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Sistema de reúso duplo da água de chuva é inovação da USP São Carlos

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Viabilidade do projeto de automação foi comprovada na casa do criador da tecnologia, professor Eduardo Simões, do ICMC

De olho em uma eventual crise hídrica e disposto a possibilitar a seus alunos pôr em prática algumas das lições transmitidas em sala de aula, o professor Eduardo Simões, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), da Universidade de São Paulo (USP), câmpus de São Carlos, projetou e instalou em sua casa sistema inédito de automação.

A partir do duplo reúso de água da chuva, o conjunto usa uma cisterna enterrada no solo com capacidade de até 5 mil litros. Esse volume consegue oferecer, durante o ano inteiro, banhos gratuitos e quentes na banheira, cujo aquecimento é solar. A água consumida na higiene pessoal será reutilizada para irrigar o jardim de 400 metros quadrados da residência.

Docente do Departamento de Sistemas de Computação do ICMC-USP, o professor revela ter utilizado equipamentos simples no projeto, como calhas, canos e uma bomba elétrica para elevar a água da cisterna para a caixa-d’água no telhado, de onde ela é redistribuída para as descargas nas privadas dos banheiros e diversas torneiras. O restante da casa continuará sendo atendido pelo sistema municipal de abastecimento.

Premissa

Construída entre os anos de 2010 e 2011 em um condomínio residencial, a casa da família de Simões foi projetada por ele, engenheiro elétrico com doutorado em robótica, com o auxílio de um engenheiro civil. Sua última inovação, o sistema de irrigação automatizado, foi tema do Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) do aluno Tiago Tapparo, apresentado no ICMC em novembro.

Além da colaboração de Tiago, o projeto abarca mais nove TCCs e projetos de iniciação científica de estudantes de graduação da USP São Carlos, orientados por Simões, dos cursos de Ciências da Computação, Sistemas de Informação, Engenharia de Computação e Engenharia Elétrica. “Os desafios impostos a eles eram reais, todos com a mesma premissa: possibilitar a economia e o uso racional da água”, explica.

Prática

Em seus projetos, os estudantes receberam apoio de órgãos públicos de fomento. Os custos de compra e de instalação dos equipamentos, por estarem em uso em sua casa, foram bancados por ele próprio.

“Os alunos tiveram de pesquisar e desenvolver soluções funcionais, seguras e esteticamente agradáveis nas áreas de hidráulica, robótica, controles de motores, acionadores, programação, leitura de sensores de umidade, entre outros temas”, explica o docente. “O resultado final foi um conjunto completo de automação, incluindo software, hardware e parte mecânica, com peças modeladas e produzidas em impressora 3D, utilizadas para encaixar o sistema de motorização dos aspersores”, explica.

Artificial

No sistema de irrigação, uma câmera monitora o jardim o ano inteiro. As informações colhidas alimentam uma rede neural, por meio de inteligência artificial, concebida para irrigar somente as áreas mais secas e amareladas do gramado e canteiros, especialmente no período entre abril e outubro. “O sistema, inteligente, foi programado para aprender quando e quais locais deve molhar”, informa.

O acionamento dos quatro aspersores do jardim está condicionado à medição da umidade do solo. Essa aferição, realizada por um conjunto de sensores, consegue identificar se choveu nas últimas horas e qual foi o volume de água captado. A variável seguinte, antes da tomada de decisão de acionar ou não a irrigação, considera nos cálculos a previsão do tempo para os próximos três dias, dado coletado de modo automático pelo sistema na internet.

Se a possibilidade de chover for igual ou superior a 85%, o sistema não é acionado. “A grama pode esperar até a chegada natural da água”, esclarece Simões. Entretanto, se a probabilidade de chover for de até 30%, a irrigação artificial será acionada. Quando a previsão de chuva oscila na faixa intermediária, entre 30% e 85%, o sistema calcula a quantidade exata de água a ser aspergida na grama.

Econômico

De todo o sistema, a única parte em processo de patenteamento no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi) é o conjunto de aspersores robotizados. Há expectativa de concluir essa etapa até o final do ano que vem. “O investimento total foi de R$ 4 mil, porém, pode-se amortizar esse montante em aproximadamente quatro anos, considerando- se a economia mensal de R$ 100 na conta de água”, esclarece.

A calha custou R$ 500; a cisterna R$ 1,5 mil (mão de obra inclusa); a caixa-d’água extra para a água da chuva R$ 300; os dispositivos eletrônicos e os processadores R$ 400 (o computador central custou R$ 150); o encanamento R$ 400; os aspersores e os servomotores R$ 400; e o material de consumo e outros itens, R$ 300. O sistema permite poupar R$ 300 na conta de água nos meses mais frios e secos; e, em média, R$ 120 nos mais quentes e chuvosos.

De acordo com o professor, o conjunto instalado de captação de água tem vida útil de no mínimo 50 anos e não exige mão de obra especializada para a sua construção e instalação. “Pode-se adaptá-lo para áreas rurais, inclusive com redução de custos”, observa. “Interessados em saber mais sobre o sistema ou quem pretende construir projetos autossustentáveis similares em prédios e condomínios deve entrar em contato com o ICMC-USP”, observa Simões (ver serviço).

Serviço

Departamento de Sistemas de Computação do ICMC-USP
Telefone (16) 3373-9333
E-mail ssc@icmc.usp.br

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 12/07/2017. (PDF)

Professora da Forp-USP cria modelo de mini-implante

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Novo design permite substituir qualquer dente; sistema de fixação com única broca dispensa enxerto ósseo e possibilita colocação mais rápida, indolor e menos invasiva

Desenvolvido pela professora e dentista Andréa Cândido dos Reis, da Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo, câmpus de Ribeirão Preto (Forp-USP), modelo de implante dentário abre novas perspectivas para pacientes, dentistas e fabricantes de materiais odontológicos.

Constituído apenas pelo mini-implante e por uma única broca para fixação, o sistema traz diversos benefícios em comparação ao convencional, como instalação mais rápida, indolor, menos invasiva, sem enxerto ósseo e com a vantagem de poder substituir qualquer dente.

A tecnologia empregada no mini-implante começou a ser desenvolvida em 2012 nos laboratórios do Departamento de Materiais Dentários e Próteses da Forp-USP e recebeu financiamento de R$ 40 mil da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). Em setembro do ano passado, depois de avaliações multidisciplinares bem-sucedidas, a Agência USP de Inovação a patenteou no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi).

Atualmente, a criação da professora Andréa segue em testes em coelhos. A expectativa é transferir o direito de produção para alguma empresa de materiais odontológicos disposta a fabricar o kit com o mini-implante e lançá-lo no mercado a partir do ano que vem.

Estabilidade

“O design das peças é um dos diferenciais”, revela Andréa, professora livre-docente e especialista em próteses e implantes. Segundo ela, um dos desafios foi desenhar sob medida cada um dos componentes, considerando formato, rosca, diâmetro, largura e espessura, entre outras modelagens feitas diretamente no torno industrial. Biocompatível e feito com liga de titânio, assim como o material convencional, o mini-implante tem custo menor de fabricação por exigir menos material, ferramentas e embalagens.

“O valor reduzido abrange todo o procedimento odontológico. Diminui o uso de materiais e equipamentos em todas as fases de seu processamento até a cirurgia. A questão seguinte, prática e decisiva, era conferir estabilidade ao implante no ato da colocação na boca do paciente”. Esse fator, explica a professora, é essencial para a fase seguinte, para quando os tecidos ósseos nascerem e aderirem a todo o conjunto ao redor do implante.

Parcerias

Ao longo de seu desenvolvimento, o projeto teve diversas colaborações. A lista inclui os professores José Augusto Marcondes Agnelli e Claudemiro Bolfarini, ambos do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

Eles atuaram nos testes de tratamento de superfície e ensaios mecânicos com o mini-implante e componentes protéticos. Além deles, também colaboraram a doutoranda Mariana Lima da Costa Valente, dentista e aluna de Andréa e a equipe da Oficina de Precisão do Instituto de Física da USP, câmpus de São Carlos (IFSC-USP).

Andréa destaca o fato de o implante dentário ser técnica comum hoje nos consultórios. Consiste em colocar um suporte de titânio no osso maxilar para substituir a raiz do dente. Essa substituição, comenta a pesquisadora, soluciona diversos problemas associados ao uso de próteses totais convencionais (dentaduras), tais como dificuldades na fala e na mastigação, estética desfavorável e distúrbios psicológicos decorrentes, como baixa autoestima e exclusão social.

Entretanto, diz Andréa, os implantes não são viáveis em todos os casos de falta de dentes. Podem ser mais caros do que as dentaduras e a instalação das bases de metal requer cirurgia e, na maioria dos casos, enxerto ósseo. Assim, ela destaca outro benefício dos mini-implantes: “Por serem mais baratos, exigem procedimento menos complexo para fixação, sem enxertos e com menos riscos cirúrgicos, especialmente para os pacientes com a saúde comprometida”.

Serviço

Forp-USP
Telefone (16) 3315-4790
E-mail andreare@forp.usp.br

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 11/07/2017. (PDF)

Universidade Estadual de Campinas avança na área de nanomedicina

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Testada em laboratório e patenteada, nova tecnologia criada por equipe do Instituto de Química permite liberação controlada de fármacos em áreas específicas do organismo de paciente com câncer

Uma equipe do Departamento de Química Inorgânica do Instituto de Química da Universidade Estadual de Campinas (IQ-Unicamp) desenvolveu uma nanopartícula capaz de transportar e liberar fármacos com ação lenta e controlada em locais específicos do corpo humano.

Assinado pelo doutorando Leandro Carneiro Fonseca e por seu orientador, o professor doutor Oswaldo Luiz Alves, ambos pesquisadores do Laboratório de Química do Estado Sólido (LQES), o estudo foi aprovado em teste laboratorial e a inovação tem aplicações possíveis nos segmentos farmacêutico, médico e biológico.

O trabalho acadêmico para a obtenção da nanopartícula de sílica carreadora de fármacos teve início em 2012 no IQ-Unicamp, a partir da dissertação de mestrado de Fonseca. Além dele, também participaram do projeto na área de nanomedicina os pós-doutorandos Amauri de Paula, da área de química, e Diego Martinez, de biologia.

A tecnologia originou pedido de patente de seus autores realizado por meio da Agência de Inovação Inova Unicamp no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi), em dezembro de 2014, e, inclusive, foi descrita em artigo científico publicado na revista New Journal of Chemistry em julho do ano passado (ver serviço).

Além do apoio do IQ-Unicamp, o projeto da nova nanopartícula recebeu reforço federal com a cessão de bolsas de estudo e compra de materiais. Os financiamentos foram realizados pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), ligado ao Ministério da Educação (MEC), e pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Materiais Complexos Funcionais (INCT – Inomat), vinculado ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI).

Diferenciais

De acordo com Fonseca, as vantagens do nanocarreador são a capacidade de ele transportar fármaco encapsulado e permitir a liberação do medicamento, por meio de sua superfície porosa, na área do tumor, no momento mais adequado do tratamento. “A expectativa futura é possibilitar aos médicos ministrarem dosagens menores de remédios e mais adaptadas às necessidades de cada paciente, em especial os de câncer, entre outros usos”, explica.

“Um dos benefícios esperados é diminuir os efeitos colaterais adversos de tratamentos como a quimioterapia: queda de cabelo, vômitos, entre outros”, observa. Outra inovação, aponta Fonseca, é a capacidade de a nanopartícula deslocar-se na corrente sanguínea para a área próxima do carcinoma. “Esse é um dos segredos industriais da pesquisa”, revela.

Outra estratégia incorporada é o fato de a nanopartícula ser ‘peguilada’, isto é, revestida por polímero sintético à base de polietilenoglicol, conhecido pelos centros de pesquisa pela sigla PEG (formado a partir do etilenoglicol). “Essa característica permite ao nanocarreador passar ‘despercebido’ dos glóbulos brancos (células de defesa responsáveis por atacar invasores) que, muitas vezes, são incapazes de diferenciar medicamentos de tecidos tumorais”, explica o doutorando.

Licenciamento

Eventuais empresas interessadas em adquirir o direito de explorar comercialmente a tecnologia (licenciamento) devem entrar em contato com a Agência de Inovação Inova Unicamp (ver serviço). “O comprador também ficará responsável pela realização de testes com animais e seres humanos antes de lançar no mercado medicamentos com essa tecnologia de transporte incorporada”, informa Fonseca.

O Instituto Nacional do Câncer – Inca assinala a ocorrência de 600 mil novos casos de câncer apenas neste ano, no Brasil, de acordo com o último estudo divulgado. Entre os tumores mais comuns no sexo masculino estão os de próstata, traqueia, brônquio, pulmão, cólon e reto. Nas mulheres, os tumores malignos de maior incidência são os de mama, cólon, reto e colo do útero.

Serviço

Agência de Inovação Inova Unicamp
Telefone (19) 3521-2624
E-mail para licenciamento: parcerias@inova.unicamp.br

Artigo científico publicado na New Journal of Chemistry
Capes
INCT – Inomat

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 06/07/2017. (PDF)