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Notícias

Sensor portátil pode permitir que população monitore a qualidade da água em casa

por jornalismo-analytica 5 de setembro de 2023
escrito por jornalismo-analytica

Um sensor portátil, fabricado com papel e nanopartículas de ouro sintetizadas por laser, foi desenvolvido por pesquisadores da USP para facilitar e baratear a produção de dispositivos que permitem identificar, fora do laboratório, compostos químicos presentes em líquidos, incluindo aqueles que podem comprometer a qualidade da água que consumimos. A um custo unitário de pouco mais de R$ 0,50, o sensor descartável tem como principal vantagem o fato de poder ser reproduzido em qualquer lugar do mundo, em larga escala, não dependendo de etapas “caseiras” (que demandam manuseio humano), o principal gargalo da indústria. A tecnologia ainda está em processo de patenteamento.

Thiago Regis Longo Cesar da Paixão – Foto: IEA

Os resultados do estudo, destacados pela Royal Society of Chemistry (Reino Unido) em sua conta no X (antigo Twitter), foram publicados em artigo na revista científica Sensors & Diagnostics. “Conseguimos fabricar as nanopartículas do dispositivo por meio de uma síntese com laser, retirando do processo a manipulação humana, que eleva o custo de produção. Isso possibilita a fabricação em larga escala”, diz Thiago Regis Longo Cesar da Paixão, coordenador do Laboratório de Línguas Eletrônicas e Sensores Químicos do Instituto de Química (IQ) da USP. “O laser carboniza a superfície do papel, transformando a celulose em carbono e, com uma gota de solução de ouro, forma-se um nanomaterial na superfície.”

As nanopartículas de ouro sobre o papel são as responsáveis pela reação eletroquímica que identifica as substâncias presentes no líquido. Segundo o pesquisador, também melhoram consideravelmente o desempenho em relação àqueles feitos por meio de serigrafia, impressão a jato de tinta, pulverização catódica e desenho a lápis, entre outros, pois garantem mais especificidade na detecção de espécies químicas frente a outras no mesmo ambiente. Outra vantagem é se tratar de um produto sustentável: feito de papelão, pode incluir material reaproveitado e subutilizado e não lança mão de reagentes químicos tóxicos nas reações, ao contrário dos procedimentos mais comuns para a fabricação de sensores.

 

Diversas utilidades

No estudo, financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), foi demonstrado um desempenho considerado equivalente ao de dispositivos de custo superior na detecção de hipoclorito, substância utilizada no controle de qualidade de água da torneira e de piscinas (está presente, por exemplo, em alvejantes), mas que, em quantidades elevadas, pode ser prejudicial. Porém, de acordo com Paixão, seu uso é versátil e pode monitorar outras espécies químicas de interesse tanto na área de saúde, facilitando diagnósticos, quanto ambiental, na identificação de poluição em determinados ambientes.

“São dispositivos de uso simples, que podem ser distribuídos em escala governamental para que a população monitore a qualidade de água em sua própria casa e repasse as informações para especialistas”, explica o cientista. “Isso possibilitaria a criação de um mapa e, consequentemente, de políticas públicas de controle de qualidade de água”, explica o cientista.

Entre os próximos passos dos pesquisadores estão unir duas frentes de trabalho para potencializar as vantagens desse tipo de sensor e realizar um pedido de patente: síntese de nanomateriais e impressão 3D. “Queremos criar um dispositivo para análises médicas feitas pelo sistema público de saúde, como medição de níveis de glicose, ou que possa ser usado por empresas de tecnologia como Google, Microsoft e Samsung em dispositivos vestíveis para monitoramento em tempo real”, conta Paixão.

Também participaram do estudo Helton Nogueira, Iana Vitória Spadini Arantes, Jéssica Selva, Juliana Gongoni, Mauro Bertotti, Vanessa Neiva de Ataide e Wilson Akira Ameku. O artigo Laser-induced fabrication of gold nanoparticles onto paper substrates and their application on paper-based electroanalytical devices pode ser lido neste link.

Este texto foi originalmente publicado por Agência Fapesp de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

*Da Agência Fapesp, com edição de Júlio Bernardes

Matéria – Jornal USP, Texto: Julia Moióli*

5 de setembro de 2023 0 comentários
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Notícias

Estudo analisa aplicação de concreto com fibras na construção civil

por jornalismo-analytica 23 de agosto de 2019
escrito por jornalismo-analytica

Concreto e barras de aço (também chamadas de armaduras) são os materiais mais utilizados atualmente para a produção de uma extensa gama de estruturas na construção civil. No caso de obras de infraestrutura os elementos estruturais podem ser construídos com concreto pré-moldado; nos túneis construídos com a tecnologia TBM (Tunnel Boring Machine), os anéis segmentados são fabricados e armazenados em plantas industriais antes de serem transportados até o ponto da construção, mas podem sofrer danos por conta de choques entre duas peças ou no momento do encaixe.

Em caso de incêndio, as barras de aço, que são o principal reforço dos anéis segmentados, são afetadas pela temperatura por estarem a uma pequena distância da face afetada pelo fogo, o que pode levar ao colapso da estrutura. Com o objetivo de minimizar esses danos e avaliar o comportamento de novos materiais em situação de incêndio, Ramoel Serafini, aluno de doutorado da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) e participante do programa Novos Talentos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), estuda a aplicação de concreto reforçado com fibras na construção civil, especialmente em túneis.

O uso de fibras como substituição parcial ou total das barras de aço traz o benefício de acelerar o processo produtivo dos anéis segmentados e reduzir danos a esses elementos – tanto nas fases de produção quanto de instalação.

“Não temos muitos estudos em relação ao concreto reforçado com fibras, principalmente em situações de incêndio, que é uma condição crítica tanto para a segurança do usuário quanto da estrutura do túnel em si”, explica Serafini. O colapso de uma grande estrutura como um túnel pode afetar não apenas a área em que se encontra, mas também impactar as edificações do entorno devido a movimentações de solo.

Uma das vantagens do material estudado por Serafini está no fato de o reforço das fibras estar integrado ao concreto e presente em toda a estrutura: mesmo em casos de incêndio, nos quais a parte superficial do material é afetada pelo fogo, ainda existe o reforço em camadas mais profundas.

Para desenvolver os estudos e entender o comportamento do concreto reforçado com fibras em altas temperaturas, o doutorando utiliza o conhecimento técnico e a estrutura do Laboratório de Segurança ao Fogo e Explosões do IPT. “Conheço poucos lugares no Brasil onde poderia ter acesso, por exemplo, a um forno vertical de simulação de incêndio como o do Instituto. Com esse equipamento eu obtenho os dados para validar o meu gradiente de temperatura dentro do concreto e posso utilizar esses resultados para compor o comportamento mecânico do material”, afirma Serafini.

Com a previsão de defesa de tese para o final de 2020, o engenheiro civil, formado pela Universidade Caxias do Sul (UCS), espera que ao final de sua pesquisa possa entregar o primeiro modelo computacional capaz de simular a estrutura de um túnel feito de de concreto reforçado com fibras de aço após um incêndio. “Meu objetivo é desenvolver um modelo numérico de previsão de comportamento que contemple diversos tipos de concreto e diversas quantidades de reforço. Esses fatores poderão variar e simularemos como as condições se aplicam em obras reais de infraestrutura”.

RECONHECIMENTO INTERNACIONAL – O trabalho realizado por Serafini no IPT já atravessou as fronteiras brasileiras e foi reconhecido no congresso FraMCoS-X, na França, em junho deste ano. O doutorando enviou para a comissão organizadora um artigo sobre seu trabalho e foi agraciado com uma viagem para a apresentação dos resultados no evento. “Os ouvintes se interessaram bastante pelo trabalho. Um pesquisador da Universidade Politécnica de Madrid, que também trabalha nessa linha, solicitou o encaminhamento do trabalho após sua publicação”, finaliza ele.

23 de agosto de 2019 0 comentários
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Técnica que pode substituir conservantes é patenteada pela USP

por jornalismo-analytica 22 de agosto de 2019
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Tecnologia para a microencapsulação de compostos com atividade antimicrobiana extraídos do alecrim-pimenta (Lippia sidoides) acaba de receber registro de patente no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (Inpi). Já aprovados em diferentes testes laboratoriais, dois produtos gerados com a nova tecnologia também obtiveram patentes e estão prontos para se tornarem soluções nas indústrias farmacêutica, cosmética e de alimentos.

As conquistas, comemoradas no Laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento em Processos Farmacêuticos (Laprofar) da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) da USP, são resultados de mais de 20 anos de atividades da equipe liderada pelo professor Wanderley Pereira de Oliveira. Integrante desse time, a farmacêutica Luciana Pinto Fernandes foi a responsável pelo desenvolvimento do método, agora patenteado, durante a realização de seu doutorado que apresentou ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da FCFRP em janeiro de 2009.

Orientada pelo professor Oliveira, Luciana transformou em micropartículas tanto o óleo essencial quanto o extrato do alecrim-pimenta, através da técnica de secagem por atomização (spray drying). Segundo Oliveira, com o processo desenvolvido eles conseguiram extrair, padronizar e manter estáveis as substâncias com propriedades antimicrobianas do alecrim-pimenta, preservando os poderes da planta por um tempo superior aos obtidos por outros métodos.

Entre os diversos benefícios do processo de encapsulação, o professor Oliveira destaca o maior controle da liberação dos princípios ativos do alecrim-pimenta. Como a planta pode causar irritação de pele e mucosas quando em contato direto, o método proporciona segurança para esse tipo de uso. A técnica protege o óleo essencial da exposição ao oxigênio, luz e calor do meio ambiente, evitando a decomposição e a oxidação dos seus princípios ativos.

O alecrim-pimenta é abundante no Nordeste, mas também comum no Sudeste do Brasil. As características antimicrobianas e antifúngicas da planta são estudadas e a planta é popularmente usada, principalmente o chá de suas folhas. Porém, até então, nenhuma forma de extração e manutenção dos princípios ativos da planta asseguravam o rigor necessário para a garantia de resultados efetivos. Rigor este que a nova tecnologia agora anuncia, conforme garantem os pesquisadores do Laprofar.

Uso na indústria

A obtenção da patente proporciona uma vasta gama de possibilidades para o uso dos compostos microencapsulados da planta em diferentes produtos das indústrias farmacêutica, alimentícia e cosmética.

Considerada um poderoso antimicrobiano, a Lippia sidoides é vista com potencial para substituir vários conservantes em alimentos industrializados que, consumidos em excesso, podem causar problemas de saúde.

O professor Oliveira acredita que o produto possa contribuir de forma efetiva na solução de sérios problemas de contaminação de carnes com as bactérias Salmonella e Listeria monocytogenes que nem sempre são solucionados com o uso de antibióticos (banidos nesta indústria em muitas nações) – vide a recente devolução de carne de frango pelo Reino Unido. O pesquisador lembra ainda que os antibióticos utilizados nas carnes causam resistência às bactérias e oferecem riscos à saúde, além de nem sempre resolverem a questão da contaminação.

Agência USP de Inovação

Para o processo de obtenção de patente os pesquisadores contaram com o trabalho e orientação da Agência USP de Inovação, o Núcleo de Inovação Tecnológica da USP responsável por gerir a política de inovação para promover a utilização do conhecimento científico, tecnológico e cultural produzido na Universidade.

Dentre as atividades realizadas, estão a proteção da propriedade intelectual, efetuando todos os procedimentos necessários para o registro de patentes, marcas, direitos autorais e software; apoio aos docentes, alunos e funcionários da USP na elaboração de convênios em parceria com empresas.

A Agência USP de Inovação também atua na transferência de tecnologias e trabalha por meio das incubadoras de empresas, parques tecnológicos e de treinamentos específicos a fim de promover o empreendedorismo, oferecendo suporte técnico, gerencial e formação complementar ao empreendedor.

Material obtido de Jornal da USP. 

22 de agosto de 2019 0 comentários
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Biogás em SP: Mapas interativos mostram potencial de geração de energia

por jornalismo-analytica 21 de agosto de 2019
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O Centro de Pesquisa para Inovação em Gás (RCGI) lançou um conjunto inédito de mapas interativos com o tema “Biogás, Biometano e Potência Elétrica em São Paulo”.
Disponíveis na internet, os mapas estimam o potencial de produção de biogás e biometano no Estado e o potencial elétrico a partir do biogás, por município, de acordo com três grandes fontes de obtenção do gás: resíduos de criação animal, resíduos urbanos e setor sucroalcooleiro.
O RCGI é um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído pela FAPESP em parceria com a empresa Shell.
Os dados mostram que o potencial de energia elétrica gerada anualmente a partir de biogás em São Paulo é de 36.197 gigawatt-hora (GWh), o que corresponde a 93% do consumo residencial paulista. O potencial anual de biometano poderia exceder em 3,87 bilhões de normal metro cúbico (Nm3) o volume anual de gás natural comercializado ou substituir 72% do diesel comercializado.
“O setor sucroalcooleiro é o que apresenta o maior potencial de aproveitamento de biogás. Em 10 municípios com maior concentração de resíduos, o potencial de biogás é de mais de 3 bilhões Nm3 na safra. Se fossem transformados em biometano, isso corresponderia a 65% do consumo de gás natural no Estado. Ou 32 mil GWh, se fossem aproveitados na geração de eletricidade com biogás”, disse a coordenadora do projeto, Suani Coelho, professora do Instituto de Energia e Ambiente da Universidade de São Paulo (USP) e integrante do RCGI.
Os mapas foram elaborados com dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), da Associação Brasileira do Biogás (Abiogás), do Datagro, do Centro Internacional de Energias Renováveis (Cibiogás), da Sabesp e da Gasbrasiliano. Podem ser acessados em português  ou inglês, e a manipulação deles é fácil e intuitiva.
Dados abrangentes
Além de informações relacionadas ao potencial de biogás e biometano no Estado, é possível saber onde estão os gasodutos, as linhas de transmissão de energia elétrica, as unidades de conservação, os pontos de entrega de gás existentes, entre outras informações importantes para o planejamento energético dos municípios.
O potencial total das três grandes fontes de obtenção do gás também se desdobra em outros mapas mais específicos. Por exemplo: o grupo “resíduos de criação animal” tem mapas específicos para suinocultura, bovinocultura e avicultura. O grupo “resíduos urbanos” também tem mapas distintos para o potencial dos aterros sanitários e o das estações de tratamento de esgoto. “E o setor sucroalcooleiro traz um mapa para a totalidade dos resíduos – vinhaça, torta de filtro e palha de cana – e um somente para a vinhaça, que representa grande parte do potencial de obtenção de biogás, biometano e de geração de energia elétrica em São Paulo”, contou Coelho.
O projeto é resultado de longo trabalho da pesquisadora na área, cujo primeiro fruto foi a publicação, em 2009, do Atlas de Bioenergia do Brasil, com informações sobre o potencial de aproveitamento de biomassa no Brasil por município e tipo de biomassa. O avanço para mapas interativos, com diversas camadas de informações, teve o suporte do RCGI, centro em que Coelho lidera um dos projetos. Além dela, integram a equipe as engenheiras Marilin Mariano dos Santos e Vanessa Pecora Garcilasso, com a colaboração do mestrando Diego Bonfim de Souza.
Novas informações
O grupo de pesquisa pretende inserir novas bases de dados nos mapas. “Estamos realizando simulações com relação à injeção do biometano na rede para saber, por exemplo, qual seria o impacto na tarifa para os consumidores e quanto se evitaria de emissões de gases de efeito estufa. Também estamos simulando qual seria o impacto da substituição do diesel por biometano na indústria sucroalcooleira”, disse a professora.
Um projeto de pesquisa e desenvolvimento com a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) e a Companhia Energética de São Paulo (Cesp) também está em andamento.
“O objetivo é elaborar o Atlas de Bioenergia para São Paulo, que não será focado apenas em biogás e biometano, mas também em biomassa sólida: bagaço de cana, resíduo florestal etc. Será elaborado um mapa interativo com os potenciais de geração de eletricidade, que deverá ser lançado no início de 2020”, disse.

Lançado pelo Centro de Pesquisa para Inovação em Gás – um CPE da FAPESP -, material está disponível na internet e também traz dados sobre gasodutos, linhas de transmissão de energia elétrica e outros fatores relevantes para o planejamento energético dos municípios.

* Com informações da Assessoria de Comunicação do RCGI.

21 de agosto de 2019 0 comentários
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Ômega 3 hidrossolúvel para substituir cápsulas é desenvolvido por empresa Startup e USP

por jornalismo-analytica 20 de agosto de 2019
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A dificuldade do idoso em engolir medicamentos levou uma startup de Ribeirão Preto (SP), em parceria com a Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP) da Universidade de São Paulo e o Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto (HC-RP), a desenvolver novos tipos de remédios por meio da nanotecnologia. A empresa será lançada oficialmente no mercado ainda nesta semana, e acaba de receber a licença da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) para desenvolver alimentos, remédios e cosméticos em versão nano. A iniciativa é financiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), com investimento de R$ 1 milhão.

O Jornal da USP no Ar, com a participação do jornalista Ferraz Júnior, conversou com o criador da startup, Gustavo Cadurim, farmacêutico formado pela Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP) da USP e especialista em nanotecnologia. Ele contou mais sobre as origens do trabalho que desenvolve atualmente: “A história começa há 15 anos, com o primeiro contato que tive com uma classe de substâncias encontradas nas membranas das nossas células, chamadas fosfolipídeos. Eu me encantei com esse tema e logo passei a trabalhar com um grupo alemão que desenvolve esse tipo de molécula, mas ainda sentia muita dificuldade em aplicar isso no Brasil. Foi daí que surgiu a ideia de fundar uma empresa que pudesse usar esse tipo de tecnologia para desenvolver produtos inovadores, principalmente voltados às indústrias farmacêutica e alimentícia”.

O uso da nanotecnologia na área da saúde vem se expandindo desde a década de 1960. “Um dos primeiros desafios enfrentados com esse tipo de recurso foi a nutrição de pacientes com óleos, de forma a evitar efeitos colaterais provenientes do uso exclusivo de glicose no tratamento. Nesse sentido, foram desenvolvidas emulsões de lipídeos de uso injetável, mas que precisavam ser administradas em quantidades pequenas para não causar embolia, por exemplo, e é aí que a nanotecnologia ajudou”, conta o pesquisador. Hoje, o uso da nanotecnologia segue esse mesmo princípio, usando uma máquina que trabalha com alta pressão para reduzir o tamanho da molécula do princípio ativo de um medicamento. Submetida a esse procedimento, a substância fica 1 bilhão de vezes menor e pode ser misturada na água ou no suco, facilitando a ingestão pelo paciente. Segundo os pesquisadores, a absorção das partículas pelo organismo chega a ser dez vezes maior do que a obtida com o uso de cápsulas.

Um dos principais recursos produzidos pela startup é um tipo de ômega 3 hidrossolúvel, cujo aproveitamento nutricional é maior que os convencionais. O chamado hidrômega foi pensado para auxiliar não só na questão da dificuldade de ingestão de cápsulas, mas também para conter o efeito indesejado de refluxo, comum após a digestão de óleos, pois eles não são dissolvidos imediatamente no estômago. “Com a nanotecnologia, conseguimos proteger os nutrientes que estão no ômega 3 e torná-lo hidrossolúvel, ou seja, a partir do contato com água ou com qualquer outro meio líquido ou semissólido, ele pode ser facilmente ingerido – podemos borrifá-lo em uma salada, por exemplo. Melhoramos assim a aplicação e também a absorção, que, nesse caso, aumenta em 70%, o que contribui para que o processo também seja mais sustentável, com aproveitamento maior da matéria-prima que usamos no nosso produto”, explica Cadurim.

O uso de nanotecnologia também se mostra benéfico no desenvolvimento de medicamentos de uso tópico (como protetores solares e cosméticos em geral), e pode amenizar inclusive os efeitos colaterais de tratamentos com anti-inflamatórios, por meio da proteção da membrana do estômago, e até com quimioterápicos. O farmacêutico conta que esses recursos visam a “mudar a experiência do uso de medicamentos”, buscando torná-la menos invasiva – o que pode beneficiar principalmente os idosos. Além de servir como suplementos alimentares por meio de alimentos e bebidas, os pesquisadores da startup também recorrem a técnicas internacionais que se valem dos mesmos princípios tecnológicos. É o caso de um colírio que pode ser aplicado de olhos fechados. “Aplicamos um procedimento de patente alemã para desenvolver esse colírio, cujas partículas são tão pequenas que aderem às pálpebras, quando borrifado, e lubrificam o olho mesmo que ele esteja fechado.”

A tecnologia está se tornando cada vez mais viável, inclusive economicamente. O lançamento oficial da empresa acontece em breve e, de acordo com Cadurim, sua proposta é a de “sermos um fabricante nacional de produtos 100% naturais, voltados para a área de alimentos, especificamente com suplementos alimentares e cosméticos. Também pretendemos produzir medicamentos, produtos veterinários e agroquímicos, e então transferirmos a tecnologia para outras empresas produzirem”.

20 de agosto de 2019 0 comentários
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Mudanças climáticas podem ser mitigadas pela bioenergia

por jornalismo-analytica 20 de agosto de 2019
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A bioenergia pode ajudar na mitigação das mudanças climáticas globais contribuindo para diminuir a queima de carvão, petróleo e gás natural para geração de energia e, consequentemente, reduzindo a emissão de gases de efeito estufa para a atmosfera. Pesquisadores brasileiros e estrangeiros que têm estudado o assunto defendem ser possível expandir o uso de bioenergia sem degradar o solo, comprometer a segurança alimentar ou os recursos hídricos.
O tema foi abordado pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, na sigla em inglês) da Organização das Nações Unidas (ONU) no seu mais recente relatório especial, lançado no dia 8 de agosto com o tema “Mudanças climáticas e uso da terra”, e em seu respectivo sumário para os formuladores de políticas. A abordagem do relatório sugere que, entre cientistas e negociadores de governos, o antagonismo entre a produção de biocombustíveis e o cultivo de alimentos começa a se dissipar.
O documento reconhece, por exemplo, que o uso da bioenergia, juntamente com a redução do desmatamento de florestas tropicais e o replantio de vegetação nativa para sequestrar e retirar dióxido de carbono (CO2) da atmosfera, pode ajudar a limitar o aquecimento global a 1,5 ºC ou bem abaixo de 2 ºC nas próximas décadas.
Mas ressalva que o aumento generalizado e desordenado da produção de bioenergia no mundo pode resultar em uma grande expansão de áreas de cultivo de culturas energéticas em detrimento do cultivo de alimento, além de aumentar o uso de água para irrigação.
“Alguns cenários do IPCC apontam que, com o aumento da demanda por energia, poderia ocorrer um incremento de mais de 25 milhões de hectares por ano da área voltada ao cultivo de culturas para produção de bioenergia no mundo. Isso poderia pressionar áreas de vegetação nativa ou voltadas à produção de alimentos”, disse Luís Gustavo Barioni, pesquisador da Embrapa Informática Agropecuária e um dos autores do capítulo transversal sobre bioenergia e tecnologias de captura e armazenamento de CO2 – as chamadas BECCS (Bionergy Carbon Capture and Storage) – em cenários de mitigação, à Agência FAPESP.
“Mas, para chegar a taxas de expansão de uso da terra para bioenergia dessa ordem, precisaria ter um mercado internacional pujante, que pagasse não só por esse tipo de energia, mas também pelo serviço ambiental de captura e armazenamento do carbono. E isso ainda é muito incipiente”, ponderou Barioni. (Leia mais em http://agencia.fapesp.br/31178/).
Ação de cientistas brasileiros
A declaração final sobre o papel da bioenergia no combate às mudanças climáticas no sumário para tomadores de decisão reflete a ação de diplomatas e funcionários do governo brasileiro, apoiados a distância por cientistas, na reunião do IPCC, em Genebra, na Suíça. Durante o evento, os delegados nacionais de 190 países discutiram o texto até entrar em um acordo para que o documento pudesse ser fechado, de acordo com Gláucia Mendes Souza, professora do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP) e coordenadora do Programa FAPESP de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN).
A versão preliminar do sumário refletia de modo impreciso as conclusões do relatório e apresentava restrições controversas e enviesadas em relação à bioenergia, afirmam pesquisadores brasileiros que acompanharam as discussões a distância.
“O sumário apresentava dados que só depreciavam a bioenergia, baseados em valores equivocados de produtividade e de área necessária para produzir biocombustíveis para atender as necessidades da transição energética global”, acrescentou Luiz Augusto Horta Nogueira, pesquisador associado do Núcleo Interdisciplinar de Planejamento Energético da Universidade Estadual de Campinas (Nipe-Unicamp).
Por meio de uma interlocução com diplomatas do Ministério das Relações Exteriores do Brasil, que participaram da redação do sumário, na Suíça, um grupo de cientistas brasileiros, integrado por Nogueira e outros pesquisadores ligados ao BIOEN, apresentou uma série de argumentos que permitiram a adequação correta do documento.
“Fizemos uma intervenção circunstanciada, baseada em evidências e argumentos científicos, que permitiu alterar ou eliminar opiniões enviesadas no sumário para os formuladores de políticas”, disse Souza.
Mais informações sobre essa negociação estão no artigo “Nunca tantos deveram a tão poucos”, publicado no site da União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica), no dia 9 de agosto.
Cenários de expansão
De acordo com o relatório, para limitar o aquecimento global a 1,5 ºC até 2050 seria necessário usar até 7 milhões de quilômetros quadrados (Km²) para a produção de culturas energéticas. A área de cultivo necessária em um cenário de aquecimento de 2 ºC seria menor, limitada a 5 milhões de km².
Maiores níveis de conversão da terra para produção de bioenergia poderiam ter efeitos adversos que afetariam a disponibilidade de água, de alimentos, a biodiversidade e causariam o aumento da degradação do solo e desertificação, indica o relatório.
“A expansão da produção mundial de bioenergia com captura e armazenamento de carbono nas taxas estimadas nos cenários de aquecimento global mais ambiciosos projetados pelo IPCC é factível, uma vez que o aumento da área de cultivo de culturas energéticas em países que são grandes produtores de biocombustíveis, como o Brasil, está bem abaixo desses limites”, afirmou Barioni.
Segundo ele, a área de produção de cana-de-açúcar no país, que hoje é de 10,2 milhões de hectares, tem aumentado, junto com a de soja, em 3 milhões de hectares por ano, com maior proporção de lavouras de soja. Além disso, outras formas de energia renováveis, como a eólica e a solar, devem aumentar a competição com o etanol e outros biocombustíveis para ampliar suas participações na matriz energética brasileira.
“O Brasil já tem uma matriz energética relativamente limpa e não tem uma expansão muito rápida da demanda energética. Dessa forma, não há perspectiva de aumentar significativamente a área voltada à produção de cana-de-açúcar”, avaliou.
O relatório também aponta que a integração da bioenergia em paisagens agrícolas geridas de forma sustentável e que limitar a produção de culturas energéticas em terras marginais ou abandonadas teriam efeitos insignificantes sobre a biodiversidade e a segurança alimentar e poderiam diminuir a degradação da terra.
De acordo com Barioni, há cerca de 3 bilhões de hectares de terras pastoris no mundo hoje, dos quais 1,5 bilhão de hectares são efetivamente usados como pastagem. Ainda não é possível estimar, porém, se a bioenergia pode vir a ocupar a área remanescente.
“Isso dependerá muito de incentivos econômicos. Se for mais atrativo economicamente produzir culturas energéticas em comparação com cultivos para alimentação humana, pode ocorrer o deslocamento da produção de alimentos para áreas com maior risco climático ou condições de solo não muito favoráveis”, disse o pesquisador.
Já as áreas de pastagens podem não ser muito afetadas, em razão dessa atividade ser realizada em regiões mais remotas, em que a logística não é muito favorável para produção de bioenergia, ponderou.
“Normalmente, como há o transporte intensivo de biomassa, a produção de bioenergia ocorre em regiões com melhor logística. Mas ainda há muita incerteza se a bioenergia ocupará essas áreas ou competirá por terras em regiões menos favoráveis em termos de logística, onde estão situadas áreas de pastagem”, afirmou Barioni.
Material obtido de Agência Fapesp.

20 de agosto de 2019 0 comentários
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Notícias

Metalofármacos à base de rutênio podem ser novas opções no combate à doença de Chagas

por jornalismo-analytica 16 de agosto de 2019
escrito por jornalismo-analytica

Pesquisadores da USP demonstram que uma nova família de compostos, à base do metal rutênio, possui alto potencial para ser utilizada como metalofármacosno tratamento da doença de Chagas. Os testes preliminares abrem possibilidades para o desenvolvimento de novos medicamentos. Os chamados “acetatos de rutênio”, compostos sintetizados em laboratório, se mostraram, inclusive, mais eficazes em testes in vitro que o Benzonidazol, medicamento de referência no Brasil utilizado no tratamento de pacientes nas fases aguda e crônica da doença.

“Os resultados foram bastante satisfatórios comparando a atividade biológica dos novos compostos de rutênio em relação ao Benzonidazol”, diz a professora Sofia Nikolaou, coordenadora do Laboratório de Atividade Biológica e Química Supramolecular de Compostos de Coordenação, do Departamento de Química da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP. “Nos ensaios que investigaram a forma do parasita Trypanosoma cruzi na fase aguda da doença, foi preciso uma dose aproximadamente quatro vezes menor de um dos compostos dessa nova família de metalofármacos em comparação ao medicamento de referência, para eliminar metade da população de parasitas in vitro. Já em relação à forma do parasita presente na fase crônica da enfermidade, o resultado foi ainda mais promissor: foi necessária uma dose cerca de 10 vezes menor do metalofármaco para alcançar o mesmo efeito”, relata a pesquisadora.

Metalofármacos: medicamentos mais potentes

Os metalofármacos têm despertado interesse de cientistas em todo o mundo graças às suas potencialidades farmacológicas. A ideia é desenvolver medicamentos mais potentes, com menos efeitos colaterais e mais seletivos em relação às drogas conhecidas. “Os metais têm a capacidade, entre outras coisas, de promover uma organização espacial dos princípios ativos orgânicos, de modo a modificar suas propriedades farmacológicas”, diz. “As pesquisas focam na busca de novos materiais em que essas mudanças sejam positivas para se obter novos antiparasitários, bactericidas, antifúngicos e anticancerígenos mais eficazes”, acrescenta.

Nessa área, são vários os metais estudados: a platina, o zinco, o cobre, o rutênio, o cobalto, entre outros. A platina, por exemplo, que é um metal nobre, vem sendo utilizada contra o câncer em várias formulações há mais de 50 anos. “No caso das moléculas que contêm rutênio em sua composição, elas apresentam algumas vantagens em relação a outros metalofármacos, como um menor efeito tóxico sobre células saudáveis e mecanismos de ação diferentes dos observados para os compostos de platina”, explica Sofia. Cita como exemplo o fato de compostos à base de rutênio serem mais eficazes em câncer na fase de metástase em comparação com o efeito de compostos de platina em tumores sólidos.

O primeiro trabalho publicado no Brasil focando a aplicação biológica dessa classe específica de acetatos de rutênio foi publicado em 2014, sob a supervisão da professora Sofia. Desde então, o foco das pesquisas do grupo tem sido encontrar metalofármacos de ação contra melanomas, câncer de pulmão e doença de Chagas.

Toxicidade menor

De acordo com Sofia, embora os metalofármacos sejam potentes para combater doenças, o investimento em pesquisas para o seu desenvolvimento ainda é baixo em relação ao que se faz na busca de fármacos convencionais. Entre os motivos, Sofia se lembra de aspectos culturais e o senso comum de que materiais contendo metais são necessariamente tóxicos. Porém, existem parâmetros que verificam a toxicidade de um novo composto e cita o Índice de Seletividade (IS), que compara a dose necessária de um fármaco para matar células saudáveis e células doentes (parasitas, bactérias etc), explica. Segunda a pesquisadora, a literatura utiliza o valor de 10 a partir do qual uma nova molécula é segura para se prosseguir com os testes in vivo e clínicos. No caso do novo composto de rutênio, ele é tão promissor nesse quesito que apresenta IS de 160 para o parasita presente na fase aguda da doença e 209 para a fase crônica, em comparação com os valores de 51 e 25 observados para o benzonidazol, relata Sofia.

Picada do bicho barbeiro (Trypanosoma cruzi)

Uma das motivações que levou a pesquisadora a fazer opção pela temática foi o fato de a doença de Chagas fazer parte das doenças negligenciadas que, frequentemente, não despertam o interesse das grandes indústrias farmacêuticas. O vetor da doença é o inseto popularmente conhecido como barbeiro (Triatoma infestans) que transmite o agente infeccioso, o Trypanosoma cruzi. Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), a doença atinge cerca de 8 milhões de pessoas, podendo ser tratada na fase aguda, se diagnosticada a tempo. Na fase crônica, há várias complicações neurológicas, gastrointestinais e cardiológicas, como o comumente chamado coração inchado, que pode levar até à morte.

Quando o metalofármaco à base de rutênio chega às farmácias?

Embora os resultados sejam positivos, Sofia explica que ainda há um longo caminho para que os medicamentos sintetizados com materiais à base de rutênio cheguem às prateleiras das farmácias. Por ser uma pesquisa interdisciplinar, depois desta etapa, que foi iniciada no Departamento de Química da FFCLRP, o trabalho terá outros desdobramentos, como testes in vivo e a busca por alvos farmacológicos que permitam o entendimento dos mecanismos de ação das novas moléculas.

A tese que deu origem à pesquisa foi Complexos trinucleares simétricos de rutênio com ligantes azanaftalenos como bons candidatos a metalofarmacos: síntese, caracterização e estudos biológicos, de autoria de Bruna Possato e realizada sob orientação da professora Sofia Nikolaou.

Material com informações do jornal USP.

16 de agosto de 2019 0 comentários
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Notícias

Pesquisadores descobrem bactérias para substituir fertilizantes químicos e reduzir impacto ambiental

por jornalismo-analytica 3 de julho de 2019
escrito por jornalismo-analytica

Reprodução de André Julião  |  Agência FAPESP

Foto de : http://www.revistarural.com.br

 

Pesquisadores do Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR), do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), estudam bactérias que promovem o crescimento das plantas. Como foram isolados do solo, esses organismos têm potencial para serem usados como fertilizantes sem causar a poluição das águas e alterações prejudiciais ao próprio solo, como pode ocorrer com fertilizantes químicos.

O estudo coordenado por Juliana Velasco, pesquisadora do LNBR-CNPEM, foi apresentado durante o Workshop Biopharma and Metabolomics, no dia 26 de junho na FAPESP. O projeto é um dos que são financiados no âmbito de um acordo de cooperação entre a FAPESP e a Agilent Technologies.
Depois de isolar bactérias do solo, a equipe de Velasco começou a identificar os chamados compostos orgânicos voláteis (COVs), produtos decorrentes do metabolismo das bactérias que promovem o crescimento de plantas. “O objetivo agora é investigar e entender como o metabolismo da planta se altera por conta dessas moléculas sinalizadoras”, disse Velasco à Agência FAPESP.

Na primeira fase do trabalho, foram usadas duas espécies de plantas modelos, a Arabidopsis thaliana e a Setaria viridis. Os pesquisadores selecionaram cepas bacterianas que mais contribuíram para o crescimento dessas plantas e agora as testam em arroz, ainda em laboratório.
“A princípio, a substituição total de fertilizantes químicos é impossível. Mas com certeza podemos diminuir consideravelmente o uso deles quando utilizamos produtos biológicos”, disse Velasco.

Testes em laboratório com diferentes cepas de bactérias mostraram como os produtos do metabolismo desses microrganismos contribuem para o crescimento de plantas (fotos: Juliana Velasco)

A meta é desenvolver um bioproduto que possa ser aplicado no solo em forma sólida (como pó) ou líquida, a princípio em culturas como cana-de-açúcar, milho e arroz. Tecnologias semelhantes já são usadas para a fixação de nitrogênio.
Velasco explicou que em boa parte da lavoura de soja brasileira, produtos bacterianos são usados como substitutos aos adubos nitrogenados. O uso em excesso desses fertilizantes é conhecido por causar contaminação do solo e dos ecossistemas aquáticos, além de aumentar a emissão de óxido nitroso, que agrava o efeito estufa.

Acordo de cooperação

A FAPESP e a Agilent Technologies já lançaram três chamadas de propostas conjuntas, com seleção e apoio a seis projetos de pesquisa.

“Essa parceria tem trazido oportunidades muito interessantes para pesquisadores associados a universidades e institutos de pesquisa no Estado de São Paulo”, disse Carlos Henrique de Brito Cruz, diretor científico da FAPESP, durante a abertura do evento.

Jim Hollenhorst, diretor sênior de tecnologia da Agilent, contou que cerca de 8% do faturamento da empresa é investido anualmente em pesquisa e desenvolvimento. A maioria é realizada no que a empresa chama de P&D orgânicos, ou seja, dentro da própria companhia.

“Mas uma parte dos nossos laboratórios de pesquisa é focada em inovação de longo prazo, que tem risco maior mas potencial muito alto de retorno. Não achamos que todas as boas ideias estejam na nossa empresa e essa é a principal razão pela qual estamos atuando em parcerias como essa, aqui e ao redor do mundo”, disse Hollenhorst, que afirmou ainda que o Brasil tem bastante potencial para novas parcerias com a empresa.

Insuficiência cardíaca

Outro projeto apoiado por FAPESP e Agilent foi apresentado por Gabriela Venturini, que realiza estágio de pós-doutorado, com bolsa da FAPESP no Instituto do Coração (InCor) do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo (HC-FM-USP). O projeto estuda produtos do metabolismo. No caso, são os metabólitos produzidos pelo organismo humano durante a insuficiência cardíaca.

O estudo, coordenado por Alexandre da Costa Pereira, professor da FM-USP, é outro financiado pela parceria da FAPESP com a Agilent e busca entender os processos que levam à insuficiência cardíaca.

“Sabemos que existem várias causas, principalmente genéticas, das doenças cardiovasculares, mas não conseguimos entender qual a relação das alterações genéticas com o desenvolvimento da doença em si”, disse Venturini.

Por isso, a pesquisa cruza dados sobre os metabólitos com outros sobre proteínas, RNA e outros parâmetros colhidos tanto em soro do sangue de voluntários como em modelos celulares. O objetivo é entender melhor como se estabelece a insuficiência cardíaca, último estágio de várias doenças cardiovasculares, como hipertensão arterial, doença de Chagas e infarto do miocárdio.

“Os metabólitos refletem a alteração genética, mas também a alteração ambiental: o que o paciente come, o ar que ele respira, os medicamentos que ele consome. Apesar dos avanços nos estudos realizados até hoje, focados em genes ou proteínas, ainda não conseguimos explicar exatamente como cada processo leva à insuficiência cardíaca”, disse.

Segundo Venturini, entender cada problema na sua individualidade pode levar a tratamentos mais eficazes e mesmo à prevenção.
“Hoje em dia procuramos prevenir a insuficiência cardíaca prevenindo as doenças que ocorrem antes do desenvolvimento dela, como infarto ou hipertensão. Porém, uma vez que o indivíduo desenvolve insuficiência, não há muito o que fazer. Apesar de tantos estudos, o número de casos só tem aumentado. Então estamos falhando bastante em tratá-la”, disse.

3 de julho de 2019 0 comentários
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Notícias

Pesquisadores lançam sensor que usa molécula de ferrão de abelha para detectar bactéria em alimentos

por jornalismo-analytica 27 de junho de 2019
escrito por jornalismo-analytica

Reprodução: Elton Alisson, de São Carlos  |  Agência FAPESP

(Shutterstock)

Uma molécula obtida do ferrão de abelhas deu origem a um biossensor que promete detectar bactérias em alimentos e bebidas de forma mais rápida e com menor custo do que os métodos tradicionais.

O dispositivo foi desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP), da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

“O biossensor é capaz de detectar bactérias em uma amostra muito pequena de alimento ou bebida, com alta sensibilidade e tempo que varia entre 10 e 25 minutos”, disse Osvaldo Novais de Oliveira Junior, professor do IFSC-USP e coordenador do projeto.

Pelos métodos tradicionais é preciso analisar todo o volume ou massa, acompanhar o crescimento das bactérias e proceder à contagem das unidades que formam a colônia. “Esse processo pode levar entre 24 e 72 horas”, disse.

Resultado do projeto de pós-doutorado de Deivy Wilson Masso no IFSC-USP, com Bolsa da FAPESP, o aparelho foi descrito em um artigo publicado na revista Talanta.

O dispositivo consiste em um filme com eletrodos de prata – um material condutor de eletricidade – e partículas magnéticas em escala nanométrica (bilionésima parte do metro), recobertas com melitina. Esse peptídeo, extraído do ferrão de abelhas, interage especificamente com bactérias.

Ao ser introduzido em uma amostra de água, por exemplo, as nanopartículas magnéticas recobertas com a melitina atraem e capturam as bactérias. Ao empregar um ímã os microrganismos ficam concentrados nas nanopartículas, que são depois depositadas nos eletrodos de prata.

Desenvolvido por pesquisadores da USP em São Carlos, dispositivo identifica a presença de diferentes patógenos de forma mais rápida e com menor custo do que os métodos tradicionais (fotos: divulgação e Myriams-Fotos-Pixabay)

 

A interação entre as bactérias e as nanopartículas magnéticas recobertas com melitina depositadas nos eletrodos gera um sinal elétrico. A intensidade do sinal permite quantificar a colônia e identificar que tipos de microrganismos estão presentes na amostra analisada.

No caso de alimentos sólidos, basta uma pequena amostra triturada, homogeneizada e filtrada para realizar o procedimento, explicou Oliveira Junior. “O dispositivo é capaz de detectar uma quantidade muito pequena de bactérias na amostra, de uma unidade formadora de colônia por mililitro”, disse o pesquisador durante o Simpósio de Pesquisa e Inovação em Materiais Funcionais. O evento, promovido pelo Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), foi realizado nos dias 23 e 24 de maio na UFSCar.

Essa alta sensibilidade do biossensor permite detectar uma colônia de bactérias espalhada em um alimento ou bebida em um volume menor de amostra para análise.

Uso em hospitais

Os pesquisadores avaliaram o desempenho do biossensor para detectar as bactérias Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus) e Salmonella typhimurium (S. typhi) em amostras de água potável e de suco de maçã.

Os resultados dos testes indicaram que o dispositivo foi capaz de detectar a concentração de E. coli em 1 unidade formadora de colônia (UFC/ml) na água potável e em 3,5 UFC/ml no suco de maçã em apenas 25 minutos.

“O biossensor pode permitir fazer uma triagem rápida e de baixo custo para controlar a qualidade de alimentos e bebidas em supermercados, restaurantes ou nas indústrias”, disse Oliveira Junior.

De acordo com o pesquisador, a tecnologia do biossensor está em fase de patenteamento e os materiais são de baixo custo. “Não precisaremos importar nenhum dos itens do biossensor, cujo custo final será de apenas cerca de R$ 0,30”, disse.

A ideia dos pesquisadores é que, por meio de algumas adaptações, o dispositivo também possa ser usado para detectar contaminações em ambientes hospitalares, como enfermarias e salas de cirurgia, e em instrumentos e equipamentos usados nesses locais.

O artigo Electrical detection of pathogenic bacteria in food samples using information visualization methods with a sensor based on magnetic nanoparticles functionalized with antimicrobial peptides (DOI: 10.1016/j.talanta.2018.10.089), de Deivy Wilson, Elsa M. Materón, Gisela Ibáñez-Redín, Ronaldo C. Faria, Daniel S. Correa e Osvaldo N. Oliveira Jr., pode ser lido por assinantes da revista Talanta em www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0039914018311342?via%3Dihub.

27 de junho de 2019 0 comentários
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