Coppe inaugura Centro com avançada tecnologia em impressão 3D

A Coppe/UFRJ inaugurou, no dia 3 de março, o Centro Integrado de Manufatura Aditiva (Cimad). O Centro integra o Núcleo Interdisciplinar de Dinâmica dos Fluidos (NIDF), vinculado ao Programa de Engenharia Mecânica (PEM) da Coppe, e permitirá o desenvolvimento e fabricação de peças importantes para a pesquisa experimental em diversos campos do conhecimento, da indústria offshore às Belas Artes, passando pela Medicina regenerativa e transplante de órgãos.

O novo Centro foi criado para possibilitar a operação segura e eficaz de duas impressoras 3D: a Objet1000 da Stratasys (imprime em resina) e a Studio System da Desktop Metal (que imprime, como o nome sugere, em metal). A cerimônia de inauguração contou com a presença de autoridades da Petrobras e da universidade, como a reitora da UFRJ, professora Denise Pires de Carvalho, e o superintendente do Centro de Tecnologia, Agnaldo Fernandes.

Com investimento total de R$ 10,6 milhões, que contou com o apoio da Petrobras, esses equipamentos permitirão a ampliação na capacidade do Núcleo para fabricar seus próprios simuladores físicos, sejam eles em resina transparente ou colorida, ou em metal. Além do salto de qualidade nas atividades de fabricação internas do próprio Núcleo, os equipamentos propiciarão novas aplicações em Medicina, Biologia, Desenho Industrial, Arquitetura, Belas Artes, Física, Matemática e Engenharia, cujas demandas poderão ser atendidas pelo complexo de fabricação. Coordenado pelo professor da Coppe, Átila Freire, o NIDF pretende, no futuro, expandir o Cimad, possibilitando o seu acesso a parceiros industriais, acadêmicos e científicos.

De acordo com o professor Átila Freire, a concepção do Centro foi consequência de um projeto firmado com a Petrobras para estudos sobre erosão em válvula de completação inteligente. “O preço de comprar uma válvula para fazer os ensaios já seria o custo para montar um centro como o Cimad. Uma válvula na indústria privada custa um milhão, dois milhões de reais. Para testes, eu posso fazer um simulacro, uma versão reduzida, na impressora 3D. Posso propor aperfeiçoamentos. Em vez de propor ao fabricante, posso eu mesmo desenhar o aperfeiçoamento e mandar fabricar a peça”, explica.

Na avaliação do professor, o projeto de erosão levou o laboratório a outro patamar e seus pesquisadores darão seguimento a esta linha de pesquisa. “Há poucos grupos trabalhando nesta linha, no mundo. Não há um grupo hegemônico, mas a liderança neste setor é da University of Tulsa (EUA). Aqui fazemos coisas que eles não conseguem fazer, como ensaios de erosão em válvula de completação inteligente. Todo poço no pré-sal deveria ter uma válvula de completação inteligente”, avalia o docente do Programa de Engenharia Mecânica da Coppe.

Segundo Átila, as máquinas permitem um volume de impressão muito grande e conseguem imprimir várias peças ao mesmo tempo. “O acabamento é impressionante. Consegue fazer peças pontiagudas sem necessidade de polimento, com 16 mícrons (milésimo de milímetros)”, relatou o professor, exibindo algumas peças impressas para demonstração, dentre elas, uma reprodução do tabuleiro de xadrez, desenhado pelo artista surrealista norte-americano Man Ray.

Tão complexas e modernas, as impressoras adquiridas pela Coppe requerem elevado grau de especialização para serem utilizadas. “A operação da máquina requer profissional com doutorado, que entenda de materiais e de fabricação mecânica. O treinamento desses profissionais é complexo, levou uma semana, para a operação da impressora em resina, e duas semanas, para a operação da impressora em metal”, acrescentou o professor Átila.

“A gente pode imprimir uma válvula similar à utilizada para a indústria petrolífera, polir bem a superfície, ela fica bem transparente, então sob laser é possível ver o escoamento do líquido dentro dela. Poderíamos fazer trabalhos para o Museu Nacional, imprimir maxilar de pterossauro, por exemplo. Eu já falei com o Alexander Kellner (diretor do Museu Nacional da UFRJ) que podemos fazer muitas coisas interessantes aqui para diversas áreas. Algumas universidades, como Universidade Federal de São Carlos (Ufscar) e a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), têm parcerias em seus hospitais universitários para impressão de peças para uso em transplantes”, exemplificou o coordenador do Núcleo Interdisciplinar de Mecânica dos Fluidos (NIDF).

A Engenharia solucionando problemas da Medicina

A professora Denise Pires de Carvalho, reitora da UFRJ, mostrou entusiasmo com as possibilidades abertas com a chegada das novas máquinas. “O século XXI é o século da Medicina personalizada ou Medicina de Precisão. Esse tipo de impressora pode produzir próteses que são muitas vezes individualizadas. Muitas questões são específicas de um determinado paciente. Ter impressoras desse tipo que conseguem inclusive imprimir em material flexível vai ser fundamental para a área médica”.

De acordo com a reitora, um dos objetivos dos pesquisadores que trabalham com Medicina regenerativa e células-tronco, é que órgãos humanos sejam produzidos em laboratório a partir de arcabouços de materiais inertes que simulam o arcabouço atual dos órgãos. “Eles são compostos de uma matriz extracelular, é como um ‘esqueleto’ do órgão, só que formado por proteínas e glicoproteínas. Todo esse material pode ser transformado nas impressoras em material inerte e nos laboratórios nós povoaríamos estes arcabouços com células do órgão, derivadas de células-tronco. A grande vantagem é diminuir a rejeição nos transplantes, pois os órgãos poderiam ser feitos com células dos próprios pacientes. Por isso, é importante que esse material impresso seja inerte, ele não terá os antígenos. Poderia acabar com as filas de transplantes. É a Engenharia solucionando problemas da área médica”, explicou a professora do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho (IBCCF/UFRJ).

Para André Leibsohn, consultor sênior na Gerência de Perfuração e Completação de Poços da Petrobras, em seus processos industriais, seja nas plataformas ou nas oficinas, a empresa pode se beneficiar se tiver acesso a protótipos similares às peças de mercado, para permitir reduzir estoque e ter agilidade e disponibilidade na liberação de algum acessório que seja requerido. Além disso, destaca “há processos de compra e contratação lentos, entrar em fila de compra no exterior e depois trazer para o país, então há um grande ganho de agilidade. Localmente, para a pesquisa, você ter a impressora aqui ao lado dos centros de pesquisa é um ganho muito grande. É muito importante a divulgação do centro para que o setor de óleo e gás, e a sociedade como um todo, saibam do seu potencial”.

A cerimônia de inauguração foi realizada presencialmente, com um número limitado de participantes em razão das condições de saúde pública. Na recepção, os convidados receberam equipamentos de EPI (máscaras, óculos de segurança, luvas), e lhes foi explicado o protocolo de segurança adotado.