Iniciativa O espaço entre nós, localizada no Living 360° / Foto: Camila Cunha
Conectar estudos do ambiente aeroespacial, simulações de microgravidade e áreas como Engenharias, Fisioterapia, Farmácia, Educação Física, Medicina e Ciências Aeronáuticas. Esse é o conceito do Laboratório de Engenharia Aeroespacial – MicroG. A iniciativa O espaço entre nós localizada no térreo do Living 360°, prédio 15 da Universidade (Av. Ipiranga, 6681 – Porto Alegre/RS), faz referência às soluções criadas pelo Laboratório. O projeto é uma das nove iniciativas do ecossistema de inovação Campus Living Lab, em que Universidade, sociedade, governo e empresas trabalham juntos para elaborar soluções centradas no uso real da tecnologia e no desenvolvimento sustentável.
O MicroG, implementado na PUCRS há 20 anos, é um espaço de muldisciplinar que contribui para que professores, pesquisadores e alunos atuem vivenciando a inovação. Para o professor da Escola Politécnica, Júlio César Marques de Lima, coordenador do Laboratório, as pesquisas aeroespaciais e de gravidade possuem a capacidade de se relacionar com a solução de problemas do dia a dia. “Muitas das coisas que usamos hoje foram inventadas para serem aplicadas no espaço. Um exemplo disso é o velcro. E aqui também criamos vários projetos que possuem aplicação prática para melhorar e facilitar a vida das pessoas”, destaca.
Conheça mais sobre os produtos e soluções criadas no MicroG:
Plantas in vitro são multiplicadas para testes no MicroG / Foto: Bruno Todeschini
Da Biologia às Ciências Aeronáuticas
Entre os demais projetos criados no MicroG, está a Centrífuga de Hipergravidade. No equipamento, são realizados testes de aceleração do crescimento de plantas. Os processos ocorrem em parceria com pesquisadores e estudantes do curso de Biologia. “Já tivemos determinadas plantas que cresceram até 25% a mais com o procedimento na centrífuga. A CMPC Celulose Riograndense é parceira aqui e realiza experimentos para que a mesma árvore de eucalipto produza mais papel”, aponta Lima.
No MicroG também há equipamentos, utilizados em parceria com o curso de Ciências Aeronáuticas, que permitem o treinamento de pilotos. As soluções dão aos alunos experiências que simulam práticas, contribuindo para a preparação e segurança em voos.
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Simulador de microgravidade
Desenvolvida por professores e estudantes da Universidade, a Câmara de Pressão Positiva para Membros Inferiores (LBPP, na sigla em inglês), permite andar na gravidade da Lua sem sair da Terra. O projeto é reconhecido nacionalmente pelo seu pioneirismo e eficiência. Em 2015, a LBPP foi testada pela professora Sandra Maria Feliciano, de Porto Velho (RO), candidata brasileira do programa Mars One (viagem de ida à Marte).
Simulador de microgravidade é utilizado por jovens / Foto: Bruno Todeschini
Além de contribuir com pesquisas sobre a adaptação do corpo humano à outras gravidades, as simulações e estudos realizados com a LBPP também trouxeram inovação a processos de recuperação de lesões. O professor do curso de Fisioterapia da Escola de Ciências de Saúde e da Vida, Denizar Melo, destaca que com a gravidade da Terra o peso de uma pessoa se multiplica sobre as articulações dos membros inferiores e que o simulador permite reduzir o impacto, reabilitando mais rapidamente pacientes. “Ele pode ser utilizado na fisioterapia, por exemplo, em situações como cirurgias na bacia e no joelho. É um equipamento que pode estar em qualquer consultório, com custo e resultado melhores até mesmo do que a hidroginástica”, ressalta Melo.
Hand Grip Instrumentado
O Hand Grip é um equipamento usado na prevenção de doenças articulares e para o fortalecimento dos músculos do antebraço, punhos e mãos de pacientes que realizam hemodiálise. No Laboratório de Engenharia Aeroespacial-MicroG, o equipamento foi instrumentado com circuitos para monitoramento da carga e das repetições feitas por cada pessoa. O produto foi desenvolvido pelos professores Júlio César Marques de Lima e Denizar Melo. Lima ressalta que a adaptação possibilita o armazenamento de informações que podem ser acessadas pelo médico de forma rápida. O projeto também é resultado de estudos multidisciplinares entre Engenharias, Medicina e Fisioterapia. “Há muitas complicações quando o tratamento não é feito da forma correta pelos pacientes, e não havia como medir isso. Então, a adaptação que fizemos traz a resolução de um importante problema”, Melo.
Sobre o Campus Living Lab
As instalações, produtos, pesquisas e serviços atendem não só as demandas da Universidade, mas passam a compor um roteiro de inovação e empreendedorismo que beneficia toda a sociedade. As iniciativas já desenvolvidas são:
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Foto: Bruno Todeschini
De forma pioneira, a PUCRS e a CMPC Celulose Riograndense estudam o uso da tecnologia da hipergravidade para acelerar os processos de crescimento volumétrico e qualidade da madeira para celulose em Eucalyptus e Corymbia. As sementes das plantas foram expostas aos efeitos desse método simulado (nas escalas 3, 5 e 7G, durante o período de um a nove dias, de forma direta e intermitente) no laboratório de Farmácia Aeroespacial Joan Vernikos do Centro de Pesquisa em Microgravidade da PUCRS (MicroG). Atualmente, os materiais seminais estão sendo avaliados em experimentos de campo na área florestal da CMPC, localizada na região de Guaíba (RS). Essa tecnologia está protegida por patente concedida nos Estados Unidos, com o pedido pendente de análise no Brasil e na Europa.
Para a simulação de hipergravidade, as sementes foram acomodadas em papel de germinação umedecido, e então colocadas em um protótipo de centrífuga construída no MicroG. “As sementes foram avaliadas quanto a taxa de germinação, tamanho das raízes e da parte aérea. O grupo controle consistiu de sementes não submetidas aos tratamentos de hipergravidade, mas mantidas nas mesmas condições de umidade, temperatura e luminosidade”, explica a professora Marlise Araújo dos Santos, coordenadora do MicroG.
Ainda, segundo a coordenadora, ao comparar as sementes submetidas à hipergravidade simulada com as sementes do grupo controle, foi observado que a simulação desse método proporcionou um aumento no número de sementes germinadas, assim como um incremento no tamanho e no desenvolvimento das mesmas. “Pesquisas realizadas em outras espécies vegetais, no Centro, demonstraram que a hipergravidade simulada pode alterar qualitativamente e quantitativamente a produção dos óleos essenciais, cujos componentes possuem diversas atividades terapêuticas. A próxima etapa é investigar o comportamento genético de diferentes espécies vegetais frente a diferentes protocolos desse método simulado”, diz.
Professor Leandro Astarita no Laboratório de Biotecnologia Vegetal
Foto: Bruno Todeschini
Na fase atual da pesquisa, as instituições estão investindo no desenvolvimento de um protótipo do equipamento para testes com materiais micropropagados. Essa nova fase de testes envolverá o Laboratório de Biotecnologia Vegetal da PUCRS, onde plantas cultivadas in vitro serão multiplicadas originando plantas-clone para os testes em hipergravidade. Segundo o coordenador do laboratório, professor Leandro Astarita, as plantas micropropagadas são mais suscetíveis a sofrerem modificações permanentes em seu desenvolvimento, permitindo uma avaliação mais precisa de alterações que levam a incrementos em materiais clonais conhecidos. “Possibilita identificar as mudanças e melhorias no crescimento, na qualidade da madeira e no produto final”, complementa.
Segundo Brígida Valente, pesquisadora da CMPC, com base nos resultados obtidos até o momento, é possível concluir que a hipergravidade apresenta potencial de aplicação em programas de melhoramento genético e deve ser cientificamente melhor entendida. “O uso de materiais clonais conhecidos possibilitará identificar claramente as alterações e melhorias no crescimento, na qualidade da madeira, e no produto final para o mercado de celulose”, comenta.
Diante deste cenário de várias possibilidades técnicas, esta é a proposta de sinergia entre PUCRS e CMPC, uma parceria para gerar inovação e criar valor de mercado. Desta maneira, é possível incrementar a competitividade do setor florestal e de celulose como um todo.
A grande expectativa dessa parceria com a CMPC se deve aos resultados positivos obtidos em outros experimentos (em menor escala), realizados pelos pesquisadores do MicroG, como nos casos da salsa, da rúcula e do manjericão. No teste da simulação da hipergravidade com a salsa foi extraído quatro vezes mais safrol (óleo essencial utilizado na fabricação de inseticidas biodegradáveis, de cosméticos e produtos farmacêuticos) do que das plantas controle. Com relação a rúcula, um componente descrito na literatura científica como anticancerígeno correspondeu a aproximadamente 50% da composição do óleo essencial da planta. Já as sementes de manjericão submetidas à hipergravidade geraram 3,5 vezes mais flores.
“Sabemos que o eucalipto é uma planta superior e, possivelmente, não terá o mesmo comportamento que as hortaliças testadas. Por outro lado, a simulação vem gerando reações positivas nas plantas”, enfatiza a coordenadora do MicroG.
Foto: Nasa/JPL
Pesquisadores da PUCRS participam da primeira missão espacial brasileira na órbita da Lua. O grupo do Centro de Pesquisa em Microgravidade (MicroG) pretende avaliar o efeito da baixa gravidade, da radiação lunar e da magnetosfera em cultura de células humanas. Para isso, amostras de células serão colocadas dentro de um nanossatélite (pequeno satélite não tripulado), que orbitará a Lua durante seis meses. A missão batizada de Garatéa, que significa “busca-vidas” em tupi-guarani, é formada também por pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), do Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS), do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), da Universidade de São Paulo (USP) e do Instituto Mauá de Tecnologia. A expectativa é de que o lançamento ocorra em 2020.
Serão feitos estudos inéditos que podem ser um grande avanço para as pesquisas espaciais. Pela primeira vez, serão enviadas células humanas para a órbita lunar, com o objetivo de entender como elas se comportam em termos de proliferação, sobrevida e alterações genéticas no ambiente espacial. Essas amostras serão monitoradas à distância a partir de uma transmissão e os dados coletados serão comparados com material semelhante que ficará na PUCRS. “Queremos saber como o corpo reage à exposição da microgravidade e da radiação para futuras expedições a Marte ou à Lua e pensar em alternativas preventivas de saúde e sobrevivência. Temos como hipótese que a combinação dos fatores será maléfica para as células, mas é uma incógnita”, explica a coordenadora geral do MicroG, Thais Russomano.
Para a professora Marlise Araújo dos Santos, coordenadora do Laboratório de Farmácia Aeroespacial Joan Vernikos do MicroG, à qual a pesquisa está diretamente ligada, a participação na missão é a concretização do reconhecimento pelos 17 anos de trabalho dos pesquisadores do Centro de Pesquisas da Universidade. De início, serão cinco profissionais da PUCRS das áreas de Fisiologia, Farmácia e Engenharia envolvidos no projeto. Marlise conta que o experimento e a definição das células que serão estudadas ainda estão em análise, o que depende da capacidade técnica que estará disponível na estrutura onde o material será armazenada.
O satélite brasileiro será enviado ao espaço junto com um grupo de seis satélites de outros países em um foguete, com a cooperação da Agência Espacial Europeia (ESA) e da Agência Espacial do Reino Unido (UK Space Agency). A missão está sendo planejada desde 2013 e será feita por meio de uma parceria público-privada. Além dos experimentos da PUCRS, as outras equipes brasileiras farão a captação de imagens da Lua com câmeras e enviarão colônias de microrganismos (conhecidos como extremófilos) para também observar como se comportam no ambiente cósmico. “Participar da primeira missão brasileira nos coloca em um novo patamar de internacionalização, porque pode proporcionar novas possibilidades para nossos pesquisadores e parcerias para projetos, inclusive pela ampliação do relacionamento com as agências espaciais”, planeja Thais.
Experimento realizado no MicroG, na PUCRS
Foto: Bruno Todeschini – Ascom/PUCRS
Está sediado na Pontificia Universidad Católica Argentina o MicroG Buenos Aires, integrante da MicroG Network e primeira unidade instalada no exterior comandada pelo Centro de Pesquisa em Microgravidade da PUCRS (MicroG). O documento oficial que estabelece a parceria foi assinado no início do mês, em Buenos Aires. No local serão realizadas atividades acadêmicas e de pesquisa nas áreas de espaço, aviação e telessaúde.
Rafael Baptista, coordenador acadêmico do MicroG, conta que já estão em andamento cursos, pesquisas, mobilidade acadêmica, projetos para editais e projetos de inovação entre as unidades. A parceria com a Pontificia Universidad Católica Argentina surgiu a partir do contato da professora Thais Russomano, coordenadora do MicroG, com o professor da universidade argentina Daniel Vigo, pesquisador da área de fisiologia espacial.
Thais ressalta que já está em negociação a implantação de novos laboratórios em universidades de Portugal e EUA, que formarão uma rede internacional, a MicroG Network. Cada centro terá autonomia para propor, discutir e interagir com as outras unidades da rede: “A ideia central é divulgar as atividades nessas áreas nos respectivos países, otimizar recursos materiais e humanos e buscar recursos financeiros através de editais internacionais”, finaliza.
