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Um dia histórico no IPT

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Instituto empossa nova diretoria, inaugura Laboratório de Bionanomanufatura e mostra equipamentos e serviços de alta tecnologia

Um dia histórico no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT): na segunda-feira, 27 de agosto, o órgão fundado em 1899 e ligado à Secretaria Estadual de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia (SDECT) empossou sua nova diretoria, apresentou o primeiro Laboratório de Bionanomanufatura da América Latina e mais dois serviços pioneiros na pesquisa e suporte à tecnologia renováveis – o simulador solar e o forno de solidificação direcional de silício.

Instalado na Cidade Universitária, o Laboratório de Bionanomanufatura recebeu investimento de R$ 46 milhões. O prédio ocupa 8 mil metros quadrados de área e concentrará processos de biotecnologia, micromanufatura de equipamentos e metrologia. A meta do IPT com os novos serviços é auxiliar empresas de todos os portes com soluções tecnológicas capazes de reduzir o uso da energia, desenvolver novas matérias-primas e preservar o meio ambiente, sem abdicar da competitividade.

As aplicações do Laboratório contemplam tanto as áreas médicas quanto as de segmentos industriais distintos – petróleo e gás, medicamentos, têxtil, cosméticos, química, cerâmicas, siderurgia, papel e celulose, combustíveis e construção civil. Suas pesquisas serão bancadas por três fontes de recursos igualmente divididos: a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), a empresa privada interessada e subvenção governamental.

Simulador solar

Já funcionando no Laboratório de Instalações Prediais e Saneamento, o simulador reproduz a incidência dos raios solares na superfície terrestre. Seu primeiro uso será o de medir a captação de luz e a eficiência energética de coletores solares em sistemas de aquecimento de água. Permitirá, em linhas gerais, obter, em duas horas, respostas que demandariam até dois meses no telhado de uma residência.

A nova instalação teve investimento de R$ 3,5 milhões, sendo 90% do Governo paulista e 10% provenientes do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). O conjunto de luzes e refletores especiais foi importado da Alemanha. O restante, incluindo o projeto e adaptação das instalações, foi desenvolvido internamente pela equipe do pesquisador Douglas Messina, responsável pelo projeto desde a sua concepção, em 2008.

Segundo o pesquisador, o aumento na eficiência da captação solar diminui o consumo de energia elétrica nos sistemas de apoio aos aquecedores. Irá favorecer o desenvolvimento de produtos mais sustentáveis do ponto de vista ambiental.

O simulador contribuirá também em testes com sistemas fotovoltaicos para gerar energia e analisar equipamentos submetidos à influência da luz solar. A construção civil é o primeiro setor da economia nacional atendido, considerando aplicações residenciais, comerciais e industriais. Segundo Douglas, há tendência mundial de crescimento de dispositivos coletores, inclusive no setor industrial, não só para aquecer água, mas também para gerar vapor.

O sistema tem potência de 50 kVA e pode ser colocado em qualquer plano entre zero e 90 graus para reproduzir quaisquer situações de estudo. Opera por meio de software e hardware exclusivos e dispõe de instrumentação específica para gerenciar a vida útil das lâmpadas.

Forno para silício

O forno de cristalização de Silício Grau Solar (SiGS) do IPT é o primeiro a entrar em operação na América Latina. Foi montado para contribuir com o processo de purificação do elemento químico. Sua instalação deu início no Brasil a um modelo alternativo para produzir a matéria-prima, a qual é utilizada na fabricação de coletores solares fotovoltaicos destinados à gerar eletricidade.

O projeto é coordenado pelo pesquisador João Batista Ferreira Neto, do Laboratório de Metalurgia e Materiais Cerâmicos. O equipamento foi adquirido da Alemanha por R$ 1,43 milhão. O recurso integra projeto de R$ 12,5 milhões, sendo R$ 11,6 milhões bancados pelo Fundo Tecnológico (Funtec), do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES). Os R$ 900 mil restantes foram financiados pela Companhia Ferroligas Minas Gerais (Minasligas) empresa parceira.

A Minasligas pretende produzir silício em escala industrial. Atualmente, no Brasil, o material é exportado e a demanda nacional pelo insumo ainda é incipiente. Segundo João Batista, o projeto tem grande potencial para gerar novos negócios, por dois motivos. O primeiro é o fato de o Brasil ser um dos maiores produtores mundiais de Silício Grau Metalúrgico (SiGM) – e há disponibilidade de matéria-prima para a produção do grau solar. O segundo fator é o crescimento anual de 30% desse mercado mundial.

O silício é usado para produzir ligas metálicas, preparar silicones e na indústria cerâmica. É material semicondutor abundante no planeta, com aplicações nas indústrias eletrônica e microeletrônica. É material básico para produzir transistores para chips, células solares e em diversas variedades de circuitos eletrônicos.

Com o forno, será possível produzir no IPT lingotes de silício que, em seguida, são cortados, proporcionando as lâminas que compõem as placas fotovoltaicas. “Isso permite avaliar o desempenho do material produzido”, afirma João Batista, explicando que essa avaliação é complementar à análise química do silício.

Com o forno em operação, a próxima fase do projeto será avaliar a qualidade do silício produzido para ajustar o processo de purificação. No mercado internacional, o preço do insumo varia de acordo com seu grau de pureza. O quilo do SiGS tem preço de US$ 50, enquanto o grau metalúrgico vale hoje US$ 1,5 por quilo. Isso significa que a nova atividade em gestação no IPT permitirá agregar valor à indústria desse material, que poderá crescer em importância econômica.

Novo diretor

Fernando Landgraf é o novo diretor-presidente do IPT. Livre-docente pela Escola Politécnica da USP, é pesquisador especializado na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica. Desde julho de 2009 respondia pela diretoria de inovação do Instituto.

Após ser empossado, Landgraf disse que o principal objetivo de sua gestão será apresentar resultados dos investimentos de R$ 150 milhões na modernização do IPT, realizados na gestão de seu antecessor, João Fernando Gomes de Oliveira.

“A meta é aumentar a relevância e o impacto do Instituto para a indústria e a sociedade paulista e brasileira. Pretendemos criar uma metodologia para o IPT medir seu impacto, seguindo o modelo de instituições internacionais de alta credibilidade tal qual o Massachusetts Institute of Technology (MIT), dos Estados Unidos”, destacou.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 29/08/2012. (PDF)

O mundo promissor da bionanotecnologia

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Laboratório de bionanotecnologia do IPT a ser inaugurado em julho coloca São Paulo na linha de frente da pesquisa tecnológica

Já chegaram os primeiros equipamentos do Laboratório de Bionanotecnologia do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), pioneiro do gênero no Brasil. As obras dos quatro edifícios do novo centro foram iniciadas em 2009 e concluídas no final de 2011. Localizado no complexo principal do IPT, na Cidade Universitária, na capital, o novo centro tem 8 mil metros quadrados de extensão e inauguração prevista para julho.

Com investimento de R$ 50 milhões, financiados pelo Governo paulista, a bionanotecnologia é uma aposta do IPT para atender a diversos ramos industriais. Metade da verba foi consumida em gastos com a obra e o restante em equipamentos, capacitação de recursos humanos e concurso público realizado em 2011 para admitir 75 novos profissionais, entre pesquisadores e técnicos.

Fundado em 1899 e vinculado à Secretaria Estadual de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia (SDECT), o IPT atua como elo multidisciplinar entre universidades e centros de pesquisas com diversos setores produtivos brasileiros.

Potencial trilionário

O serviço do IPT inclui desenvolver soluções tecnológicas e melhorar processos para pequenos e médios empresários, de modo que fortaleça o empreendedorismo no País. Neste sentido, a bionanotecnologia é campo fértil para a inovação em muitas áreas, em especial medicina, petróleo e gás, medicamentos, têxtil, cosméticos, química, cerâmicas, siderurgia, papel e celulose, combustíveis e construção civil.

Levantamento da empresa internacional de pesquisas Lux Research, especializada em novos negócios e tecnologias para empresas e governos, avalia entre US$ 2 trilhões e US$ 3 trilhões anuais o potencial da área de bionanotecnologia para gerar receitas globais. A expectativa do IPT é ser parceiro de empresas brasileiras para a conquista de uma fatia desse mercado.

A bionanotecnologia é uma área científica recente e multidisciplinar. Surge das fronteiras do conhecimento de ramos tradicionais, como química, física, biologia, engenharia, entre muitas outras. De modo geral, propõe técnicas, processos e métodos para mudar as propriedades dos compostos e materiais muito pequenos, chegando até o nível molecular.

De origem grega, a palavra nano significa anão e representa valores na escala milionésima. Em alguns casos, as medidas chegam a nanômetros, unidades equivalentes à bilionésima parte de um metro – algo cerca de cem mil vezes mais fino que um fio de cabelo. As bionanopartículas somente são visíveis em microscópios de alta definição e resolução, com capacidade de aumento superior a 800 mil vezes.

Aplicações ilimitadas

Uma técnica a ser desenvolvida no laboratório é a de microencapsular partículas para a área farmacêutica. O objetivo é produzir um medicamento que, antes de ser inoculado no organismo, tenha seu princípio ativo programado para atuar só em um órgão ou tecido celular específico. E também sempre ser liberado no tempo, local e dosagem correta.

As vantagens são diminuir efeitos colaterais e permitir formulações, respeitando características individuais do paciente, como sexo, peso, altura e idade para aprimorar um patch (curativo) para tratamento de tumores na pele, com nanofibras e ação localizada.

Outra pesquisa prevista é desenvolver um lubrificante especial para motores, com propriedades anticorrosivas, a ser liberado quando uma temperatura específica é atingida. Princípio semelhante terá um revestimento interno para dutos usados pela  na retirada de petróleo em plataformas submarinas. O óleo cru sai do subsolo com a temperatura média de 200ºC e tem em sua composição bactérias que provocam corrosão. E este é um desafio para a manutenção do equipamento, muitas vezes instalado em águas profundas.

Fábrica de protótipos

“Nessa nova corrida tecnológica mundial, o Brasil terá condição de ser competidor de primeira linha”, garante João Fernando Gomes de Oliveira, diretor-presidente do IPT.

“Vamos aproveitar o conhecimento multidisciplinar do instituto para desenvolver protótipos bionanotecnológicos. Esses compostos, por sua vez, nortearão as empresas sobre como produzir os materiais em escala industrial”, explica.

O Laboratório de Bionanotecnologia será inaugurado com clientes públicos, como a Petrobras. E também pretende atender a empresas privadas. “São muitos clientes potenciais. As pesquisas serão realizadas sempre com três fontes de recursos igualmente divididos. O custeio será rateado entre a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), a empresa privada interessada e subvenção governamental”, informa João.

Instalações especiais

O projeto arquitetônico do laboratório do IPT incluiu sistemas antivibratórios no subsolo do edifício principal e o maior conjunto de “salas limpas” do Brasil. Este tipo de ambiente com filtros especiais é usado para testes e manufatura de produtos. Previne a contaminação do ar por partículas capazes de interferir no trabalho.

A fachada lateral envidraçada foi projetada para o sul, de modo que garanta que a incidência de energia solar não atrapalhe o conforto térmico dos laboratórios. Outra característica é a possibilidade de reconfigurar rapidamente ambientes internos para abrigar novas pesquisas e equipamentos.

Assim, o projeto dos edifícios contemplou o fornecimento de gases e outras substâncias para as pesquisas, a partir de tubulações internas nas colunas. Desse modo, os pesquisadores têm à disposição hélio, hidrogênio, nitrogênio, gás natural, oxigênio e acetileno para alimentar os equipamentos. E também água desmineralizada, quente, vapor e ar comprimido, entre outras opções.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 15/02/2012. (PDF)

Novas tecnologias a seu dispor

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IPT celebra 112 anos inaugurando, até o fim do ano, na capital, o Laboratório de Bionanotecnologia; em 2012 será entregue o de Estruturas Leves em São José dos Campos

O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) celebrou 112 anos de fundação no dia 24 de junho. Criado em 1899, o instituto surgiu com o objetivo de avaliar a qualidade de materiais empregados nas áreas de construção civil e produção mecânica. Hoje, é referência internacional em metrologia e parceiro de órgãos públicos e empresas privadas em projetos de inovação, pesquisa, desenvolvimento e educação.

Vinculado à Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia (SDECT), o IPT atua como elo multidisciplinar entre universidades e centros de pesquisas com diversos setores produtivos brasileiros. O serviço inclui desenvolver soluções tecnológicas e melhorar processos para pequenos e médios empresários, de modo a fortalecer o empreendedorismo no Estado e no País.

O IPT também é parceiro de setores industriais de grande porte, como petróleo, mineração, naval, aeronáutica, siderurgia, medicamentos, cosméticos, engenharias, construção civil, têxtil, florestal, química, geração de energia, biocombustíveis e livros didáticos.

O trabalho do órgão é realizado por 12 centros de pesquisa, 30 laboratórios, dez seções técnicas e núcleo de atendimento tecnológico à micro e pequena empresas. O quadro funcional integra mil pesquisadores, 275 profissionais administrativos e 160 estagiários e bolsistas. A sede fica na Cidade Universitária, zona oeste da capital, e o instituto possui filiais em Franca e São José dos Campos, interior paulista.

Aplicações

Muitos brasileiros não sabem, mas o resultado do trabalho do IPT está presente em muitas situações cotidianas. A lista de tarefas é extensa. Inclui analisar consumo de energia e ruído de eletrodomésticos, participar de etapas do desenvolvimento de remédios, conferir a qualidade de roupas e tecidos. E, também, as características de materiais empregados na construção civil, avaliar o impacto ambiental de obras do Metrô e do Rodoanel, o risco de quedas de árvores nas cidades e testar radares de trânsito usados para controle de velocidade em ruas e rodovias.

A proposta do IPT é atender a sociedade brasileira em oportunidades para o País, como a descoberta das reservas de petróleo e pré-sal e o pioneirismo na produção de etanol. Para suprir a essas demandas, desde 2008 o Governo estadual investiu R$ 150 milhões no IPT.

O recurso está sendo usado para modernizar o instituto, com a contratação nos últimos três anos de novos profissionais concursados e requalificação dos atuais. O dinheiro também foi empregado para reformar e ampliar as instalações existentes. Desse total, R$ 46 milhões foram direcionados para a construção, na sede do órgão, do Laboratório de Bionanotecnologia, previsto para ser entregue até o final do ano.

Soluções sustentáveis

A bionanotecnologia é área de pesquisa promissora, capaz de manipular materiais milhares de vezes menores que a espessura de um fio de cabelo. Tradicionalmente, uma partícula recebe o prefixo “nano” caso tenha entre um e 100 nanômetros, aproximadamente 0,01% do diâmetro de um fio de cabelo. Hoje, estima-se em 600 o número de produtos que contêm nanomateriais disponíveis no mercado mundial.

O Laboratório de Bionanotecnologia do IPT estudará o desenvolvimento de organismos vivos, tecnologia de partículas (microencapsulação de componentes químicos e terapia medicinal, como em cosméticos), micromanufatura de equipamentos e metrologia.

Uma das propostas do instituto é privilegiar a busca de soluções sustentáveis. Para isso, uma de suas inovações recentes foi o bioplástico degradável. Diferente do produto à base de petróleo, que demora séculos para se decompor no meio ambiente, o bioplástico vira “comida” de bactéria em seis meses, sem poluir. E pode ser produzido a partir de restos de frutas das fábricas de suco ou bagaço de cana das usinas de álcool.

Corrida tecnológica

Outra novidade é o Laboratório de Estruturas Leves (LEL), previsto para ser concluído em 2012. Orçado em R$ 90,5 milhões, o LEL será instalado em São José dos Campos. A meta é ajudar empresas brasileiras a desenvolver novas tecnologias no setor aeroespacial, como, por exemplo, criar materiais capazes de reduzir o peso de componentes das aeronaves para, assim, torná-las mais competitivas no cenário internacional.

No projeto do LEL, o Governo paulista tem como parceiros a prefeitura local, BNDES, Embraer, Fapesp, Finep, Faculdade de Engenharia Industrial (FEI), Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), USP, Unicamp, Unesp, Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) e Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE).

Outro projeto em andamento é de uma planta de gaseificação de biomassa, em Piracicaba. A meta é conseguir produzir etanol de segunda geração a partir do bagaço de cana, atualmente aplicado na queima para a geração de energia.

Com a gaseificação, a expectativa é dobrar a produtividade das usinas canavieiras sem aumentar a atual área plantada. Esse projeto também marca a posição do IPT e do País em uma corrida tecnológica mundial, já que a gaseificação, com bagaço, carvão ou outra biomassa ainda está por ser dominada.

Novos desafios

Segundo João Fernando Gomes de Oliveira, diretor-presidente do IPT, os próximos passos do instituto são conseguir equilíbrio harmônico entre produzir conhecimento, aplicá-lo e vender serviços. Para Oliveira, são três os desafios para o desenvolvimento científico e tecnológico brasileiro – e todos representam novas oportunidades e necessidades.

O primeiro é uma imposição socioambiental, baseada na necessidade de se desenvolver tecnologias em prol da sustentabilidade. Assim, as pesquisas do IPT continuarão tentando despoluir rios e áreas degradadas, criar matérias biodegradáveis e energias renováveis (solar e da biomassa) e estruturar veículos e peças com materiais mais leves.

Um exemplo é o projeto da Embraer de criar em conjunto com o IPT um avião revestido 100% por compósito (mistura de fibra de carbono com polímero). “Por ser mais leve, a aceleração é mais rápida com menor gasto de energia. Além disso, o material é renovável e mais resistente do que o alumínio”, explica João.

Outra meta inclui explorar o recurso da luz solar, com projetos de células de silício, e obter mais eficiência com a biomassa abundante no campo. “Com as tecnologias futuras, será possível reaproveitar o bagaço de cana disponível no Estado de São Paulo e gerar eletricidade anual equivalente à produzida pela Usina de Itaipu (12 gigawats anuais)”, observou.

O segundo desafio consiste em aproveitar as oportunidades disponíveis, como o pré-sal. “Esta riqueza mineral dependerá de muita pesquisa para ser obtida – e também tornar viável e rentável a exploração. O IPT apoiará a Petrobras e sua cadeia de fornecedores no projeto, que requer perfurações em grandes profundidades marinhas, até 7 quilômetros abaixo do nível da superfície”, analisa.

O último desafio do IPT será aproveitar a oportunidade induzida pelo desenvolvimento da ciência, como a bionanotecnologia. O objetivo do novo ramo é incorporar novas funcionalidades nos materiais, a partir de mudanças em suas propriedades e composição.

As possibilidades da bionanotecnologia são infinitas e é possível agregar novas características do ponto de vista químico, mecânico, térmica, biológico, elétrico, etc. Uma das promessas é a de produzir um medicamento sob medida para cada organismo e, também, controlar seu princípio ativo de modo de só agir em condições especiais, evitando efeitos colaterais conhecidos das drogas atuais.

Serviços especializados do IPT

Tanque naval – O tanque naval do IPT é o maior da América Latina. Tem cerca de três quarteirões de extensão e é usado para simular em laboratório o comportamento de embarcações em água fluvial e alto-mar, para ajustes na fabricação de navios e equipamentos.

Fraturamento hidráulico – O fraturador hidráulico do IPT é usado para aprimorar equipamentos e definir metodologias para medição de tensões em rochas. Atende às engenharias civil, de minas e de petróleo e tem usos na construção de obras subterrâneas em rochas de qualquer natureza. O dispositivo foi usado na construção dos trechos subterrâneos da Rodovia dos Imigrantes, Rodoanel e Metrô. Também tem utilidade em túneis de pressão para geração de energia e em barragens (fundações e ombreiras) e cavernas.

Recursos hídricos – O instituto dispõe de um grupo multidisciplinar de 20 pesquisadores que acompanham 160 projetos relacionados às diversas bacias hidrográficas paulistas. Uma das ações é elaborar os planos delas, ou seja, identificar quem são os consumidores da água (setores municipal, agrícola e industrial) e verificar suas demandas. A tarefa inclui analisar demografia, qualidade das águas, monitoramento de chuvas, situação da vegetação, destinação do lixo urbano e poluição agrícola, entre outras demandas.

Segurança contra fogo – O serviço do IPT oferece diagnósticos das condições do setor de combate a incêndios no País e avalia as condições do combate ao fogo nas áreas urbana, rural e indústria petroquímica.

Livros didáticos – O instituto mantém três projetos ligados à qualidade dos livros do Programa Nacional do Livro Didático (PNLD). O serviço federal distribui esses materiais para alunos da rede pública nos 27 Estados brasileiros. Atende ao ensino fundamental, médio e de jovens e adultos e consiste em averiguar se a qualidade das publicações está de acordo com as especificadas em lei.

Siderurgia e etanol – Há 20 anos pesquisa a área de materiais metálicos fundidos resistentes a desgaste. O trabalho é realizado em parceria com o Laboratório de Fenômenos de Superfície, da Escola Politécnica (Poli-USP). Com relação ao etanol, o IPT pesquisa tecnologias para favorecer a exportação do etanol. A atividade verifica o grau de corrosão do biocombustível e rendeu metodologias de ensaio, aproximando as condições do laboratório com as verificadas na prática. O objetivo no futuro é estender o serviço.

Parceiro de empresas públicas e privadas

Em 1894, um grupo de engenheiros, liderados por Antonio Francisco de Paula Souza, fundou a Escola Politécnica de São Paulo. Para atender às crescentes demandas de ensaios de materiais de construção e às necessidades do curso, alguns professores criaram, em 1899, o Gabinete de Resistência de Materiais, que se tornaria o núcleo básico do que viria a ser o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT).

No início do século 20 o instituto pesquisou materiais para a construção civil e ajudou o empresariado paulista a instalar estradas de ferro e hidrelétricas. Até hoje, o órgão preserva amostras de concreto da época – e seria possível contar parte da história das construções civis brasileiras por meio delas.

Durante a Revolução Constitucionalista de 1932, o IPT orientou os paulistas sobre como fabricar morteiros, granadas, capacetes, carros de combate e trem blindado. Entre 1934 e 1946, desenvolveu produtos de madeira que tiveram larga utilização industrial, aplicando-os também na construção de aviões de treinamento e planadores. Em 1940 foi encarregado dos estudos para as fundações do complexo da Companhia Siderúrgica Nacional, em Volta Redonda (RJ).

O mesmo aconteceu com a produção de armas durante a Segunda Guerra Mundial. Nesse caso, o IPT forneceu assistência direta às oficinas bélicas nacionais. Devido à escassez de gasolina, os técnicos do instituto adaptaram os motores dos carros para o gasogênio.

Na década de 1940, cresceu e ampliou suas tarefas e colaborou com grandes obras de engenharia do País. Entre elas, destacam-se a construção das rodovias Anchieta, Anhanguera, Rio-Petrópolis e Dutra, e a ampliação dos portos de Santos, Rio de Janeiro e São Sebastião.

No mesmo ritmo, em meados de 1950, o IPT participou da construção das hidrelétricas paulistas de Paranapanema, Jurumirim, Chavantes, Limoeiro, Euclides da Cunha, Jupiá, Ilha Solteira e da usina de Paulo Afonso (BA).

Nos anos 1970 ajudou a construir a Linha Norte-Sul do Metrô paulistano e nos anos 1980 prestou assistência técnica na Rodovia dos Imigrantes e nas hidrelétricas de Sobradinho (BA) e Itaipu (PR).

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente nas páginas II e III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 28/06/2011. (PDF)