Graças Miranda Chaves e Nádia Raposo estão desenvolvendo uma seringa descartável, pré-envasada com anestésicos, em um sistema que impede a reutilização. “Ao contrário do carpule, a seringa é descartada após o uso, propiciando segurança tanto para o paciente quanto para o profissional”, explica Maria das Graças. Outro importante diferencial é que a agulha é envolvida por uma proteção plástica após o uso, eliminando o risco de acidentes com o seu manuseio e descarte. “Vamos abolir toda a parte da lavagem e armazenagem do carpule com um dispositivo mais barato e mais seguro”, complementa a dentista. Ela salienta, ainda, economia de água, luz e recursos humanos no consultório.

Hoje, para anestesiar um paciente, o dentista tem que “montar” o carpule.

Ele insere nessa seringa de metal o anestésico, que vem em tubetes individuais, e depois a agulha. Após o uso, a agulha e o tubete devem ser descartados e o carpule esterilizado para novo uso. “Nesse procedimento não há garantia de que a agulha e o tubete serão realmente descartados e que o carpule seja devidamente descontaminado, o que representa risco tanto para pacientes quanto para o dentista”, alerta Maria das Graças. “Para obedecer à risca os procedimentos de biossegurança, o carpule tem que ser lavado, esterilizado, embalado e armazenado e isso exige uma boa estrutura de biossegurança nos consultórios: máquina de autoclave e funcionários especialmente dedicados para essa atividade”, explica a cirurgiã-dentista. A seringa descartável que está sendo desenvolvida na UFJF já vem montada, com o tubete de anestésico e com a agulha. Após o uso, o dispositivo, como um todo, pode ser descartado, eliminando toda a fase de limpeza e esterilização dos carpules.

A tecnologia já tem protótipo. Com auxílio do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia – Critt, em Juiz de Fora, será feito pedido de patente nacional e internacional. O mercado é amplo: consultórios odontológicos e outras especialidades da medicina como a ortopedia, dermatologia e cirurgia plástica poderão se beneficiar da seringa descartável.

Equipe e contato: Maria das Graças Afonso Miranda Chaves | duque02@powerline.com.br Nádia Rezende Barbosa Raposo | nadiafox@gmail.com Luciano Mello Fonseca programa de INCENTIVO À inovaçÃO 43

Ergômetro para cadeira de rodas Possibilidade de inclusão social e qualidade de vida aos cadeirantes, além da melhoria nas condições para o treinamento paraolímpico

Realizar várias avaliações físicas em cadeirantes, este é o objetivo do ergômetro para cadeira de rodas que está sendo desenvolvido pelo professor José Marques Novo Júnior e sua equipe, no Laboratório Multidisciplinar de Pesquisa Neuromuscular, LAPEN, da UFJF. O equipamento, portátil e adaptável a qualquer tipo de cadeira de rodas, permitirá avaliar o esforço do cadeirante quando ele movimenta a cadeira de rodas. De modo prático e mais confortável, tanto para o profissional que faz a avaliação quanto para a pessoa avaliada, ele desempenhará o papel de uma esteira ou de uma bicicleta ergométrica, usada hoje por indivíduos não cadeirantes. Com ele será possível obter dados importantes sobre a saúde e as condições físicas de pessoas que utilizam cadeiras de rodas, aumentando a precisão dos diagnósticos, tratamentos e preparação física.

Ergometria é a medição do trabalho muscular ou esforço físico de uma pessoa. A esteira e a bicicleta ergométrica são exemplos de ergômetros. Fundamentais para médicos, preparadores físicos, fisioterapeutas determinarem as condições físicas de uma pessoa, os testes ergométricos podem detectar alterações do coração que muitas vezes se manifestam quando o indivíduo se submete a um esforço físico. O exame é realizado colocando-se eletrodos no tórax do paciente, que, então, inicia, de maneira gradual, o esforço físico em uma esteira (ou bicicleta). A partir daí, diversos parâmetros fisiológicos são monitorados: frequência cardíaca, pressão arterial, consumo de oxigênio. Como qualquer outra pessoa, o cadeirante também deve fazer essas avaliações ergométricas. “Podemos dizer que os equipamentos que existem no país atualmente não suprem completamente as necessidades das pessoas cadeirantes”, conta Marques Júnior, coordenador desse projeto. “Quando se fala em acessibilidade para cadeirantes, o que vem à mente das pessoas é a necessidade de construir rampas, mas acessibilidade é algo muito mais amplo”, afirma Marques. “Trata-se de garantir que essas pessoas tenham direito e condições aos mesmos serviços que qualquer outro indivíduo”, completa.

Ciência e Tecnologia para a saúde Segundo o pesquisador, a maioria das pessoas que utilizam cadeira de rodas não faz exames ergométricos. Eles dependem de um exame clínico feito por um médico, mas sem a realização do esforço, por meio do qual as condições 44 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

cardiovasculares são avaliadas. No mercado nacional há aparelhos como bicicletas estacionárias e ergômetro de braço, utilizados para aumentar a extensão dos movimentos do quadril, joelho e tornozelo e que auxiliam no fortalecimento e reabilitação de músculos específicos. “Porém, nenhum deles simula a condição real de condução de uma cadeira de rodas, seja no complexo movimento que um atleta paraolímpico executa, seja na autopropulsão do cadeirante em seu cotidiano”, afirma Marques. “Nosso objetivo é construir um modelo padrão, básico, de baixo custo, que poderá ampliar o acesso dos cadeirantes a esse serviço e atender as necessidades dos profissionais de saúde nas Unidades Básicas de Saúde do SUS”, conta.

Fora do país, existem sistemas para ergometria similares ao que está sendo proposto na UFJF; entretanto, eles ficam em laboratórios de pesquisa ou clínicas especializadas, impossibilitando acesso de um grande número de pessoas. Esses modelos baseiam-se em esteiras rolantes, grandes e pesadas, com alto custo de manutenção. “Nosso projeto vai gerar um produto para ser colocado no mercado, mas aqui na UFJF ele estará ligado a pesquisas relacionadas à prática de atividades físicas por pessoas com necessidades especiais e também a atividades de extensão, dentro do Projeto Paraolímpico que desenvolvemos na Faculdade de Educação Física da Universidade”, adianta Marques.

A próxima fase do projeto é a construção de um protótipo para realizar

“os equipamentos que existem no país atualmente não suprem completamente as necessidades das pessoas cadeirantes” os primeiros testes com o novo equipamento. Com o auxílio do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia – Critt, será feito pedido de patente da tecnologia. Mesmo em estágio inicial, o pesquisador já visualiza inovações incrementais no ergômetro. Segundo ele, é possível adicionar um visor em frente ao ergômetro, com a finalidade de simular trajetos e situações reais de uso, como curvas, desvios de obstáculos e subida de rampas.

De acordo com Marques, em paralelo com a versão simplificada, já está sendo prevista a possibilidade de criar módulos mais complexos do ergômetro. A expectativa para essa outra versão é de que componentes mecânicos e eletrônicos, em interface com software e hardware, sejam capazes de mensurar e registrar dados relativos à velocidade de propulsão do usuário. O resultado são informações mais precisas, que facilitam a análise e a elaboração de diagnósticos e exames úteis nas pesquisas acadêmicas e procedimentos médicos.

O Brasil tem se destacado nos esportes paraolímpicos, incentivando o crescimento do número de para atletas no país. Este cenário cria um ambiente favorável à introdução de equipamentos que auxiliem na avaliação e preparação desses atletas. Além de centros de treinamento, outra possibilidade de mercado para o ergômetro para cadeirantes são os hospitais particulares, clínicas de reabilitação, de fisioterapia e ortopedia Rompendo barreiras Com exceção dos para-atletas, os cadeirantes, em geral, não conhecem a importância da realização de exercícios para seu bem-estar e qualidade de vida.

Muitas vezes, até mesmo os profissionais da área, como médicos e fisioterapeutas, não estimulam seus pacientes a desenvolver atividades físicas. Além do acesso às avaliações clínico-cardiológicas, o ergômetro pode auxiliar na inclusão social de cadeirantes, na medida em que permite a prática de exercícios regularmente.

“Hoje em dia isso não é possível porque não há vias ou equipamentos adequados para que eles possam exercer atividade física diariamente”, lembra Marques Júnior. Nesse sentido, as possibilidades de inserção no mercado são ampliadas.

A tecnologia, ainda em estágio inicial, poderá ser inserida tanto no segmento de exames quanto para a prática cotidiana de exercícios de cadeirantes e para-atletas, que precisam melhorar seu desempenho físico e cardio-respiratório.

Equipe e contato: José Marques Novo Júnior | jose.marques@ufjf.edu.br programa de INCENTIVO À inovaçÃO 47

Esfíncter eletrônico Maior conforto aos pacientes que sofrem de incontinência urinária, além de apresentar baixo custo

Incontinência urinária é a perda involuntária de urina. Para muitas pessoas, o problema é fonte de constrangimento e dificuldade social, sendo muitas vezes escondida e deixada sem tratamento. Um dos métodos de tratamento é usar o dispositivo pneumático que ajuda a controlar o fluxo urinário; no entanto, ele causa desconforto e incômodo nos pacientes porque eles têm que acionar uma pequena bomba pneumática presa ao corpo. Além disso, o equipamento tem preço bastante elevado, chegando a custar R$ 50 mil, dificultando a aquisição pela maioria da população brasileira. Pensando em solucionar essas desvantagens, uma equipe interdisciplinar coordenada pelo físico José Paulo Mendonça, do Laboratório de Engenharia Biomédica da Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ) e o engenheiro André Luis Marques Marcato, da Faculdade de Engenharia da UFJF, estão desenvolvendo um novo dispositivo para controle da incontinência urinária: o esfíncter eletrônico. O novo equipamento traz mais conforto para o paciente e tem baixo custo, podendo ser adotado pelo Sistema Único de Saúde, tornando-o acessível para grande número de pessoas, que hoje não podem adquirir o dispositivo pneumático.

Os rins produzem urina constantemente pelo processo de filtração do sangue, a qual fica armazenada na bexiga. O colo, a parte mais baixa da bexiga, é circundado por um músculo chamado de esfíncter urinário. Ele permanece contraído para fechar a uretra, canal que leva a urina para fora do corpo. Quando a bexiga enche, estímulos nervosos são transmitidos ao cérebro e o indivíduo sente vontade de urinar. O ato de micção é complexo, compreendendo um componente voluntário e involuntário. No ato voluntário, o esfíncter relaxa, permitindo que a urina flua através da uretra ao mesmo tempo em que os músculos da bexiga contraem para empurrar a urina para fora. A capacidade de controlar a micção pode ser comprometida em diferentes etapas do processo, devido a várias anormalidades cujo resultado é a incontinência urinária.

Os tratamentos para a perda do controle do processo de micção são diversos. Quando a incontinência é provocada especificamente pela disfunção no esfíncter, ele pode ser substituído por um esfíncter artificial. Hoje são utilizados esfíncteres pneumáticos. O paciente utiliza uma pequena bomba pneumática para bombear certa quantidade de fluido, geralmente água. A pressão do fluido aumenta ou diminui o raio de um anel que abraça a uretra do paciente de tal 48 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

Falando sobre o problema Muitas pessoas convivem com a incontinência sem buscar auxílio profissional porque têm medo ou se sentem constrangidas em discutir o problema com o médico ou acreditam, equivocadamente, que a incontinência faz parte do processo de envelhecimento normal. No entanto, muitos casos de incontinência podem ser curados ou controlados, especialmente quanto o tratamento é iniciado precocemente.

Fonte: Manual Merck

forma que, aumentando o raio do anel, diminui o estrangulamento da uretra e, consequentemente, a liberação da urina. “Com o esfíncter eletrônico que está sendo desenvolvido nesse projeto não existe o incômodo de ter que bombear líquido para simular a vontade de urinar, já que esse processo é feito eletronicamente”, explica José Paulo Mendonça.

Mais conforto A principal diferença do novo equipamento em relação aos tradicionais é que ele não é pneumático. “Utilizamos um balão de soro colocado a certa altura para simular a pressão da bexiga humana quando cheia. Um tubo de silicone, com diâmetro muito próximo de uma uretra, foi conectado ao balão com água”, descreve Mendonça. A equipe desse projeto desenvolveu também um anel composto “Com o esfíncter eletrônico que por dois semicírculos que abraçam o tubo está sendo desenvolvido nesse de silicone. Este anel é envolvido por uma borracha de silicone contendo água. “A água projeto não existe o incômodo é usada para distribuir melhor a pressão em de ter que bombear líquido para toda a região do tubo envolvido pelo anel. simular a vontade de urinar, Isso é fundamental porque a pressão excessijá que esse processo é feito va pode gerar necrose da uretra”, continua. eletronicamente” A abertura e fechamento deste anel são realizados por um dispositivo cilíndrico contendo uma pequena quantidade de um líquido especialmente desenvolvido pelos pesquisadores para o novo equipamento. Ele tem alto coeficiente de dilatação para temperaturas da ordem de 45 a 55 graus.

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O projeto prevê dois tipos de mecanismos. Para as pessoas que possuem sensibilidade na bexiga e sentem a necessidade de urinar, “neste modelo o indivíduo pode comandar o sistema, ou seja, basta acionar algum músculo que o dispositivo eletrônico reconheça o sinal e comande a abertura da miniválvula”, explica Mendonça. O segundo tipo é para as pessoas que não possuem esta sensibilidade, por exemplo, uma pessoa paraplégica. “Neste caso, o paciente terá um relógio que avisa a hora em que será liberada a miniválvula. Dessa forma, o paciente tem condições de ir ao banheiro e se preparar para eliminar a urina”, complementa.

Os pesquisadores já concluíram o protótipo in vitro do novo dispositivo. A próxima etapa do projeto é criar um protótipo para ser implantado em suínos por meio de cirurgia. A tecnologia será patenteada. Os potenciais clientes do esfíncter eletrônico são pacientes com incontinência urinária provocada por disfunção no esfíncter. A tecnologia pode representar um avanço importante para o tratamento e controle da incontinência urinária, especialmente para pacientes que utilizam o Sistema Único de Saúde, que não tem acesso aos dispositivos pneumáticos usados atualmente devido ao alto custo.

Equipe e contato: José Paulo Mendonça | jpaulo@fisica.ufjf.edu.br André Luis Marques Marcato Luiz Carlos Araújo Ana Paula Madureira Pedro Paulo Ferreira Felipe Campos Kitamura

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CIÊNCIAS EXATAS

Avaliação de minérios Tecnologia utiliza imagens para determinar quantidade e qualidade de materiais, com maior agilidade e precisão

Britas, cascalhos e diferentes tipos de minérios têm seu valor determinado, conforme o volume e a composição granulométrica. Um grupo de engenheiros da UFJF desenvolveu equipamento capaz de fazer avaliação qualitativa e quantitativa desses materiais: o avaliador de minérios e agregados graúdos. Baseado em processamento de imagens, o equipamento fica acoplado a uma correia transportadora por onde os materiais passam de maneira contínua e são submetidos à inspeção visual autônoma. O sistema é uma alternativa ao procedimento tradicional, o peneiramento, oferecendo uma classificação de minérios e agregados rápida, precisa e de toda a produção.

A granulometria é utilizada largamente em análises de solo para identificar a porcentagem de pedregulho, areia, argila, silte (menor do que a areia fina e maior do que a argila) existente em uma amostra do solo. Em geral é feita em laboratórios, usando peneiras especiais que separam esses materiais. O método também é usado em pedreiras e mineradoras para determinar a qualidade, e, consequentemente, o valor dos miné“A tecnologia desenvolvida rios. Pequenas quantidades de amostras na UFJF possibilitará a análise são colocadas em peneiras com abertugranulométrica, em tempo ras diferentes. Separados os tamanhos de real, de todo o material a ser agregados, cada fração retida na peneira comercializado e não só é pesada e, então, segue para comerciade uma amostra” lização de acordo com tamanho e peso.

“Em uma pedreira, por exemplo, o peneiramento não atende o volume de material retirado, prejudicando o controle de qualidade do produto comercializado”, explica Fernando Marques de Almeida Nogueira, pesquisador do Departamento de Engenharia de Produção da UFJF que participa desse projeto. A tecnologia desenvolvida na UFJF possibilitará a análise granulométrica, em tempo real, de todo o material a ser comercializado e não só de uma amostra, “Por exemplo, uma pilha de minério de ferro com cinco mil toneladas levaria cerca de uma hora para ser transportada e analisada no avaliador”, prevê o pesquisador.

O avaliador de minérios e agregados graúdos é composto por uma esteira 54 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

gastas etc.) que possam gerar a presença de grãos de tamanhos indesejados para determinada finalidade, evitando desperdícios. Todo esse controle incentiva e pode garantir 100% de aproveitamento da matéria-prima retirada por detonação, o que representa impacto ambiental positivo.

Raio Laser Na versão atual, o sistema não dispõe de acessórios; no entanto, outras funcionalidades podem ser agregadas, multiplicando as possibilidades de negócios com a tecnologia e sua aplicação em outros setores como, por exemplo, linhas de produção de eletroeletrônicos e a indústria alimentícia. O avaliador pode ser modificado para quantificar não somente a área, mas também o volume de objetos. Para isso, seria instalado no difusor luminoso um sistema de raio laser.

“A estrutura tridimensional do objeto pode ser reconstruída por meio do processamento de imagens obtidas com a incidência de raio laser em sua superfície”, esclarece Nogueira.

rolante, um difusor luminoso e uma câmera digital de alta precisão. Complementa esse conjunto um sistema de software para processamento das imagens geradas enquanto o material passa pela esteira, em cerca de 30 quadros por segundo. É importante ressaltar que as mineradoras e pedreiras já têm esteiras para transportar o minério e os agregados retirados da natureza. Segundo Nogueira, nesses casos, bastaria instalar nessas esteiras rolantes o dispositivo de captação de imagens e o software de análise de imagens. O controle preciso e ágil dos minérios e agregados no processo produtivo viabiliza o cumprimento das especificações técnicas das obras, com um produto de qualidade, no tamanho e volume corretos. O avaliador otimiza a produção nas plantas das pedreiras, detectando rapidamente os possíveis pontos falhos dos processos (peneiras furadas, correias

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O PAC e a Copa O mercado que será atendido por essa tecnologia – construção civil e mineração – é um dos maiores na economia brasileira. A construção civil responde por 15% de nosso PIB. O Brasil é um dos maiores produtores mundiais de minério, com empresas instaladas em todo o território, atendendo o mercado nacional e internacional. Só de aço bruto são produzidas 30 milhões de toneladas por ano, sendo Minas Gerais o maior produtor brasileiro. A produção anual de brita é de 150 milhões de toneladas. A brita é utilizada em diversas obras de infraestrutura como estradas, aeroportos, pontes, viadutos, barragens e edificações. Políticas de investimento em projetos de infraestrutura como o Programa de Aceleração do Crescimento – PAC, assim como obras para receber a Copa do Mundo de 2014 e as Olimpíadas em 2016, vem incentivando o setor da construção civil e, consequentemente, aumentando a demanda por minério de ferro para a produção de aço, material essencial na construção civil. A expectativa, portanto, é que o Avaliador de Minérios e Agregados Graúdos, baseado em Processamento de Imagens, encontre empresas dispostas a investir nessa tecnologia, visando a obter maior agilidade e precisão na classificação de minérios e agregados.

Equipe e contatos: Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia de Produção | Fernando Marques de Almeida Nogueira fernando.nogueira@ufjf.edu.br Departamento de Mecânica Aplicada e Computacional | Flávio de Souza Barbosa Departamento de Construção Civil | Pedro Kopschitz Xavier Bastos Graduando em Engenharia Civil | Leandro Mota Peres | leandro.mota@engenharia.ufjf.br

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Medidor de distância cabo-solo Tecnologia oferece maior segurança e confiabilidade para o sistema de transmissão de energia elétrica

Monitorar a distância entre o solo e os cabos de alta tensão que transmitem energia elétrica, esse é o objetivo do equipamento desenvolvido pelo engenheiro eletricista Márcio de Pinho Vinagre, da Faculdade de Engenharia da UFJF. Os cabos de alta tensão têm que estar a uma distância segura do solo, do contrário as pessoas podem se acidentar ou mesmo ocorrer interrupções da transmissão de energia, como os apagões. A medição da distância entre as linhas de alta tensão e o solo e o envio constante dessas informações para as concessionárias de energia elétrica permitem melhor planejamento e otimização do uso, adiando ou mesmo evitando a implantação de novas linhas. Além disso, pode beneficiar os consumidores com o aumento da confiabilidade do sistema ou, até “Os equipamentos mais usados mesmo, tornando a energia elétrica mais hoje para fazer medição cabobarata. solo são importados, têm O carregamento de uma linha de alto custo e são invasivos, transmissão elétrica é variável ao longo do inviabilizando seu uso em larga tempo, isto é, a concessionária pode enviar escala pelas distribuidoras de mais ou menos energia por determinada energia elétrica” linha. Isso interfere na distância dos cabos em relação ao solo: quanto mais energia, maior pode ser o deslocamento dos cabos.

De acordo com o professor Márcio, os cabos podem ficar mais perto ou mais longe do solo, dependendo da potência que está passando e das condições meteorológicas momentâneas. Se a linha estiver muito carregada, o espaço entre o cabo e o solo diminui. A variação de temperatura da linha também é fator determinante. Ela pode alcançar até 80° C, fazendo a linha abaixar até 1,80 metro no meio do vão.

“Isso acontece por causa da dilatação natural do cabo. Se o dia estiver muito quente e houver pouco vento, a variação pode ser maior ainda. E quando isso ocorre, a linha fica mais vulnerável”, explica Márcio. “Imagine em uma fazenda ou estrada, por exemplo, se, exatamente no momento em que a distância cabo-solo estiver menor, passar um caminhão ou um trator embaixo da linha de tensão, poderá acontecer um grave acidente. Isso acontece muito mais do que a gente imagina”, exemplifica. Nesse sentido, a medição é uma questão de segurança. “A Cemig, por 58 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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exemplo, tem muito interesse em fazer esse monitoramento porque a maioria da região que ela cobre é de terrenos montanhosos, que apresentam grande variação na distância cabo-solo”, lembra o pesquisador.

Sistema não invasivo Os equipamentos mais usados hoje para fazer medição cabo-solo são importados, têm alto custo e são invasivos, inviabilizando seu uso em larga escala pelas distribuidoras de energia elétrica. As tecnologias chamadas de invasivas têm que ser instaladas nos cabos. Isso gera maior custo de instalação já que, em alguns casos, as linhas de alta tensão têm que ser desligadas. “Ao mesmo tempo, a instalação em linha viva é sempre um processo de risco para os operadores”, acrescenta Márcio. Uma característica inovadora do novo equipamento é que ele funciona de modo isolado, isto é, não é instalado nos cabos e não depende da tensão da linha, o que lhe confere grande confiabilidade e autonomia. Ele será colocado em regiões próximas das linhas, em estruturas metálicas. Outra vantagem é poder fazer testes e simulações em ambientes fechados ou linhas experimentais.

No equipamento desenvolvido pelo professor Márcio Vinagre, a medição é feita por meio de canhões a laser e microcontroladores programáveis, movidos a energia solar, que monitoram a movimentação dos cabos de tensão e sua distância em relação ao solo. Em seguida eles enviam a informação para um centro de controle, por meio da tecnologia GPRS, a mesma usada nos telefones celulares. As medições são armazenadas e geram um importante banco de dados sobre o perfil

Mercado O mercado de energia elétrica é profundamente afetado pelo crescimento da economia. Quando o custo do transporte da energia é maior do que o valor da própria energia, entende-se que o sistema deve expandir o número de linhas. Assim, de tempos em tempos, há a entrada de linhas na rede de transporte de energia. No entanto, a construção de novas linhas gera alto custo. Nesse contexto, o monitoramento adequado das linhas pode postergar investimentos vultosos.

O sistema contribui para aumentar a confiabilidade do sistema elétrico, impactando no preço da energia elétrica, na satisfação do cliente final e na economia de escala no negócio da empresa.

de movimentação do cabo de tensão, possibilitando o planejamento de seu uso.

Caso a folga se torne zero ou negativa, a linha deve ser aliviada para que a segurança e a confiabilidade do sistema sejam restauradas. Além disso, a transmissão de dados via internet responde a uma necessidade crescente das concessionárias, que atendem extensas regiões geográficas. De acordo com Márcio Vinagre, nas primeiras gerações o monitoramento dependia de sistemas exclusivos de comunicação, o que onerava muito a atividade. Com a tecnologia GRPS e TCP/IP o monitoramento fica mais barato. A tecnologia é inédita e aguarda o processo de patenteamento.

Não existem concorrentes nacionais.

Prevenção Como medida preventiva, as concessionárias optam por passar um nível de potência menor pelas linhas. Estudos estatísticos apontam perdas de até 30% no aproveitamento dos cabos por conta da subutilização. Por exemplo, se uma linha é projetada para a transmissão segura de 420 A (ampére é a unidade que mede a intensidade da corrente elétrica), o monitoramento permitiria transmitir, de forma segura, uma ordem de 460 A, em 90% do tempo.

As concessionárias são obrigadas por lei a fornecer energia elétrica. Se uma nova indústria é instalada em determinado local, a empresa tem que instalar linhas e cabos especialmente para ela. Se existirem linhas próximas ao local, por meio do monitoramento da distância cabo-solo, a concessionária pode investigar a possibilidade de mandar mais potência pelas linhas já existentes, em vez de implantar novos cabos de transmissão.

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Na medida certa Pesquisadores criam régua para medir tamanho e massa de macromoléculas separadas por qualquer tipo de eletroforese em gel

Para separar moléculas, pesquisadores da área de biologia molecular utilizam uma técnica chamada eletroforese em gel. Durante a aplicação de uma corrente elétrica, moléculas mergulhadas em um gel especial migram de acordo com seu tamanho e massa. Dependendo do seu tamanho elas se movimentam mais ou menos rapidamente. O biólogo Raúl Marcel González Garcia e o físico José Paulo Rodrigues Furtado de Mendonça criaram uma régua para determinar a massa molecular e o tamanho de macromoléculas separadas por qualquer tipo de eletroforese em gel. Esse tipo de informação é extremamente importante para pesquisas nas áreas de ciência biológica, biomédica e química. Com a participação de alunos da graduação, os dois pesquisadores desenvolveram também um software que será utilizado na régua, que recebeu o nome de ABEletro – Analisador de Bandas de Ele-

Estações meteorológicas A instalação do sistema de monitoramento da distância cabosolo pode agregar outras funcionalidades sem grandes incrementos de custo. Informações meteorológicas, tais como velocidade do vento, radiação solar e temperatura ambiente fazem parte do conjunto de dados necessários ao funcionamento das linhas de transmissão de energia elétrica. Assim, as concessionárias poderiam implantar microestações meteorológicas ao longo das linhas para aumentar a confiabilidade do sistema como um todo, aproveitando o mesmo sistema original de monitoramento de distância cabo-solo.

Contato: Márcio de Pinho Vinagre | marvin@lacee.ufjf.br Faculdade de Engenharia Elétrica http://www.ufjf.br/engenhariaeletrica/professores/prof-marcio-pinho-vinagre/ 62 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

“Dispensa a digitalização das imagens com máquina fotográfica ou scanner, além de ser mais preciso, se comparado à medição feita manualmente com régua ou paquímetro” troforese. O equipamento proporciona ganho de custo e de tempo, já que dispensa a digitalização das imagens com máquina fotográfica ou scanner, além de ser mais preciso, se comparado à medição feita manualmente com régua ou paquímetro.

Hoje, para determinar a massa molecular, os pesquisadores têm dois caminhos. Uma opção é digitalizar as imagens das macromoléculas para depois calcular seu tamanho e massa com software específico. Nesse caso, o problema é o custo tanto dos equipamentos de captação das imagens – máquinas fotográficas ou scanner –, quanto do software que faz os cálculos. Outra maneira de fazer as medições é manualmente, com auxílio de régua ou paquímetro. “A medição manual é extremamente demorada, além de ser imprecisa”, explica Raúl Marcel González Garcia, biólogo da UFJF que coordena o projeto. “Com a régua que nós estamos desenvolvendo será possível avaliar o tamanho e/ou a massa de macromoléculas sem a necessidade de digitalização da imagem, de um jeito rápido e preciso”, sintetiza.

Baixo custo e praticidade A tecnologia compreende um software que já foi concluído e testado e a régua propriamente dita, em fase de estudos para construção do protótipo. Os pesquisadores planejam criar um equipamento feito com material plástico, que seja portátil e de fácil limpeza, adequado à bancada de qualquer laboratório. Segundo Garcia, para fazer as fotografias das moléculas os pesquisadores têm que usar um espaço separado, com luz diferenciada, o que dificulta o andamento das pesquisas.

“Com a régua não será necessário separar um lugar no laboratório para captar

Investigando o diabetes e a obesidade Uma das aplicações da eletroforese é na identificação de diferentes tipos de proteínas. “A maior parte das atividades que acontecem na célula são protagonizadas por proteínas”, explica Raúl Garcia. No Laboratório de Biologia Molecular da UFJF, ele e sua equipe pesquisam como a obesidade e o diabetes afetam algumas proteínas importantes para o funcionamento das células. “Em última instância, uma doença é caracterizada pelo mau funcionamento das células.

Nosso trabalho é entender o que não está funcionando direito na célula e a eletroforese é fundamental nestas pesquisas”, finaliza.

imagens, como acontece hoje”, conta Garcia. Ele estima, ainda, que a régua tenha baixo custo e que será adaptável a géis de qualquer tamanho. Testada com sucesso no Laboratório de Biologia Celular da UFJF, a régua também será usada em mais três laboratórios: o de genética, na UFJF; de Fisiologia Endócrina, que fica na UERJ; e no de Laboratório de Biologia Celular da Secreção, da Universidade Estadual de Maringá. “Pra nós é importante repassar esse conhecimento para corroborar os bons resultados que tivemos em nosso laboratório”, afirma o biólogo.

Com o apoio do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia – Critt, já foi feito registro do software. A intenção é transferir a tecnologia para uma empresa do ramo de equipamentos de laboratório. O principal mercado do novo software são laboratórios de pesquisa científica, de análise clínica, de patologia e de medicina forense, nos quais a eletroforese em gel faz parte da rotina do trabalho. Em 2009, dos 16 artigos publicados em conceituada revista científica da área de biologia molecular, 14 utilizaram técnicas de eletroforese em gel. “Pesquisas na área de medicina, por exemplo, se voltam cada vez mais para a busca por moléculas que possam indicar a existência de patologias. Isso indica que os métodos de eletroforese tendem a ser mais utilizados, aumentando também a demanda por essa tecnologia”, acredita Raúl Garcia.

Equipe e contato: Laboratório de Biologia Celular da UFJF Raúl Marcel González Garcia | raul.garcia@ufjf.edu.br Departamento de Engenharia de Biossistemas da UFSJ José Paulo Rodrigues Furtado de Mendonça | jpaulo@fisica.ufjf.br programa de INCENTIVO À inovaçÃO 65

CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

Novo carrapaticida e repelente feito com timol Produto se mostrou eficaz contra as principais espécies de carrapatos e com baixa toxicidade para os animais

Uma das grandes preocupações dos donos de animais domésticos é com a prevenção e o combate de carrapatos. De maneira geral, o controle de infestações é feito com carrapaticidas sintéticos. Entretanto, além de deixarem resíduos tóxicos no ambiente, seu uso indiscriminado acaba por selecionar linhagens resistentes a esses produtos. Por conta disso, tem crescido o número de pesquisas que buscam desenvolver produtos a base de componentes naturais. Uma dessas substâncias é

o timol, obtido a partir do óleo essencial do tomilho ou do orégano. Ele tem comprovada ação contra carrapatos. Os pesquisadores Erik Daemon, do Departamento de Zoologia da UFJF, e o mestrando Marcio Scoralick Goldner estão desenvolvendo um novo carrapaticida e repelente para uso veterinário a base de timol. A inovação do produto é que ele emprega uma nova técnica para a solubilização do timol.

Solubilizar é tornar uma substância solúvel em outra. O uso da nova técnica acelera esse processo e o resultado é a obtenção de um carrapaticida mais eficiente e com menor custo de produção.

Os carrapaticidas com timol fabricados atualmente utilizam um solubilizador “No mundo inteiro, o DMSO é chamado DMSO (sigla para dimetilsulfóxiusado para solubilizar o timol, nós do). A solubilização com DMSO tem que fomos os primeiros a encontrar um ser feita a quente, com temperaturas em novo solubilizador eficiente” torno de 60 °C e agitação constante. “Só que o timol é muito volátil e, portanto, ao aquecê-lo ocorre desprendimento muito forte do princípio ativo, ou seja, há perda do componente por evaporação”, explica Erik Daemon, que coordena o projeto na UFJF. A principal desvantagem do uso do DMSO seria, portanto, perda da qualidade do produto final. “Quando começamos a pesquisar o timol, nosso objetivo era encontrar um processo mais eficiente para solubilizá-lo, de modo a obter um carrapaticida melhor”, conta Marcio Goldner, farmacêutico e bioquímico que também participa do projeto. “Começamos a esprograma de INCENTIVO À inovaçÃO 69

tudar a estrutura da molécula do timol e, a partir dessas pesquisas, chegamos ao novo solubilizador”, complementa. A nova técnica é feita a frio, ou seja, dispensa o aquecimento no processo de solubilização. Com ela, não há evaporação do timol.

“No mundo inteiro, o DMSO é usado para solubilizar o timol, nós fomos os primeiros a encontrar um novo solubilizador eficiente”, comemora Daemon.

Mais seguro, mais barato Uma característica do DMSO é que ele tem capacidade grande de ser absorvido pela pele, sendo por isso usado em alguns tipos de medicamentos. Mas, no caso dos carrapaticidas, pode haver absorção dos princípios ativos tóxicos através da pele dos animais. Nesse sentido, a sua substituição por um solubilizador inócuo torna o produto para o controle de carrapatos mais seguro, tanto para os animais quanto para as pessoas que manipulam os carrapaticidas. Outro ponto que Daemon destaca é a redução dos custos pela substituição do DMSO. A consequência disso é que o carrapaticida será mais barato.

O mercado alvo inicial para o novo repelente e carrapaticida é o segmento de cães e gatos domésticos, o chamado mercado pet. Esse segmento tem uma demanda por produtos de origem natural que aumente a segurança tanto para os animais quanto para quem aplica o produto. Neste sentido, o emprego de um carrapaticida inócuo encontraria um mercado bastante receptivo. Além disso, o con-

Mercado sem crise Os brasileiros já estão em segundo no ranking de consumo de produtos para pets, atrás apenas dos norte-americanos. Temos a segunda maior população de cães e gatos do planeta. São pelo menos 32 milhões de cães e 16 milhões de gatos. De acordo com a Anfal Pet (Associação Nacional dos Fabricantes de Alimentos para Animais de Estimação), o país conta com pelo menos 100 mil pontos de venda de produtos direcionados aos bichos de estimação (números de 2009).

Desse total, 40 mil são pet shops, lojas especializadas em oferecer produtos e serviços para animais de pequeno e médio porte. Em 2005, este número era de apenas nove mil. O forte crescimento do segmento de pet shops nos últimos anos indica uma mudança no mercado. O consumidor está disposto a oferecer mais do que alimentação e saúde para os animais que mantém em casa.

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trole dos carrapatos exige que, além do animal, o ambiente também seja tratado.

Hoje em dia, como os produtos empregados têm alta toxicidade, os animais têm que ser retirados. Com o novo produto isso não seria mais necessário.

Os pesquisadores fizeram um pedido de patente para o novo processo de solubilização. Nas próximas etapas da pesquisa, eles vão testar diferentes concentrações de timol. Devido à baixa toxicidade do produto, eles visualizam derivações do repelente e carrapaticida para uso em bovinos e também em seres humanos.

“Pode-se pensar no emprego do timol como agente controlador de pulgas e de piolhos em humanos, por exemplo, sempre destacando a inocuidade das formulações à saúde dos hospedeiros”, explica Daemon. Segundo ele, no segmento pet existe também a possibilidade de desenvolver formulações diferenciadas para emprego em diferentes raças, isto é, específicas para animais de pelo curto ou longo, com diferentes hábitos, que ficam exclusivamente no ambiente doméstico ou que frequentam praças, por exemplo.

Equipe e contato: Departamento de Zoologia | Instituto de Ciências Biológicas Erik Daemon | erik@acessa.com Marcio Scoralick Goldner programa de INCENTIVO À inovaçÃO 71

Compostos análogos da Talidomida Laboratório testa matéria-prima com maior ação anti-inflamatória e menos efeitos colaterais

A talidomida é uma substância com comprovada ação anti-inflamatória. Por isso ela é utilizada no tratamento de doenças graves como a Hanseníase, alguns tipos de câncer, doenças inflamatórias e outras autoimunes que exigem uso prolongado de medicamentos. Um grupo de pesquisadores do Laboratório de Imunologia do Instituto de Ciências Biológicas da UFJF está avaliando a eficiência de compostos análogos à talidomida, ou seja, compostos obtidos a partir da estrutura química original da talidomida. O objetivo é a comercialização desses compostos para matéria-prima na fabricação de medicamentos anti-inflamatórios.

Por muito tempo, a talidomida foi associada aos problemas de má formação de bebês. De fato, a droga não pode ser tomada por mulheres grávidas porque ela tem o chamado efeito teratogênico, isto é, interfere na formação do feto. No entanto, a talidomida é um medicamento importantíssimo nos tratamentos de processos inflamatórios, sendo indicado em cerca de 60 deles, inclusive para doenças como cancro, câncer de medula, Lúpus, para aliviar sintomas de portadores do HIV, diminuir o risco de rejeição em transplantes de medula e artrite reumatoide, e, já

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há algum tempo, para a Hanseníase. Algumas dessas doenças são chamadas de autoimunes. Elas se manifestam quando o sistema imunológico, em vez de combater inimigos como vírus e bactérias, passa a atacar células ou tecidos saudáveis do organismo. Ao ser atacado, o corpo gera uma inflamação, que é, na verdade, uma resposta do mecanismo de defesa contra algo tido como estranho. A talidomida é recomendada para combater esses processos inflamatórios. “É uma droga muito eficiente. Em alguns casos de pacientes com eritema nodoso da Hanseníase, por exemplo, o tratamento consegue eliminar todos os sintomas em apenas uma semana de uso”, conta o biólogo Henrique Couto Teixeira, que coordena esse projeto.

Embora bastante eficiente, a talidomida tem efeitos colaterais. “É por isso que buscamos compostos análogos, isto é, quimicamente semelhantes à talidomida. Nosso objetivo é encontrar compostos com maior ação anti-inflamatória e os menores efeitos colaterais possíveis, que possam dar origem a novos fármacos”, explica Teixeira. Desenvolver novos remédios é importante no caso das doenças autoimunes. Algumas delas são crônicas, ou seja, necessitam de tratamento longo.

Em muitos casos, os pacientes desenvolvem resistência aos medicamentos, exigindo, assim, medidas alternativas ou mesmo a associação de diferentes fármacos. Daí a “A talidomida original, que não importância de pesquisar novos compostos é solúvel em água, tem pequena que possam constituir alternativas para esses biodisponibilidade. Outra pacientes.

inovação desse projeto é que o método de obtenção dos compostos análogos é simplificado e de baixo custo”

Biodisponibilidade Existem outros grupos de pesquisa testando análogos da talidomida. A inovação desse projeto é que os compostos estudados são solúveis em água. “Isso representa uma importante vantagem quanto à biodisponibilidade do produto final”, ressalta Luciano Mazzoccoli, que integra a equipe do Laboratório de Imunologia. Em farmacologia, biodisponibilidade corresponde à capacidade do organismo de absorver um medicamento. Quando uma medicação é administrada intravenosamente, sua biodisponibilidade é de 100%, mas ela diminui quando o remédio é administrado via oral, pois a absorção é incompleta. No entanto, mesmo quando ingeridos por via oral, os medicamentos solúveis em água permanecem com bom índice de biodisponibilidade. Segundo Teixeira, a talidomida original, que não é solúvel em água, tem pequena biodisponibilidade. Cerca de 90% do princípio ativo é eliminado, o que exige doses maiores do fármaco para obter os resultados pretendidos.

Outra inovação desse projeto é que o método de obtenção dos compostos análogos é simplificado e de baixo custo. Com isso, medicamentos que vierem a ser fabricados com esses análogos tendem a ser mais baratos do que os medicamentos baseados em talidomida.

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Resultados Promissores Já foram feitos os testes in vitro comprovando a ação anti-inflamatória dos análogos da talidomida desenvolvidos na UFJF. Os pesquisadores vão iniciar testes em camundongos (testes pré-clínicos), induzindo um processo inflamatório. Até o momento, os resultados são promissores, já que os análogos têm ação anti-inflamatória e, igualmente importante, baixo efeito tóxico. Em uma segunda fase do projeto, os testes avaliarão o efeito antiangiogênico desses compostos em um modelo experimental de câncer.

Os compostos análogos já têm patente registrada no Instituto Nacional da Propriedade Industrial – INPI . Depois de concluída a fase de testes pré-clínicos e clínicos (em seres humanos), serão analisadas as possibilidades de transferência da tecnologia para uma empresa interessada em comercializar essa matéria-prima ou em produzir novos fármacos ou, ainda, a criação de uma spin-off para produzir e vender os compostos.

Equipe e contatos: Henrique Couto Teixeira | henrique.teixeira@ufjf.edu.br Luciano Mazzoccoli | lucianomazzoccoli@yahoo.com.br Ana Paula Ferreira Mauro Vieira de Almeida Nádia Rezende Barbosa programa de INCENTIVO À inovaçÃO 75

Bioprotector promete mais eficiência no combate à biocorrosão Inovação reduz a ação dos microorganismos e contribui para a vida longa das tubulações industriais

Um dos problemas que a indústria pesada, de modo geral - de petróleo, gás, energia, de distribuição de água, hidrelétrica – tem que enfrentar é a biocorrosão. Ela ocorre quando os sistemas de refrigeração, tanques, dutos, cascos de embarcações e tubulações são deteriorados por microorganismos, provocando uma espécie de ferrugem. A biocorrosão exige manutenção constante, paradas de máquina e o uso de substâncias tóxicas nesses sistemas industriais. Para solucionar esse problema de forma mais eficiente, uma equipe de pesquisadores da Faculdade de Farmácia da UFJF, em parceria com a Escola de Engenharia de Lorena, da USP, desenvolveu o Bioprotector. Produto inovador, ele diminui não só a aderência mas também a carga microbiana nas tubulações, reduzindo drasticamente a biocorrosão e proporcionando vida útil mais longa aos “Nos testes realizados em equipamentos industriais. sistemas fechados, em que A biocorrosão é similar à ferrugem a água ou o óleo ficam que ocorre em objetos de ferro, só que procontidos, o Bioprotector vocada por material biológico presente na reduziu a biocorrosão de modo água e no óleo que circulam em sistemas significativo” como ar condicionado, radiadores dos automóveis, tubulações da indústria do petróleo ou de usinas hidrelétricas, estações de tratamento de água etc. “Isoladamente, esses microorganismos não são tão prejudiciais às estruturas. No entanto, eles têm a capacidade de se associar, formando biofilmes que aderem às superfícies das tubulações”, explica a farmacêutica Nádia Raposo, coordenadora do projeto. De acordo com ela, atualmente as substâncias utilizadas para eliminar esses microorganismos não são muito eficientes. A indústria utiliza biocidas, substâncias como o cloro, que apresentam alta toxicidade para quem as manipula e para o meio ambiente. Outra desvantagem é que, com o tempo, os microorganismos ficam mais resistentes a esses biocidas, diminuindo ainda mais sua eficácia.

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Para chegar à formulação do Bioprotector, os pesquisadores combinaram dois tipos de moléculas. Uma age de modo específico, promovendo a desorganização dos biofilmes bacterianos e diminuindo a quantidade de células microbianas aderidas nas tubulações, enquanto a outra molécula, um antimicrobiano natural, age matando os microorganismos. A inovação do produto está em combinar dois princípios ativos que atuam em sinergia, pois a desagregação do biofilme conseguida pela primeira molécula permite maior ação do agente antimicrobiano natural, proveniente de uma planta brasileira de uso liberado pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) e pela Food and Drug Administration (FDA), uma espécie de ANVISA norte-americana. Nos testes realizados em sistemas fechados, em que a água ou o óleo ficam contidos, o Bioprotector reduziu a biocorrosão de modo significativo. “O produto foi bastante eficiente mesmo em quantidades bem pequenas”, aponta Sílvio da Silva, da Escola de Engenharia de Lorena (EEL-USP).

Sistemas hidrelétricos intactos A tecnologia, sem similares no mercado, tem um vasto campo de atuação.

Em sistemas de ar condicionado, hidrelétricas, sistemas de lubrificação, embarcações, diversos tipos de tubulações. “Para entrada no mercado, nós demos preferência pelos sistemas fechados das hidrelétricas. A água que passa nessas tubulações é suja, com muitos microorganismos, com grande chance de formar os biofilmes que vão danificar as tubulações das usinas, aumentando o número de manutenções, paradas de máquinas, enfim, altos custos para o negócio”, explica a pesquisadora.

O Brasil gasta aproximadamente US$ 6,5 milhões para combater a biocorrosão na indústria pesada. Nos Estados Unidos os gastos chegam a US$ 1,2 bilhões.

Os grupos de pesquisa da UFJF e da USP pretendem transferir a tecnologia do Bioprotector para uma empresa consolidada. O produto deve ser comercializado na forma líquida para ser adicionado aos sistemas industriais em que se pretende combater a biocorrosão. Estudos feitos pela equipe do projeto estimam um custo em média 25% inferior ao dos anticorrosivos utilizados hoje pela indústria pesada para combater esse problema.

Equipe e contato: Faculdade de Farmácia e Bioquímica Nádia Rezende Barbosa Raposo | nadiafox@gmail.com Francisco J. Raposo | ffox3000@gmail.com Silvio S. da Silva | silvio@debiq.eel.usp.br Aline S. Ferreira | alinefarm@gmail.com Annelisa F. da Silva | nanafarahs@yahoo.com.br 78 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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Tecnologia fornece matéria-prima nacional Grupo desenvolve processo para obter insumo farmacêutico usado na fabricação de medicamento contra artrose

Cartilagem articular é o nome de um tecido especial que reveste a extremidade de articulações como os joelhos, tornozelos, dedos das mãos e dos pés, quadril, cotovelos e ombros. Quando ocorre desgaste excessivo do tecido cartilaginoso e, ao mesmo tempo, deficiência de reposição desse tecido, o indivíduo pode desenvolver uma doença chamada osteoartrite, ou simplesmente artrose. No estágio avançado, a doença provoca inflamação nas articulações, causando dor e restrição de movimentos. Hoje, junto com os tratamentos convencionais com anti-inflamatórios e analgésicos, é administrado medicamento cujo princípio ati-

vo é o Condroitim Sulfato, substância presente naturalmente na cartilagem, mas que, nos pacientes acometidos pela artrose, não é reposto adequadamente pelo organismo. Os pesquisadores Jair Adriano Kopke de Aguiar, Amaury Caiafa Duarte do Departamento de Bioquímica da UFJF e Yara Maria Michelacci, da disciplina de Biologia Molecular da UNIFESP, desenvolveram um processo para extrair e purificar Condroitim Sulfato a partir da traqueia bovina e do esterno de galináceos (esterno é um osso do tórax dos galináceos). A tecnologia possibilitará fornecer esse insumo farmacêutico para atender a um mercado que hoje importa a matéria-prima para produzir o medicamento. A consequência será a diminuição do custo final do tratamento da doença. Dentre todas as patologias que acometem os indivíduos a partir dos 40 anos, a osteoartrite é a mais comum, estimando-se que ocorra em até 90% da população adulta.

A cartilagem é um tecido elástico, formado, entre outros, por colágeno e por Condroitim Sulfato. Ao revestir as extremidades dos ossos, ela diminui o atrito entre eles. “O tecido nasce e morre continuamente, há um equilíbrio entre perda e reposição.

Ainda não se sabe ao certo o momento em “Produção desse composto que o organismo perde a capacidade de reno Brasil pode baratear o posição de cartilagem, mas as causas estão medicamento, fazendo com relacionadas à herança genética, excesso de que maior número de pessoas esforço físico, ganho de peso e avanço da acometidas pela artrose tenha idade”, explica Jair Kopke, que coordena acesso ao tratamento” esse projeto na UFJF. A perda da cartilagem gera processos inflamatórios, cujo principal sintoma é a dor. Segundo o pesquisador, quando esses sintomas aparecem, a perda de tecido cartilaginoso já está em fase adiantada. Além disso, a inflamação diminui ainda mais a capacidade do organismo de produzir cartilagem.

Mercado consolidado O processo de extração de Condroitim da traqueia do boi e do esterno do frango já é conhecido. O Brasil importa esse insumo principalmente da China e da Índia porque não temos produção nacional. A inovação do projeto consiste em extrair e purificar Condroitim Sulfato no Brasil. “Temos a matéria-prima abundante em nosso País para suprir boa parte do mercado”, afirma Kopke. Segundo ele, tanto a traqueia do boi quanto o esterno do frango são descartados e se transformam em matéria-prima para ração animal. Outro ponto que ele destaca é que, com a grande disponibilidade de matéria-prima, a produção nacional garantiria um medicamento com altas concentrações de Condroitim Sulfato, o que não acontece com o produto importado. O projeto já tem protótipo laboratorial concluído, restando, agora, aprimorar o processo para aumentar o rendimento. programa de INCENTIVO À inovaçÃO 81

Com o aumento da população idosa, estima-se um cenário de crescimento de demanda por esse tipo de medicamento, já que a osteoartrite é um problema mais frequente entre os idosos. Outro grupo da população afetado pela doença são as pessoas obesas que apresentam maior nível de desgaste das articulações e, portanto, maior risco de inflamações. O uso veterinário, principalmente para controle de artrose em cavalos, cães e gatos, é mais um nicho de mercado. Os pesquisadores tem

A doença A osteoartrite (ou osteoartrose) é uma doença que acomete as juntas, também conhecidas como articulações, que se localizam entre um osso e outro, desempenhando um papel fundamental na mobilidade dos ossos e dos músculos. Atinge cerca de 80% das pessoas acima dos 70 anos de idade, segundo dados do Ministério da Saúde. É mais comum nas mulheres do que nos homens, e é a principal causa de invalidez no mundo. Definida como uma doença crônica, a artrose é caracterizada principalmente por inflamação e dor, muitas vezes intensa. Esse quadro é acompanhado por rigidez na articulação, o que dificulta os movimentos. Nas fases mais adiantadas da doença, ocorre acúmulo de líquido no interior da articulação, limitando ainda mais os movimentos. A articulação mais frequentemente comprometida é a do joelho, seguida das articulações dos dedos das mãos e dos pés, da coluna e dos ossos da bacia e fêmur. Ainda não foi descoberta a cura para a osteoartrite.

Fonte: http://www.msd-brazil.com

Diagnóstico precoce Em uma linha de pesquisa paralela, esse grupo de pesquisadores estuda a presença de Condroitim Sulfato na urina, comparando o nível de resíduos desses compostos em pessoas normais com as que têm artrose. Por meio da urina é possível analisar o metabolismo de cartilagem. Resultados preliminares dão conta de que em pessoas doentes ocorre diminuição dos níveis de Condroitim. “Se os testes que estamos realizando tiverem sucesso, poderemos criar um marcador para a doença a partir de um simples teste de urina”, adianta Kopke. A detecção precoce pode representar importantes ganhos para o tratamento, já que a reposição do tecido cartilaginoso pode ser iniciada mais cedo, com menor prejuízo para a qualidade de vida dos pacientes.

objetivo de criar uma spin-off a partir do Laboratório de Bioquímica da UFJF para produzir o insumo em escala comercial. O foco do novo produto são as indústrias farmacêuticas que hoje importam esse insumo para produzir medicamento tanto para seres humanos quanto para uso veterinário. A produção desse composto no Brasil pode baratear o medicamento, fazendo com que maior número de pessoas acometidas pela artrose tenha acesso ao tratamento. Como a osteoartrite é uma doença crônica e o tratamento caro, a adesão dos pacientes fica comprometida. “Medicamentos a base de Condroitim Sulfato determinam melhoras significativas para os pacientes com artrose”, afirma Kopke. Além disso, pode diminuir o uso de analgésicos e antiinflamatórios para dor, remédios reconhecidamente com alta toxicidade.

Equipe e contato: Instituto de Ciências Biológicas | Departamento de Bioquímica | UFJF Jair Adriano Kopke de Aguiar | jair.aguiar@ufjf.edu.br Amaury Caiafa Duarte Disciplina de Biologia Molecular | UNIFESP Yara M. Michelacci

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CONSTRUÇÃO CIVIL

Pó de pedra de mármore Projeto estuda as potencialidades e as medidas corretas para o reaproveitamento de rejeito de mármore utilizado na produção de argamassa

Um grupo de pesquisadores do Departamento de Construção Civil, da Faculdade de Engenharia, da UFJF, coordenado pela professora Maria Teresa Gomes Barbosa, está desenvolvendo um agregado miúdo artificial obtido a partir do rejeito do mármore para ser empregado na confecção de concretos usados na construção civil. O mármore é um material nobre, conhecido pela excelente qualidade e resistência. Após a sua extração e/ ou beneficiamento para aplicações diversas na construção civil, sobram pedaços de vários tamanhos, chamados rejeitos que, sem valor comercial, são descartados. Entretanto, essas sobras (rejeitos de mármore) podem ser beneficiadas (britadas) e empregadas como componente da argamassa utilizada para assentamento de pisos, garantindo mais qualidade e resistência ao trabalho executado. Além disso, o rejeito do mármore pode substituir areia de rio ou areia lavada, um recurso natural esgotável, cuja mineração representa grande impacto ambiental.

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“Os experimentos para comprovar a viabilidade do novo material incluíram testes de resistência, caracterização química, avaliação da influência do resíduo de mármore na argamassa e dos riscos ambientais do resíduo” O setor da construção civil é um dos que gera maior quantidade de entulhos.

Boa parte deles pode ser aproveitada em aterros ou na recuperação de áreas alagadas, mas, em muitos casos, esses entulhos são descartados de maneira irregular, contribuindo para aumentar a poluição. O projeto desenvolvido na UFJF aposta na viabilidade técnica da utilização do rejeito de mármore, obtido a partir do seu beneficiamento, como agregado para a confecção de argamassas. “O rejeito do mármore não tem custo, ele é jogado fora porque não tem aplicabilidade, mas na construção civil ele é valioso porque ele tem alta qualidade”, conta Maria Teresa Gomes Barbosa, que coordena esse projeto. Os pesquisadores estão trabalhando agora na determinação de uma metodologia de dosagem adequada ao emprego desse rejeito em argamassa de revestimento, principalmente as utilizadas para pisos de alta resistência.

Segundo Teresa Barbosa, algumas marmorarias trituram os rejeitos de mármore e distribuem para profissionais da construção civil, “no entanto, a mistura é feita sem critérios científicos. Não havia, até agora, nenhum estudo comprovando a potencialidade do material ou determinando as proporções corretas da mistura”, afirma. Essa foi a motivação que deu início à pesquisa para investigar as características físicas e químicas do rejeito e, assim, otimizar o seu emprego no assentamento de pisos convencionais e de alta resistência. Os experimentos para comprovar a viabilidade do novo material incluíram testes de resistência, caracterização química, avaliação da influência do resíduo de mármore na argamassa e dos riscos ambientais do resíduo. “Um dos pontos que consideramos em nossa investigação foi a questão dos riscos para a saúde do profissional que manuseia a argamassa devido à evaporação de frações voláteis do material”, explica Maria Teresa. Esses testes, segundo ela, garantiram a segurança para o trabalhador. programa de INCENTIVO À inovaçÃO 87

Produto Sustentável A areia é um recurso natural esgotável. Entre os impactos causados pela sua mineração estão: erosão, assoreamento, instabilidade dos taludes, encostas e terrenos em geral, mobilização de terra e modificação dos regimes hídricos, principalmente das águas subterrâneas. “Na região de Juiz de Fora, recolher a areia de rio está proibido por causa desses problemas ambientais.

Os lugares de onde a areia é retirada estão cada vez mais distantes dos centros urbanos, os grandes consumidores do material. Assim, a crescente escassez da areia somada aos custos do transporte aumenta o preço final da argamassa”, lembra Teresa. Nesse contexto, oferecer um produto novo no mercado, que possa substituir a areia de rio com eficiência e sem causar degradação ambiental, torna o projeto extremamente apropriado. Há que se destacar ainda que, ao aproveitar os rejeitos do mármore, reduz-se a necessidade de áreas necessárias para aterro. Atualmente, são produzidas cerca de 240.000 toneladas/ano desse rejeito. O novo produto poderá contribuir para eliminar total ou parcialmente o emprego de areia extraída dos leitos dos rios. Além disso, existe a possibilidade de estabelecer uma nova indústria especializada no beneficiamento do rejeito do mármore, favorecendo o desenvolvimento local e nacional. Outra possibilidade é licenciar a tecnologia para empresas que fabricam argamassa para revestimento e assentamento.

Nas buscas realizadas pelos pesquisadores desse projeto, com auxílio do Critt (Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia, em Juiz de Fora), não foram encontradas tecnologias similares no mercado. Ao contrário, o cenário é de 88 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

Mármore na história Registros históricos dão conta de que os egípcios foram os primeiros a extrair e a utilizar a pedra natural na construção de seus monumentos e túmulos faraônicos há cerca de dois mil anos antes de Cristo. A maior parte desses monumentos foi construída em mármore e granito. Gregos e romanos também empregaram largamente o mármore em sua arquitetura. Foi na Idade Média, no entanto, que o mármore (e também o granito) passou a ser largamente usado no interior de casas, igrejas, em pisos e em peças das cozinhas. Além da beleza, a pedra apresenta grande durabilidade e facilidade de limpeza. Dentre os países predominantemente produtores de mármore bruto destacam-se a Índia (18,2%), a África do Sul (11,7%), China (10,4%) e Brasil (9,9%).

Dados da Associação Brasileira da Indústria de Rochas Ornamentais (Abirochas, 2001) informam que a produção brasileira de mármore é de quase um milhão de toneladas por ano. No Brasil, as maiores concentrações de mármore estão no Estado do Espírito Santo, Minas Gerais e Bahia, respondendo por 80% da produção nacional..

O Estado do Espírito Santo é o principal produtor, com 47% do total brasileiro; Minas Gerais é o segundo maior produtor e responde pela maior diversidade de rochas extraídas.

busca por novos materiais para fazer frente aos desafios do crescimento econômico do País e aquecimento do setor da construção civil. Estima-se, no Brasil, um consumo de agregados naturais para a produção de concreto e argamassas na ordem de 400 milhões de toneladas/ano. A previsão dos pesquisadores é que a argamassa a ser produzida com o pó de mármore tenha baixo custo e qualidade superior aos produtos hoje disponíveis no mercado.

Equipe e contatos: Maria Teresa Gomes Barbosa – teresa.barbosa@engenharia.ufjf.br White José dos Santos – white.santos@engenharia.ufjf.br Arthur Ferreira de Paiva Karla Teixeira Monteiro Rafael Vitor Moraes Ladeira programa de INCENTIVO À inovaçÃO 89

ELETRICIDADE

Energia elétrica com qualidade Grupo desenvolve analisador com baixo custo dentro dos padrões exigidos pela Aneel

Recentemente a Agência Nacional de Energia Elétrica - Aneel regulamentou o Prodist, Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico, obrigando as concessionárias de geração, transmissão e distribuição de energia elétrica a monitorarem a qualidade da energia elétrica que chega a todas as casas e empresas. Os medidores de qualidade de energia elétrica – QEE disponíveis no mercado são equipamentos de alto custo. Um grupo de pesquisadores do Departamento de Circuitos Elétricos, da Faculdade de Engenharia da UFJF, viu nesse cenário uma oportunidade tecnológica e está desenvolvendo um

novo equipamento para monitorar a QEE. Entre os diferenciais estão a forma de transmissão de dados, feita via rede de telefonia celular (GPRS), algoritmos de processamento digital de sinais com baixa complexidade computacional e a transmissão das informações relevantes para as empresas concessionárias de energia, dentro dos requisitos do Prodist. A principal vantagem, entretanto, é oferecer às concessionárias de energia elétrica e ao setor industrial um produto nacional com baixo custo, desenvolvido especificamente para atender às exigências do Prodist.

O fornecimento de energia elétrica com qualidade é fundamental para os consumidores. As tensões elétricas com muitas distorções colocam em risco o funcionamento de diversos equipamentos elétricos e eletrônicos mais sensíveis, como computadores, por exemplo, trazendo prejuízos para os consumidores. No caso das indústrias, elas podem causar redução de produtividade e da qualidade dos produtos, bem como geração de sucata e queima de equipamentos. “Hoje, na indústria eletrônica, por exemplo, proliferam as chamadas cargas não lineares que ‘puxam’ da concessionária uma corrente que não é senoidal e que, por consequência, causam distorções na tensão entregue a outros consumidores”, explica Augusto Santiago Cerqueira, que participa desse projeto. Segundo ele, uma corrente elétrica de boa qualidade é aquela em que se observam ondas puramente senoidais. Quanto maior a variação, menor a qualidade da energia que está sendo fornecida.

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Se, por um lado, as concessionárias devem fornecer energia com qualidade, por outro, os consumidores são, muitas vezes, corresponsáveis pela degradação da qualidade da energia, pois muitos equipamentos industriais são “poluidores” da corrente elétrica e causadores de distorções nas formas de onda da tensão. Assim, para que as responsabilidades pela perda da qualidade da energia sejam apuradas e as medidas corretivas e/ou punitivas aplicadas, o monitoramento da qualidade da energia é fundamental. “Nós observamos que os modelos produzidos pelos fabricantes de equipamentos de monitoração da QEE são muito complexos para as necessidades atuais requeridas pelo Prodist e, por isso, são muito caros”, aponta o engenheiro Carlos Augusto Duque, que coordena o projeto.

Pé no mercado O projeto do medidor está em fase de construção do protótipo, cuja base é uma tecnologia denominada Plataforma para Processamento Digital de Sinais (PPDS). Nessa plataforma estão sendo feitas adaptações para atender ao Prodist, tais como a inclusão do canal de comunicação GPRS e a implementação dos algoritmos de processamento de sinais. A parceria com a Lupa Tecnologia – empresa que

“os modelos produzidos pelos fabricantes de equipamentos de monitoração da QEE são muito complexos para as necessidades atuais requeridas pelo Prodist” atua na área de automação de redes elétricas – tem contribuído para aprimorar o protótipo de modo a atender às necessidades do mercado. A Lupa é uma ex-incubada no Critt – Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia, com sede em Juiz de Fora. A empresa está desenvolvendo equipamentos para a medição de corrente (TC) e tensão (TP), com baixo custo. “Esse é um dos diferenciais que estamos agregando ao Medidor, isto é, integrar transformadores de medição de corrente e tensão juntamente com um sistema de gerenciamento das informações, daí a importância em encontrar empresas parceiras de forma que o conjunto tenha um custo final atrativo”, afirma Duque.

A partir da mesma Plataforma para Processamento Digital de Sinais (PPDS) outros produtos podem ser desenvolvidos. “A principal característica dessa tecnologia é sua flexibilidade e portabilidade”, explica Duque. Isso significa que os medidores poderão ser adaptados a diversos tipos de equipamentos, em máquinas sensíveis a fenômenos elétricos, transformadores, motores, equipamentos médicos e outros. “Por se tratar de um dispositivo de baixo custo e portátil, a gama de produtos que podem ter o monitor de qualidade de energia associado é imensa”, complementa o engenheiro.

A tecnologia de monitoramento da QEE revela um novo paradigma para a operação dos sistemas elétricos de potência, da qualidade de fornecimento. Nesse contexto, todas as concessionárias de energia elétrica no Brasil são clientes potenciais uma vez que, por lei, são obrigadas a realizar medições periódicas de QEE. As concessionárias poderão comprar os medidores ou contratar empresas que façam as campanhas de medições. “Acreditamos que, se o produto apresentar um diferencial de custo e um diferencial tecnológico, ele será bem aceito pelas empresas de energia”, afirma Duque. O Analisador de Qualidade de Energia Elétrica da UFJF tem ainda potencial para atingir o mercado internacional. Com o desenvolvimento das fontes alternativas de energia e o crescimento do sistema mundial de distribuição de energia, existe a necessidade do constante monitoramento dos parâmetros de QEE, para garantir uma boa qualidade do fornecimento.

Equipe e contato: Faculdade de Engenharia – Departamento de Circuitos Elétricos Carlos Augusto Duque – carlos.duque@ufjf.edu.br Augusto Santiago Cerqueira Carlos Henrique Martins Eduardo Aguiar Diego Fagundes Fabri programa de INCENTIVO À inovaçÃO 95

Internet pela rede elétrica Novo modem para banda larga transmite dados com taxas de até 2,5 Gbps e promete reduzir custos na implantação do sistema

Na primeira edição do Programa de Incentivo à Inovação (Pii) na Universidade Federal de Juiz de Fora, em 2008, o professor Moisés Vidal Ribeiro, do Departamento de Energia Elétrica da Faculdade de Engenharia da UFJF, desenvolveu um modem PLC – Power Line Communications para acesso à internet pela rede elétrica ou internet pela tomada. Este primeiro equipamento foi especificado para permitir a transmissão de dados a taxas que alcançavam os 500 Mbps (megabits por segundo). Agora o professor Ribeiro, juntamente com o pesquisador Pablo Virgínio de Campos, está trabalhando no projeto de um novo chipset e modem PLC banda larga para a transmissão de dados pela rede elétrica, com taxas de até 2,5 Gpbs (gigabits por segundo), ou seja, muito mais veloz. “Fazendo uma comparação com o equipamento que desenvolvemos na primeira chamada do Pii, em 2008,

este é cinco ou seis vezes mais rápido”, destaca Ribeiro. Segundo ele, é uma taxa elevadíssima que não tem similares no mercado hoje. “Estamos trabalhando na fronteira do conhecimento das tecnologias para transmissão de dados e acesso à internet baseadas em sistemas PLC”, afirma. O principal objetivo dessa tecnologia é seu uso para ambientes dos setores industriais, automotivos, navais, aeroespaciais, mineradores e petrolífero, onde o peso dos equipamentos utilizados, o custo de implantação e a velocidade são fatores primordiais.

Empresas desses setores demandam sistemas de comunicação digital mais rápidos e que não exijam grandes investimentos para implantação. “Todas essas indústrias lidam com ambientes severos, com condições bastante específicas para transmissão de dados. Em áreas com muito material metálico, tal como em embarcações, mineradoras e plataformas de petró“O principal objetivo dessa leo, as redes sem fio trabalham com limitatecnologia é seu uso para ções”, explica o professor Ribeiro. Segundo ambientes dos setores ele, a grande quantidade de metal impede industriais, automotivos, navais, a propagação do sinal sem fio. “Em embaraeroespaciais, mineradores e cações e plataformas, por exemplo, os capetrolífero, onde o peso dos bos utilizados na rede de comunicação de equipamentos utilizados, o custo dados são caríssimos, porque eles têm que de implantação e a velocidade ser leves e resistentes às características hossão fatores primordiais” tis, tais como o sal e a umidade”, complementa. A utilização do novo modem permitirá a redução da quantidade de cabos e do peso dos automóveis, embarcações e plataformas de petróleo. É importante ressaltar que, ao diminuir o peso de automóveis e embarcações, por exemplo, diminui também o consumo de combustível e, consequentemente, emissão de gases poluentes no meio ambiente.

Outra questão importante para instalação de redes de comunicação de dados é o custo da implantação da infraestrutura e dos equipamentos. “Para sistema PLC, o custo de implantação da infraestrutura é bastante reduzido, porque os cabos de energia elétrica já estão instalados e amortizados”, afirma o pesquisador Fabrício Pablo. Além disso, terá flexibilidade para atender diferentes aplicações com distintas necessidades de taxa de velocidade e qualidade de serviço – QS. Atualmente, não existem produtos equivalentes, nem mesmo patentes registradas que alcancem taxas de transmissão tão elevadas utilizando a rede elétrica.

O projeto é desenvolvido no LAPTEL – Laboratório de Processamento de Sinais e Telecomunicações e está em fase inicial de desenvolvimento. Ele aproveita toda a infraestrutura já implantada nesse laboratório, por meio do projeto aprovado pelo Pii em 2008, para o desenvolvimento do chipset e modem PLC. O LAPTEL conta com 30 profissionais: graduandos, mestrandos, doutorandos, pós-doutorandos, programa de INCENTIVO À inovaçÃO 97

De Juiz de Fora para o mundo O chipset e o modem PLC para acessar a internet, que está sendo desenvolvido na UFJF desde 2008, deve chegar ao mercado até 2012.

Com grande potencial inovador, já que não existe no mercado nacional nenhum equipamento similar, o equipamento pode contribuir para popularizar ainda mais o uso da internet entre os brasileiros. Segundo dados da 5ª Pesquisa sobre Uso das Tecnologias da Informação e da Comunicação no Brasil, a TIC Domicílios 2009, conduzida pelo Centro de Estudos sobre as Tecnologias da Informação e da Comunicação (CETIC.br), apesar do número de lares com computador ter atingido seu maior nível de crescimento desde o início da pesquisa, o acesso à rede não acompanhou este aumento. Desde o início da pesquisa, nota-se aumento na proporção de domicílios com computador, mas sem acesso à internet. Além de possibilitar o acesso de maior número de brasileiros à internet, o baixo custo do modem PLC deve despertar o interesse de mercados internacionais. “Participar do programa de incentivo à inovação foi muito importante para nossa equipe. Acredito que o programa viabilizou a parceria que conseguimos fazer com uma empresa nacional para financiar o desenvolvimento do projeto do chipset e modem PLC, apoiado pelo Pii em 2008. Temos convicção que o mesmo resultado será alcançado nesta nova edição, pois o Programa fornece as competências e ferramentas necessárias para interagir com empresas e, efetivamente, tornar ideias e pesquisa científica em inovação tecnológica”, comenta o prof. Moisés Ribeiro. “Devido a este desenvolvimento, ímpar na América Latina, a UFJF tornar-se-á, ao longo dos próximos cinco anos, um centro de referência internacional para desenvolvimento de sistemas PLC”, finaliza o professor.

engenheiros e técnicos com experiência em processamento de sinais, sistemas eletrônicos, comunicação digital e soluções embarcadas, trabalhando no desenvolvimento do chipset e Modem PLC. “Acreditamos que o momento atual, de retomada do crescimento econômico, é bastante propício para investir no desenvolvimento desse equipamento. A empresa que tomar a dianteira nesse processo, certamente será uma referência no mercado de internet pela tomada, com retorno rápido do investimento aportado”, acredita o professor Moisés Ribeiro.

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Família de produtos O projeto do Modem banda larga para transmissão de dados, via rede elétrica em ambientes internos, pode evoluir para uma família de produtos e soluções para sistemas PLC. “Não vemos este desenvolvimento como um negócio baseado em apenas um único produto. Existe a possibilidade de soluções híbridas, de acordo com o tipo de aplicação, de tal forma que a tecnologia desenvolvida terá interfaces Wi-Fi (tecnologia para conexão e transmissão de dados sem fio), WiMax (padrão similar ao Wi-Fi, mas com uma tecnologia mais recente), LTE (long term evolution), fibra óptica, satélite, rádio, xDSL (transmissão digital de dados, aproveitando a própria rede de telefonia), dentre outras”, explica Ribeiro. A ideia é desenvolver equipamentos mais simples para ambientes com menor nível de exigência, como os domésticos. Para se ter uma ideia, a comunicação sem fio ou cabeada em residências oferece taxas inferiores a 200 Mbps (poucos megabits por segundo).

“Poderíamos oferecer um serviço com taxas de até 2,5 Gbps (12 vezes superior ao encontrado no mercado)”, adianta o professor Moisés Ribeiro. Ainda, de acordo com ele, o serviço de implantação da rede de dados pode ser associado à venda do equipamento. “Esta é uma solução de elevadíssimo valor tecnológico agregado para um mercado potencial que não mede esforços para aumentar sua competitividade e reduzir custos operacionais”, finaliza Moisés Ribeiro.

Equipe e contatos: Moisés Vidal Ribeiro | mribeiro@engenharia.ufjf.br Fabrício Pablo Virgínio de Campos programa de INCENTIVO À inovaçÃO 99

Energia elétrica que vem do sol Conversor de sistemas fotovoltaicos para uso doméstico mais acessível gera expectativas quanto à redução do consumo de energia elétrica fornecida pelas concessionárias

O professor Henrique Braga e o pesquisador Vinícius Sobreira Lacerda, da Faculdade de Engenharia da UFJF, estão desenvolvendo um conversor compacto para o processamento de energia em sistemas fotovoltaicos. Esses sistemas são compostos por painéis solares e um conversor. Os painéis têm células fotovoltaicas que captam a luz do sol e a transformam em energia elétrica contínua (CC). O conversor associado ao sistema transforma a energia contínua em alternada (CA), que é a forma de energia elétrica usada em nossas edificações. A tecnologia, que está sendo desenvolvida na UFJF, atua como interface entre o arranjo fotovoltaico e a rede elétrica. Com isso, a energia gerada pode ser injetada na rede de energia elétrica da casa. O sistema fotovoltaico proporciona uma redução no consumo de “Nosso equipamento também energia proveniente da concessionária. Ouconsegue rastrear o ponto de tra vantagem é que geram excedentes que máxima potência do painel podem ser vendidos ao sistema de distribuição de energia elétrica local, modelo que solar e é capaz de produzir uma já é realidade em alguns países. “No Brasil energia de melhor qualidade para ainda não é possível fazer isso porque não injeção no sistema elétrico” há regulamentação, mas em países como a Alemanha e os Estados Unidos já é possível vender o excedente de energia elétrica gerada por esse sistema para a concessionária local”, conta Vinícius Sobreira Lacerda, que participa desse projeto na UFJF. A energia fotovoltaica é considerada uma energia limpa e inesgotável. Do ponto de vista da diversificação da matriz energética nacional, o sistema proposto neste projeto atuaria de forma complementar ao fornecimento de energia durante os picos de consumo, um dos maiores problemas das unidades geradoras.

Qualidade da energia Conversores para sistemas fotovoltaicos já estão sendo usados hoje no Brasil.

No entanto, são equipamentos importados que atendem apenas a regiões isoladas. A diferença deles em relação ao equipamento que está sendo desenvolvido na UFJF é a estrutura do circuito e a técnica de otimização do sistema. De acordo com Lacerda, um 100 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

Agregando valor ao silício brasileiro O silício é o principal componente das células solares que formam os painéis solares. O minério é abundante no Brasil, fazendo do país um dos maiores produtores mundiais. No entanto, o produto é vendido na sua forma bruta, ou seja, com baixo valor agregado. Em seguida, o país importa diversos produtos que empregam o silício brasileiro: transistores para chips, variedades de circuitos eletrônicos e as células solares. Os painéis solares que o país importa provavelmente possuem silício brasileiro. Investir em energia fotovoltaica pode ser uma oportunidade de criar uma indústria nacional para beneficiar o silício abundante no Brasil e, consequentemente, agregar valor em um produto, que hoje é exportado na sua forma bruta.

conversor fotovoltaico típico emprega dois ou mais estágios de conversão, o que implica maiores custos e menor eficiência “O conversor que estamos desenvolvendo tem apenas um estágio de conversão”, diz ele. Isso se traduz em vantagens competitivas em relação às tecnologias atuais: número reduzido de componentes, simplicidade do sistema de controle, confiabilidade do sistema de potência e baixo custo. “Nosso equipamento também consegue rastrear o ponto de máxima potência do painel solar e é capaz de produzir uma energia de melhor qualidade para injeção no sistema elétrico. Os conversores convencionais nem sempre executam estas duas tarefas”, complementa.

O protótipo, em fase de desenvolvimento, foi testado no Laboratório de Energia Fotovoltaica da Universidade Federal de Juiz de Fora, que tem uma capacidade aproximada de 30 kWp (Watt-pico) convertida a partir de 264 painéis fotovoltaicos. A viabilidade do sistema proposto também foi comprovada por meio de análises matemáticas e de exaustivas simulações computacionais Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica têm a maior taxa de crescimento anual no mundo. No Brasil, essa tecnologia é ainda incipiente. Existe um pequeno número de sistemas fotovoltaicos conectados à rede, instalados, em sua maioria, em universidades ou outras instituições, com objetivos de demonstração, pesquisa e ensino. O que caracteriza um mercado ainda não explorado. “Aqui, os painéis solares ainda são muito caros, o que inviabiliza sua implantação em larga escala. Para disseminação desse modelo de geração de energia elétrica será necessário subsídio governamental”, acredita Henrique A. C. Braga, engenheiro e pesquisador que coordena o projeto.

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Energia do próximo milênio A Alemanha é um dos países que melhor aproveita a energia elétrica proveniente de sistemas fotovoltaicos. Por meio de mecanismos de incentivo à utilização desse tipo de energia, o governo conseguiu aumentar em, aproximadamente, 100% a potência instalada na Alemanha. Considerando que o Brasil apresenta uma série de vantagens em relação à Alemanha para a geração de energia elétrica por meio de sistemas fotovoltaicos, principalmente no que se refere aos níveis de radiação solar, pode-se vislumbrar o grande potencial de mercado para esse tipo de tecnologia no âmbito nacional. “O pior lugar do Brasil em relação ao nível de radiação tem mais insolação do que o melhor lugar da Alemanha”, destaca Lacerda.

Além de países da Europa, os Estados Unidos também têm feito grandes investimentos para aumentar a participação da energia fotovoltaica como fonte geradora de energia elétrica. Diante desse cenário, o mercado internacional também surge como cliente potencial para o novo equipamento.

A energia fotovoltaica pode ser considerada umas das alternativas energéticas mais promissoras para enfrentar os desafios do novo milênio. O sistema fotovoltaico, instalado ou integrado a telhados e fachadas, não ocupa espaço. Assim, ele evita a desapropriação de terras e o alagamento de grandes áreas, como no caso das usinas hidrelétricas, opção mais utilizada no Brasil. O objetivo dos pesquisadores é desenvolver um produto inovador e com grande apelo comercial, que possibilite a criação de uma empresa de base tecnológica. Em função do mercado de sistemas fotovoltaicos ser ainda incipiente no Brasil, a nova empresa poderá disseminar e incentivar o uso desse modelo de geração de energia no país.

Equipe e contato: Henrique A. C. Braga | henrique.braga@ufjf.edu.br Vinícius Sobreira Lacerda | vinicius_sobreira@yahoo.com.br programa de INCENTIVO À inovaçÃO 103

SEBRAE – MG Lázaro Luiz Gonzaga Presidente do Conselho Deliberativo Afonso Maria Rocha Diretor Superintendente Luiz Márcio Haddad Pereira Santos Diretor Técnico Elbe Figueiredo Brandão Santiago Diretora de Operações Anízio Dutra Vianna Gerente da Unidade de Inovação e Tecnologia Andréa Furtado de Almeida Analista da Unidade de Inovação e Tecnologia Teresa Goulart Gerente da Assessoria de Comunicação João Roberto Marques Lobo Gerente da Macro Região Leste Marcelo Rother de Souza Analista Macro Região Leste

SECRETARIA DE ESTADO DE CIÊNCIA, TECNOLOGIA E ENSINO SUPERIOR DE MINAS GERAIS Narcio Rodrigues da Silveira Secretário de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior Evaldo Ferreira Vilela Secretário Adjunto de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior Vicente José Gamarano Subsecretário de Ciência, Tecnologia e Inovação José Luciano de Assis Pereira Superintendente de Inovação Tecnológica

Universidade Federal de Juiz de Fora Henrique Duque de Miranda Chaves Filho Reitor da UFJF José Luiz Rezende Pereira Vice-Reitor da UFJF Marta Tavares D’Agosto Pró-reitora de Pesquisa da UFJF Paulo Augusto Nepomuceno Garcia Secretário de Desenvolvimento Tecnológico da UFJF Luiz Carlos Tonelli Diretor do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia – Critt Débora Marques Programa de Incentivo à Inovação na UFJF (UFJF/CRITT) Leonardo Miranda Frossard Programa de Incentivo à Inovação na UFJF (UFJF/CRITT) Larissa Carvalho de Oliveira Programa de Incentivo à Inovação na UFJF (UFJF/CRITT) Agradecimentos Especiais Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) Instituto Federal do Sudeste Mineiro – Campus de Juiz de Fora Equipe NTQI/ UFMG, liderada pelo professor Lin Chih Cheng

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