Novo equipamento desenvolvido pelo IFSC/USP distingue SARS-CoV-2 de Dengue e Zika vírus

SÃO CARLOS/SP - Com a disseminação do COVID-19 ao longo do tempo através de suas mais diversas variantes, tem havido um intenso trabalho de pesquisa, em nível mundial, no desenvolvimentos de testes rápidos, baratos e eficientes para o diagnóstico do COVID-19, esforços esses onde o Brasil também está profundamente envolvido.

Muito recentemente, pesquisadores do Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia do Instituto de Física de São Carlos (GNano-IFSC/USP) desenvolveram um novo imunossensor qualitativo baseado na detecção capacitiva das proteínas Spike do coronavírus, responsável pela síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2), o agente causador do COVID-19.

Para o Prof. Valtencir Zucolotto, coordenador do Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia do Instituto de Física de São Carlos (GNano-IFSC/USP) “Este novo imunossensor foi desenvolvido a partir de eletrodos interdigitados que requerem um sistema de medição com um circuito elétrico simples, que pode ser miniaturizado, oferecendo uma alternativa para um diagnóstico rápido, eficiente e barato de COVID-19, destacando-se nele a particularidade de poder distinguir esse vírus de outros, por exemplo, a Zika e a Dengue, que apresentam sintomas semelhantes em estágios iniciais”.

Como é do conhecimento público, a detecção precoce do COVID-19 tem sido essencial para controlar a disseminação do vírus, sendo que vários sensores já foram, entretanto, desenvolvidos, mas mostraram-se limitados com o aparecimento das variantes de SARS-CoV-2 que sofreram mutações na proteína Spike.

Sumariamente, este novo imunossensor apresenta-se capaz de realizar testes simples, rápidos, específicos e de baixo custo com a particularidade de distinguir entre SARS-CoV-2, Dengue virus (DenV) e Zika virus (ZikV).

O estudo sobre o desenvolvimento desse equipamento  foi divulgado na revista científica “Microelectronic Engineering”, tendo como autores os pesquisadores Isabella Sampaio (autora principal), Nayla Kusimoto Takeuti, Beatriz Gusson, Thales Rafael Machado, e coordenado pelo Prof. Valtencir Zucolotto.

Para conferir o artigo científico publicado, acesse - https://www2.ifsc.usp.br/portal-ifsc/wp-content/uploads/2022/12/1-s2.0-S0167931722002064-main.pdf

Outros resultados estão publicados em artigo científico

SÃO CARLOS/SP - Já no decurso dos tratamentos para a redução das consequências da fibromialgia, iniciados há alguns anos através de protocolos e tecnologias desenvolvidas no IFSC/USP com base na aplicação de laser e ultrassom na palma das mãos,  os pesquisadores confrontaram-se com relatos de pacientes que, após esses tratamentos, mencionaram ter recuperado memórias recentes, situações essas que se enquadram naquilo que é conhecido como “Fribro Fog” (névoa no cérebro), uma situação que é nova nos tratamentos fisioterápicos em pacientes com sequelas pós-Covid. Agora, em artigo científico publicado no “Journal of Novel Physioterapies”, os pesquisadores do IFSC/USP relatam as pesquisas e os resultados obtidos com o tratamento de pacientes pós-Covid portadores de sequelas físicas e respiratórias, inclusive sequelas relativas à perda de memória recente, diminuição acentuada de ansiedade e depressão, regulação do sono e, inclusive, a reabilitação de paciente com quadro de Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC).

O que é a “Fibro Fog”

“Fibro Fog” - ou névoa do cérebro - é o termo que se utiliza para um conjunto de situações que geram dificuldades cognitivas e que podem atingir alguns pacientes com fibromialgia. Os principais sintomas da “Fibro Fog” caracterizam-se por ansiedade, insônia, falha na memória, cansaço e até mesmo depressão: exatamente os mesmos sintomas detectados recentemente nos pacientes com sequelas de Covid-19 que foram voluntários nesta pesquisa e que recuperaram totalmente após efetuarem os já citados tratamentos. “Nossas pesquisas não pararam e neste contexto novas tecnologias e metodologias são desenvolvidas para o tratamento dessas sequelas, muitas vezes com o uso de protocolos onde se utilizam equipamentos fotônicos, ultrassônicos e de pressão negativa. Neste trabalho científico, reunimos quatro casos de pacientes com sequelas pós-Covid das mais variadas origens. Eles foram acompanhados na evolução dos tratamentos, variando o número de sessões caso a caso. O tratamento realizado por meio desses recursos não invasivos e não medicamentosos (laser, ultrassom e pressão negativa) possibilitaram a reabilitação completa desses pacientes, devolvendo sua qualidade de vida”, relata o Dr. Antonio de Aquino Junior, pesquisador do IFSC/USP e um dos autores do estudo.

A recuperação da memória recente em pacientes com sequelas de COVID-19

Após um ano de se terem iniciado os tratamentos pós-COVID na Unidade de Terapia Fotodinâmica (UTF) - em uma parceria com a Santa Casa da Misericórdia de São Carlos -, os pesquisadores do IFSC/USP realizaram nesse período cerca de quatro mil sessões em atendimento a pacientes com sequelas pós-COVID na área de fisioterapia, bem como aproximadamente quatro mil sessões em atendimentos na área odontológica (recuperação de paladar e olfato). Porém, após a infecção, podem aparecer sequelas pós-COVID, muitas vezes persistindo por mais de doze semanas, de origem sistêmica, como fadiga e astenia, respiratória, com dispneia e tosse persistente, neuropsiquiátrica, através da perda de memória, desequilíbrio, anosmia, ageusia e ansiedade e músculoesquelética - mialgia e dores articulares. Além disso, há relatos do aparecimento de doenças neurológicas como manifestações secundárias do vírus, como, por exemplo, encefalopatia, meningite, acidente vascular cerebral, encefalite, síndrome de Giullian-Barré, dor de cabeça e tonturas, entre outras.

Contudo, o destaque deste estudo vai para a recuperação da memória recente de um paciente com sequelas pós-Covid, o que poderá abrir portas para novos cenários, outras doenças que provocam a perda de memória. “O processo do tratamento, que é indolor e não invasivo e, como no caso da fibromialgia, utiliza-se o laser e ultrassom como bases principais, carregando seus efeitos diretamente na pressão intracraniana, gerando um efeito benéfico, por exemplo, nos circuitos reverberativos neuronais, possibilitando que as áreas responsáveis pela memória recente voltem ao seu estado normal. Com isso, também se combatem os estados de ansiedade e depressão, promovendo a qualidade do sono”, salienta Aquino Júnior. Caso se optasse, nestes casos, por um tratamento convencional, os pesquisadores estão convictos de que esse processo poderia se estender por alguns meses. Com este tratamento, os resultados da recuperação poderão ser alcançados em aproximadamente trinta sessões.

Tratamento de Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC) e recuperação do olfato e paladar

Outro tratamento bastante importante e cujos resultados foram igualmente reportados no artigo científico foi a recuperação de uma paciente portadora de Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (POC), que tinha como agravante o fato de ter sido fumante por décadas, o que a obrigava a estar dependente de inalação de oxigênio dezoito horas por dia. “Foi realmente impressionante o tratamento dessa sequela respiratória. Ao longo das sessões, a paciente começou a estabilizar sua respiração e, no final das sessões, ela não precisou mais de utilizar a inalação de oxigênio, podendo, dessa forma, retornar de forma gradual à sua vida ativa, recuperando sua qualidade de vida.

Para os estagiários do IFSC/USP que acompanharam estes tratamentos - alunos do 3º ano do Curso de Fisioterapia da UNICEP e igualmente autores do artigo científico - Vanessa Garcia e Tiago Rodrigues “Assistimos e partilhamos momentos muito importantes nas sessões de tratamento, observamos o quanto os pacientes estavam ansiosos por suas recuperações e suas reações quando as melhorias se estabeleciam. Tudo graças a estes novos protocolos e às novas tecnologias disponibilizadas. Tudo isto está sendo muito importante para nós, em termos pessoais, e para a nossa formação acadêmica e profissional”, relatam Vanessa e Tiago.

Finalmente, temos também os resultados fantásticos obtidos no tratamento de pacientes pós-COVID com sequelas no olfato e paladar. “São muitas centenas os casos que estamos atendendo de perda de olfato e paladar em pacientes com sequelas de COVID-19 e a lista de espera já está grande”, sublinha o Prof. Vitor Hugo Panhóca, pesquisador do IFSC/USP responsável pelos tratamentos na área odontológica. Para o pesquisador, a resposta  ao tratamento tem sido excelente e os índices de recuperação dos pacientes têm sido muito altos “Continuamos evoluindo em nossas pesquisas e em nossos estudos. Já iniciamos uma parceria com pesquisadores do King’s College Hospital, em Londres (Inglaterra), para continuarmos este caminho de recuperação de olfato e paladar em doentes pós-COVID, sendo que em breve teremos publicado um novo artigo internacional, o que diante desses nossos trabalhos, cada vez mais pessoas nos procuram”, finaliza Panhóca.

A Dra. Gabriely Simão, Lais Helena Ferreira, Simone Aparecida Ferreira e Viviane Brocca de Souza, fazem parte da equipe sob supervisão do Prof. Dr. Vitor Hugo Panhóca. A cirurgiã-dentista Gabriely Simão é uma das profissionais que atende os pacientes com alterações de olfato e paladar, já tendo passado por suas mãos cerca de sessenta pacientes. “Os resultados têm sido ótimos e a reação das pessoas que aqui são atendidas é de uma enorme expectativa, de esperança, já que as alterações de olfato e paladar impactam muito na qualidade de vida das pessoas e não devemos esquecer que estas alterações correspondem a 73% das sequelas listadas em pacientes pós-COVID, o que é uma porcentagem muito alta”, enfatiza Gabriely, que a UTF tem atendido pessoas oriundas de todo o Brasil, como, por exemplo, além do Estado de São Paulo, Roraima, Rio de Janeiro, Santa Catarina, Amazonas, Minas Gerais e Paraná.

SÃO CARLOS/SP - Encontram-se abertas as inscrições para uma oportunidade de estágio de seis (06) meses para alunos de graduação (último ano de curso) e de pós-graduação, oriundos de qualquer universidade e já possuidores de experiência e/ou conhecimentos na área de Óptica, no sentido de integrar um projeto do CEPOF-IFSC/USP-EMBRAPII visando o desenvolvimento de um OCT - Aparelho Óptico de Tomografia de Coerência.

Este estágio (com bolsa) compreenderá um período de 02 meses em um dos mais renomados centros de óptica do mundo, localizado nos EUA, onde o estagiário irá projetar o citado equipamento, e os restantes meses no IFSC/USP para completar o projeto. O objetivo é construir, com base em um OCT, um sistema inédito e totalmente inovador de bioidentificação, ou seja, da identificação digital profunda na parte interna da derme dos dedos, impedindo, dessa forma, a falsificação e/ou adulteração das impressões digitais.

Este é um projeto da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Empresarial - EMBRAII - Unidade do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), em estreita colaboração com o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF-IFSC/USP).

Os interessados a esta vaga poderão obter mais informações e manifestar o seu interesse enviando o respectivo CV para o email Este endereço de email está sendo protegido de spambots. Você precisa do JavaScript ativado para vê-lo.

SÃO CARLOS/SP - O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) está realizando uma chamada para seis (06) pacientes voluntários portadores da Doença de Parkinson, para a realização de uma nova pesquisa para tratamento das dores e tremores provocados por essa enfermidade.

A chamada é para pacientes de ambos os sexos, de qualquer faixa etária, cujo diagnóstico da doença tenha sido feito há menos de três anos e que estejam sendo acompanhados clinicamente.

Esta pesquisa será realizada pelos pesquisadores do IFSC/USP, Drs. Kelly Zampieri e Antonio de Aquino Junior ao longo de vinte sessões, que ocorrerão na Unidade de Terapia Fotodinâmica, localizada na Santa Casa da Misericórdia de São Carlos.

Os interessados em participar nesta pesquisa poderão obter mais informações e fazer seu cadastramento através do Telef. (16) 3509-1351.

SÃO CARLOS/SP - O “Programa Vem Saber”, coordenado pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Antonio Carlos Hernandes, leva a efeito nos próximos dias 24 e 25 de setembro (sábado e domingo), no Campus USP de São Carlos, a Escola de Física Aplicada “Marie Curie, uma ação inserida no programa de difusão científica da USP dedicada a motivar os jovens estudantes do ensino médio a ingressarem no ensino superior e a aprofundarem seus conhecimentos no vastíssimo e apaixonante campo da física.

Nesta primeira edição do programa participarão 45 estudantes de vários estabelecimentos de ensino de São Carlos e região, contando-se com o apoio do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), e do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um CEPID onde o Prof. Hernandes ocupa o cargo de coordenador de difusão. Em relação à programação desta Escola, ela contemplará áreas de física e outras com interface definidas em medicina, materiais e biotecnologia.

"Esta Escola é mais um evento de difusão científica que estamos proporcionando aos estudantes das escolas públicas de São Carlos e região, sendo que ela é focada em temas modernos de física e, ao mesmo tempo, prestando uma homenagem às mulheres. A denominação desta escola é exatamente um tributo merecido à cientista Marie Curie, que foi duas vezes vencedora do Prêmio Nobel", salienta Hernandes. 

As aulas serão ministradas por professores do IFSC/USP e uma professora convidada oriunda do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

SÃO CARLOS/SP - O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) recebe neste dia 20 do corrente mês, no Auditório “Prof. Sérgio Mascarenhas”, a partir das 19h00, mais uma edição do programa “Ciência às 19 Horas”, desta vez subordinada ao tema “Dinossauros do Brasil – 170 milhões de anos de evolução”, com a participação do Prof. Luís Eduardo Anelli* (IG/USP).

Em sua apresentação, que certamente despertará o interesse de alunos e professores dos ensinos fundamental e médio de nossa cidade e região, o palestrante começará por informar que os mais antigos esqueletos de dinossauros são conhecidos de rochas brasileiras com 233 milhões de anos de idade, sendo que naquele tempo, um supercontinente agrupava todas as terras emersas hoje conhecidas e apenas dois oceanos banhavam suas praias. Mamíferos e flores ainda não existiam e nem qualquer vertebrado havia aprendido a voar.

Em sua palestra, o Prof. Luís Anelli pontuará que 170 milhões de anos mais tarde, após impactos de asteroides gigantes e vulcanismos que perduraram por milhões de anos, seis continentes rodeados por cinco oceanos estavam repletos com milhares de espécies de dinossauros. Eles disputavam os ares com répteis gigantes, devoravam pequenos mamíferos, se especializavam na captura de insetos que se multiplicavam em parceria com as plantas com flores.

Com tamanhos que variavam desde o de uma pequena rolinha, ao de causar espanto à baleia-azul, eles desafiaram as leis da física e da biologia.

Chamada de era dos dinossauros, a “Era Mesozoica” foi o mais intenso momento para a geologia e biologia em toda a história da Terra.

No Brasil, as rochas de boa parte desse intervalo, bem como o trabalho de diversos paleontólogos, já nos deram cerca de 50 espécies de dinossauros, protagonistas de histórias que estamos começando aprender a explorar.

Este evento é gratuito e aberto a todos os interessados, com transmissão ao vivo pelo Canal Youtube do “Ciência às 19 Horas”.

Biodefensivo encapsulado com ação inseticida e fungicida é liberado de forma prolongada

SÃO CARLOS/SP - Um artigo publicado há cerca de dois meses na prestigiada revista científica “Nanomaterials”, da autoria de pesquisadores de nove universidades do Brasil e do exterior, com o apoio da EMBRAPA, da FAPEAM e do        Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), reporta as últimas pesquisas desenvolvidas no sentido de controlar pragas que assolam árvores frutíferas típicas da Amazônia, neste caso concreto o cupuaçuzeiro, que tem um peso substancial na economia local.

O Prof. Edgar Aparecido Sanches (42), docente da Universidade Federal do Amazonas (UFAM) é um dos autores desse artigo científico, conjuntamente com outros renomados cientistas, entre os quais se contam os pesquisadores do IFSC/USP, Profs. Vanderlei Salvador Bagnato e Francisco Eduardo Gontijo Guimarães, e a Drª Natália Inada. O objetivo da pesquisa foi desenvolver uma tecnologia com base no óleo essencial extraído da planta Lippia origanoides, conhecida no Amazonas como “Erva-de-Marajó”, uma espécie da família do orégano, seguindo-se o desenvolvimento de sistemas de partículas (sistemas poliméricos biodegradáveis) para encapsular esse óleo, transformando o conjunto em um biodefensivo contra duas pragas que atacam o cupuaçuzeiro - a “Vassoura de Bruxa” (Moniliophtora perniciosa) e um tipo de besouro chamado “Broca-do-Cupuaçu”  (Conotrachelus humeropictus).

O início das pesquisas

Tudo começou em 2018 quando Edgar Sanches teve um projeto aprovado pela FAPEAM dedicado ao desenvolvimento de biodefensivos  para plantações frutíferas no Amazonas, tendo ao longo do tempo testado em várias pragas de frutas da região. Contudo, o foco acabou por ser o cupuaçuzeiro e as pragas que atacam essa árvore, partindo do princípio de que muitos óleos essenciais de plantas da própria região poderiam ser utilizados como biodefensivos. “O óleo que apresentou maior eficiência - e que acima está identificado - foi utilizado e, na sequência, desenvolvemos sistemas de partículas para encapsular esse óleo. Nossa pesquisa compreende duas vertentes: primeiro, é encontrar o princípio ativo, no caso nós encontramos  esse óleo essencial que é mencionado no artigo, e a segunda parte foi desenvolver sistemas de partículas que sejam  biodegradáveis e que  encapsulem esses óleos essenciais e os protejam do meio externo. Então, nós conseguimos desenvolver essas duas etapas. Tínhamos um sistema encapsulado com eficiência contra essas pragas do cupuaçuzeiro e foi a partir daí que o IFSC/USP teve um papel importante nesta pesquisa”, relata Edgar Sanches.

Com seu ingresso no IFSC/USP, em 2022, para iniciar seu pós-doutorado, o Prof. Edgar Sanches trouxe com ele a sua pesquisa e a intenção de entender como a radiação poderia interagir com todo o sistema, que era a base de seus estudos. “Precisava entender a forma como a luz solar age sobre esses sistemas, se ela acelera o processo de  liberação, se ela degrada o sistema mais rapidamente do que a gente esperaria. Então, trouxe esse sistema aqui para o IFSC/USP, em parceria com o Prof. Bagnato e com todo seu grupo. Estamos tentando entender de que forma a luz interage nesse sistema, e esse é um ponto que ainda está em andamento. Um segundo ponto, que foi concretizado e que entrou neste trabalho, nesta publicação, foi a visualização do óleo essencial dentro da partícula. Então, aqui no IFSC/USP, através da Microscopia de Fluorescência Confocal, conseguimos visualizar o óleo essencial dentro dessas partículas e a maneira como ele está distribuído internamente. É muito importante entender como ocorre essa distribuição do óleo no interior da partícula, porque isso influencia no processo de liberação controlada”, explica o pesquisador.

Em termos gerais, esta pesquisa - ainda in vitro - prevê a utilização deste processo através de pulverização nas árvores frutíferas, não com o intuito de exterminar uma espécie,  como a dos besouros -, mas sim como agente de controle em um determinado ambiente. Estes estudos abrem portas para que sejam pesquisados outros óleos essenciais extraídos da flora brasileira que, também com a ação da luz, sejam liberados mais eficientemente do interior das partículas e possam controlar outras pragas sem que com isso hajam impactos negativos na flora, fauna e meio ambiente.

Os estudos e as pesquisas irão continuar por mais algum tempo, sendo que os pesquisadores nacionais esperam iniciar seus trabalhos no campo, obviamente com a manutenção dos apoios que se fazem necessários. “O apoio da FAPEAM está sendo fundamental, bem como o da EMBRAPA, do IFSC/USP e também dos alunos e bolsistas que estão envolvidos. Sem essas colaborações não teríamos avançado como avançamos. Assim, para quem faz o que gosta, para quem trabalha com o que gosta, é simplesmente um resultado interessante e eu fiquei muito feliz com o convite para esta pesquisa”, finaliza o pesquisador.

Pesquisadores da USP de São Carlos colocam essa possibilidade

SÃO CARLOS/SP - A resistência das bactérias aos antibióticos está entre os problemas mais sérios enfrentados pela civilização moderna, acreditando-se que, possivelmente, uma nova pandemia poderá surgir causada por bactérias resistentes aos antibióticos. Os cientistas acreditam na possibilidade do mundo poder enfrentar uma nova pandemia devido à proliferação dessas bactérias resistentes aos antibióticos.

Diariamente, há notícias de doenças que anteriormente respondiam bem aos antibióticos e que agora não obtêm essa resposta, registrando-se, atualmente, um elevado número de óbitos provocados por infecções que não conseguem ser eliminadas. Esta situação desastrosa chegou a este ponto devido ao uso abusivo de antibióticos, fato que contribuiu para que as bactérias adquirissem mutações que se mostram resistentes aos mesmos.

A doença que se tem mostrado mais letal é a pneumonia resistente, que vitimou muita gente que contraiu a COVID-19 nos hospitais e que continua a causar preocupações, colocando aos cientistas de todo o mundo a questão de como quebrar essa resistência.

Através de trabalhos realizados no Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), através do Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CEPOF) e de uma rede de pesquisadores internacionais, os cientistas conseguiram obter uma primeira resposta para quebrar a resistência bacteriana aos antibióticos, utilizando a ação fotodinâmica.

Produzindo um stress oxidativo nas bactérias, pela introdução de agentes fotossensíveis, grupos de cientistas chefiados pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, que também exerce sua atividade na Texas A&M University (EUA), Prof. Vanderlei Salvador Bagnato, demonstraram que após este tratamento as bactérias voltaram a ser eliminadas pelo mesmo tipo de antibióticos que haviam anteriormente demonstrado resistência. O trabalho, envolvendo a Dra. Kate Blanco e a aluna Jennifer Machado, ambas do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), juntamente com colaboradores estrangeiros, acaba de ser publicado na prestigiosa revista “PNAS- Procedings of the National Academy of Science” (EUA). Outro trabalho sobre este tema está em fase de publicação em outra revista de grande prestígio internacional, sendo que estas abordagens científicas estão tendo uma grande repercussão internacional, devendo prover novas esperanças para o combate das bactérias resistentes.

Atualmente, a equipe do IFSC/USP está progredindo neste campo com o uso da técnica para o tratamento das faringotonsillities (infecções de garganta) e mesmo no tratamento da pneumonia.

Crise energética faz nascer o “Hidrogênio Verde”

SÃO CARLOS/SP - Em aproximadamente quarenta a sessenta anos, as reservas naturais conhecidas de combustíveis fósseis poderão ficar inviáveis para extração, uma questão que não é nova, já que ela vem sendo discutida há várias décadas. A procura crescente - mas lenta - por combustíveis alternativos e limpos tornou-se, recentemente, uma pauta quase emergencial.

Em causa está não só a preocupação pela escassez desse combustível, extraído principalmente através dos lençóis petrolíferos, como também a agressão constante ao meio ambiente com sua queima, conforme salienta o docente e pesquisador do Grupo de Nanomateriais e Cerâmicas Avançadas do IFSC/USP, Prof. Renato Vitalino Gonçalves. “De fato, a perspectiva é que as reduções das reservas de petróleo no mundo irão acontecer a cada década, o que abre a porta para a introdução de combustíveis renováveis, uma ação que irá combater e certamente atenuar os desequilíbrios ambientais que estamos sofrendo, por exemplo, com as temperaturas a atingirem valores nunca antes vistos devido à emissão de dióxido de carbono (CO2), principal ator na emissão de gases que provocam o chamado “efeito estufa”. A queima de combustíveis fósseis aumenta a densidade do CO2 e, por isso, os raios solares penetram nele, mas não conseguem sair - ou saem apenas em parte -, o que causa esse efeito global que coloca em risco o planeta”, relata o docente.

Alternativa: “Hidrogênio Verde”

As alternativas para substituir os combustíveis fósseis já começaram há algum tempo, sendo que a introdução dos veículos movidos a energia elétrica terá sido a primeira delas, utilizando baterias para esse efeito, contudo, de alguma forma ineficaz. O pesquisador aponta que a utilização de baterias nos veículos automóveis tem um problema que é difícil de equacionar: o fato das baterias terem recarga bastante baixa, promovendo somente uma autonomia calculada entre 400 e 500 quilômetros para veículos de passeio, reduz a possibilidade de serem utilizadas em veículos de longo percurso, como caminhões, já para não falar dos trens e aviões. Aí, surgiu a hipótese de se desenvolver e utilizar o designado “hidrogênio verde”. “Os carros elétricos vieram para ficar, o que consubstancia o movimento global para substituir os combustíveis fósseis. Depois de se terem observado as limitações resultantes da utilização de baterias nos veículos automóveis, a ideia de se utilizarem células de combustível de hidrogênio ganhou força, um projeto que está sendo cada vez mais implementado, com exemplos claros nos Estados Unidos, Japão e Coreia do Sul. Ao invés da bateria, os carros que hoje são movidos a hidrogênio, em lugar dos habituais tanques de combustível apresentam uma célula, existindo complementarmente um tanque de hidrogênio cujo manuseio é altamente seguro. O funcionamento das células a combustível baseia-se na divisão dos prótons do hidrogênio por uma membrana, gerando uma corrente elétrica que alimenta o motor elétrico do veículo. Como o hidrogênio tem baixa densidade no estado gasoso, é possível armazenar grandes quantidades num recipiente muito pequeno”, enfatiza o pesquisador.

Contudo, existe um “porém”, atendendo a que cerca de 95% do hidrogênio gerado vem de fontes fósseis, o que redireciona o problema para o estado inicial, ou seja, se os combustíveis fósseis reduzirem dramaticamente, o hidrogênio também reduzirá... E é aí que entra o projeto da criação do “hidrogênio verde”, que pode vir de diversas fontes renováveis e limpas, como a água e etanol. “A implementação de células de combustível com base em “hidrogênio verde” em veículos automóveis é de fato algo muito promissor. Um exemplo de sucesso vem do Ceará, onde está sendo introduzida a primeira planta-piloto de larga escala para a produção de “hidrogênio verde” a partir da eletrólise da água, onde a energia elétrica aplicada aos eletrolisadores será produzida a partir de painéis fotovoltaicos e turbinas aeólicas. Temos então aí o exemplo da utilização da luz solar e do vento para a geração desse gás “limpo”, através de energias renováveis”, pontua o Prof. Renato Gonçalves, sublinhando que após sua utilização na célula de combustível o “hidrogênio verde” se recombina com o oxigênio na atmosfera, voltando a ser água e completando o ciclo.

“Hidrogênio verde” - Fotossíntese artificial em laboratório

O “hidrogênio verde” é uma das alternativas aos combustíveis fósseis, contudo existe também outra opção muito viável - onde o Brasil pode ser pioneiro -, que é a utilização do etanol, já que o país é o segundo maior produtor do produto do mundo e o primeiro com utilização da cana de açúcar. Segundo nosso entrevistado, nosso país tem a possibilidade real de implementar uma tecnologia baseada em células de combustível a etanol, que não envolve a queima do combustível, mas sim convertê-lo em “hidrogênio verde”, já que o pouco de CO2 que é liberado na atmosfera é consumido pelas plantas. A partir do momento em que houver incentivos na indústria e nos governos, o custo vai ser muito baixo.

“Esta metodologia foi descoberta há precisamente quarenta anos, cujo primeiro trabalho foi publicado no Japão e é o foco do trabalho que desenvolvo em meu laboratório aqui no IFSC/USP. Semicondutores, como óxido de ferro, óxido de titânio e outros, são materiais abundantes, principalmente no Brasil, onde existem grandes reservas. Esses semicondutores absorvem a luz solar e por isso geram elétrons em suas estruturas. Esses elétrons, em contato com a molécula da água, dependendo das condições ideais, podem quebrá-la, dividindo-a em hidrogênio e oxigênio.  Resumidamente, tenho apenas água, o semicondutor, que é estudado por nós e modificado em sua estrutura eletrônica para aumentar a atividade, e a luz solar, que no laboratório é artificial”, explica Renato Gonçalves. Sucintamente e como mero exemplo, se colocarmos numa garrafa PET esse semicondutor, em pó, mergulhado em água e sob a luz do sol natural, consegue-se gerar “hidrogênio verde”. “Este trabalho que faço no laboratório designa-se de fotossíntese artificial, onde procuramos entender e estudar os materiais baratos que se encontram na Natureza, utilizando-os para quebrar a molécula da água, sem que haja energia externa”, conclui o pesquisador.

O professor Renato destaca a importância das agências de fomento, como FAPESP, CNPq e o RCGI/USP-Shell, no suporte e apoio ao desenvolvimento dos projetos sob sua coordenação. Confira no link https://www.rcgi.poli.usp.br/pt-br/projeto-engenharia-de-banda-de-semicondutores-em-dupla-configuracao-e-sua-utilizacao-para-producao-de-hidrogenio-verde-e-conversao-de-co2-em-produtos-quimicos-de-elevado-valor/

Da semeadura à colheita

SÃO CARLOS/SP - Uma pesquisa em desenvolvimento no Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), utilizando um sistema hidropônico artificial dentro de uma estufa “in-door” e iluminada artificialmente de forma controlada ao longo de trinta dias,  teve como resultado a obtenção de um crescimento exponencial em alfaces prontas para consumo.

Os pesquisadores Rafael Ferro, com seu mestrado em andamento na área de biotecnologia, e Shirley Lara, no 3º ano de doutorado no mesmo curso, ambos com trabalhos em curso nesta temática, são os responsáveis por esta pesquisa que esteve sob a coordenação do docente e pesquisador do Grupo de Óptica do IFSC/USP, Prof. Vanderlei Bagnato, com a participação da pesquisadora do mesmo Instituto, Drª Kate Blanco.

A pesquisa utilizou uma tradicional estufa “in-door”, ou seja, um ambiente fechado, protegido e controlado, onde foram colocadas sementes de alface exatamente no mesmo estilo que se utiliza na hidroponia de campo, com a introdução de soluções já preparadas. Nessa estufa, os pesquisadores instalaram placas de LED’s com três cores, compondo as luzes vermelha, azul e branca, que se mantiveram ligadas 24 horas ininterruptas ao longo de trinta dias, tendo resultado, no final desse período, o ciclo completo da produção desse vegetal, pronto para consumo ou comercialização.

Sobre a pesquisa, Rafael Ferro comenta que “O sistema hidropônico, por si só, é um sistema fechado que já traz uma economia no consumo de água em cerca de 70% quando comparado com o cultivo convencional. Com este sistema de estufa “in-door” a economia de água pode chegar a 90% no ciclo completo”.

Os resultados desta pesquisa e deste experimento foram alcançados após os pesquisadores terem testado três formas de incidência da luz, a saber: um foto-período de 12 horas com o sistema ligado, seguindo-se 12 horas desligado; 18 horas com o sistema ligado, e 6 horas com ele desligado; e, finalmente, o sistema ligado ininterruptamente durante 24 horas. “Fizemos uma adubação química, colocamos todos os nutrientes necessários e trabalhamos com um aumento de conectividade elétrica. Ao fim de trinta dias, esta alface atingiu o crescimento máximo em função do espaço disponível na estufa “on-door”, explica Shirley, destacando que através deste processo a planta consegue fazer mais fotossíntese do que o habitual, com a particularidade dele poder ser adotado em qualquer espécie vegetal. Em situação normal, o mesmo crescimento só seria atingido no dobro do tempo.

Em simultâneo, os pesquisadores fizeram um outro experimento, que foi a produção de mudas, tendo conseguido produzi-las em  metade do tempo convencional. “Comparamos com a muda convencional e a produção foi a mesma, sendo que neste momento estamos analisando a parte qualitativa. A parte quantitativa foi muito superior, já para não falar que a produção no campo obriga sempre a uma aplicação de fungicida ou inseticida por semana, e aqui não houve qualquer aplicação de defensivos. No campo teríamos que contar com 35 dias de muda e mais 30 ou 35 dias para a produção final. Aqui, em 30 dias já estamos colhendo o máximo que se consegue neste espaço da estufa”, ressalta Rafael.

Segundo o coordenador do projeto, esta linha de trabalho em biofotônica dá início à chamada “agro-fotônica”, onde controlando a forma de iluminação é possível  manter toda a qualidade  a qualidade e otimizar a produção vegetal.

O IFSC/USP, através do seu Laboratório de Apoio Tecnológico (LAT), está já desenvolvendo o protótipo de uma nova estufa “in-door”, com cinco andares, o que viabilizará uma produção bem mais ampla. Quem sabe se em um futuro próximo os vegetais começarão a ser produzidos diretamente nos locais de venda.

Este projeto conta com o apoio da EMBRAPII.

Rui Sintra - Jornalista