Nanotecnologia – Revolução tecnológica progride sem alarde
No início do século XXI, a nanociência e a nanotecnologia passaram a ser reverenciadas como protagonistas de uma nova revolução industrial. Após uma década, para quem não está muito atento, o entusiasmo parece ter arrefecido. Pouco se fala em revolução. Para os especialistas, essa aparente saída dos holofotes da fama está totalmente equivocada. Os efeitos dos investimentos contínuos em pesquisa e desenvolvimento feitos nos últimos anos pelos governos dos países avançados e por multinacionais gigantes do mundo químico se traduzem em lançamentos diários de produtos com componentes nanoparticulados. Muita coisa ainda está por vir.
“A nanotecnologia e a biotecnologia são hoje os grandes focos do desenvolvimento científico. A nanociência representa 50% dos artigos científicos relativos à química publicados em todo o mundo”, destaca Henrique Toma, professor titular do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP) e coordenador do Núcleo de Apoio à Nanotecnologia e Nanociências da USP. Ele fala com conhecimento de causa. É membro da Academia Brasileira de Ciências, da Academia de Ciências do Mundo em Desenvolvimento e da Divisão de Química Inorgânica da União Internacional de Química Pura e Aplicada (Iupac). Recebeu quinze prêmios nacionais e internacionais, entre eles a Comenda Grã-Cruz da Ordem Nacional do Mérito Científico.
Para Toma, o fato de produtos nanotecnológicos chegarem ao mercado de forma pouco perceptível era esperado. Nem sempre as empresas anunciam a presença de nanopartículas, mas já existem vários produtos disponíveis para os consumidores, casos de computadores, cosméticos, tecidos e tintas, entre outros. A indústria farmacêutica está entre as que mais investem e em breve nova geração de medicamentos deve chegar ao mercado – os lançamentos nessa área são demorados, passam por prolongados testes antes de serem postos à venda. “A invasão tem sido ‘silenciosa’ e atinge todas as áreas de conhecimento”, resume.
Ele reconhece como legítima a preocupação de ambientalistas e outros profissionais com as consequências da manipulação de produtos nanoestruturados. Mas ameniza os riscos ao lembrar que as nanopartículas fazem parte da natureza. “Ao respirarmos, inalamos nanopartículas; a fumaça é cheia de nanopartículas”, exemplifica. E exalta o forte preparo dos responsáveis pela produção dos produtos na indústria. “São pessoas com muito conhecimento e preocupadas com a segurança”, reforça.
O cientista lamenta a situação brasileira nesse cenário. Para ele, os investimentos feitos em ciência pelas esferas governamentais têm sido menos que insuficientes. Os parcos recursos têm gerado trabalhos valiosos nas instituições de ensino. A iniciativa privada, por sua vez, não demonstra o interesse esperado para aproveitar a evolução da ciência em ações de pesquisa e desenvolvimento.
O resultado desse cenário, caso não ocorra nenhuma guinada nos próximos anos, será a ampliação do que é visto hoje. O país é grande importador de produtos químicos com tecnologia agregada e pode se tornar cada vez mais dependente. “Para realizar um estudo, importei micropartículas magnéticas feitas de óxido de ferro pagando US$ 1.700 por kg. Esse é um produto que pode ser feito em laboratório por alguns centavos, desde que se desenvolva a tecnologia para isso”, exemplifica.
A mudança de rota não é simples. “Não há milagre quando falamos em alta tecnologia. A indústria química brasileira precisaria investir US$ 32 bilhões nos próximos dez anos para atingir nível satisfatório de desenvolvimento”, avalia. O cientista critica os rumos adotados pelo governo federal a partir de 2009. “Eles reduziram os investimentos em todas as áreas científicas”, acusa.
Uma ressalva vai para a Petrobras, apontada como exceção. Nos últimos anos, por meio de seu centro de pesquisas, a maior empresa do país tem patrocinado vários estudos para desenvolver produtos nanotecnológicos que possam facilitar a descoberta e exploração do petróleo. Por fim, Toma ressalta: “Não existe país desenvolvido sem uma indústria química forte”, lembra.
Promessas– Números comprovam a dependência nacional de produtos com maior valor agregado. Em 2011, o setor químico movimentou US$ 158,5 bilhões, contra US$ 128,5 bilhões em 2010. O país é o sétimo produtor mundial do setor. A despeito da posição privilegiada, a indústria nacional é bastante vulnerável quando o assunto recai para produtos com maior valor agregado. O déficit comercial do país no ano ficou na casa dos US$ 25,9 bilhões.
Os dados são da Associação Brasileira da Indústria Química (Abiquim). Fernando Figueiredo, presidente da associação, promete reação. “As empresas do setor têm investimentos previstos de US$ 167 bilhões até 2020, dos quais US$ 32 bilhões em pesquisa e desenvolvimento. A nanotecnologia irá se beneficiar com esses recursos. É uma fronteira que está se abrindo”, garante.
Nelson Fujimoto, comandante da Secretaria de Inovação do Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio Exterior (MDIC), também acredita em dias melhores. Ele baseia seu otimismo no bom momento vivido pela economia, capaz de incentivar os empresários a adotar postura mais agressiva na hora de colocar a “mão no bolso”. “Precisamos inovar para competir, competir para crescer”, defende.
Fujimoto julga a nanotecnologia como área muito importante para o futuro e lembra que o país conta com algumas experiências interessantes. Destaca os estudos realizados pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) com os nanotubos de carbono como experiência vencedora. Os nanotubos de carbono prometem ser a “vedete” desta ciência.
Vale a pena lembrar um pouco da história da nanotecnologia no Brasil. A primeira iniciativa de peso ocorreu em 2001, com a criação, pelo Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT), de quatro redes de estudo. Essas redes envolveram em torno de 70 institutos de ensino e pesquisa e trabalharam em várias frentes. Em paralelo, iniciou-se o investimento de uma infraestrutura de apoio às pesquisas.
Em 2003, também no âmbito do MCT, foi criado o Programa de Desenvolvimento da Nanociência e da Nanotecnologia. Dois anos depois, foram criadas dez novas redes. No ano passado, 17 redes foram iniciadas pelo programa. Todas essas redes tiveram o trabalho terminado. Algumas permanecem com outro formato, como institutos, por exemplo, e caminham com pernas próprias. Em 2011, foi decidida a criação de oito novas redes, seis voltadas para nanotoxicologia e duas de nanoinstrumentação. No próximo ano, as oito devem estar em operação. Além delas, existem três redes regionais.
O Brasil hoje conta, para realizar pesquisas e desenvolvimento, com dezesseis institutos e seis laboratórios nacionais. Entre eles, o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, um dos mais modernos do Hemisfério Sul e que conta com o Centro de Nanociências e Nanotecnologia Cesar Lattes. Foram concluídos ou estão em curso no país mais de 400 projetos, que envolveram mais de dois mil profissionais e estudantes de pós-graduação.
Alfredo de Souza Mendes, coordenador geral de micro e nanotecnologias do MCT, considera a produção científica brasileira razoável. Para ele, o grande desafio para os próximos anos é aproximar a universidade das empresas. No Brasil, é muito tímido o interesse da iniciativa privada de investir em pesquisa e desenvolvimento. As razões para a falta de diálogo são conhecidas. Não é barato, exige recursos razoáveis e os resultados dão retorno apenas em longo prazo.
Uma boa notícia é a existência de linhas de financiamento a juros amigáveis. A má notícia é que esses recursos não têm sido procurados por empresários interessados em desenvolver projetos. De qualquer forma, nos últimos tempos, houve evolução. Em 2006, sete empresas participaram de projetos previstos em editais, hoje esse número chega a 44. De acordo com dados do IBGE, 608 indústrias nacionais estão ligadas de alguma forma à nanotecnologia.
A falta de informações precisas sobre a participação da iniciativa privada em investimentos na área dificulta o cálculo do total investido no Brasil. Mendes calcula que a verba oriunda do tesouro nacional para o MCT esteja próxima de R$ 6 milhões por ano desde 2009. Recursos vindos de outras fontes devem somar R$ 60 milhões por ano. Ao todo, o investimento está próximo dos R$ 66 milhões/ano. Não é uma quantia significativa, quando comparada com a investida pelos países do primeiro mundo.
Em 2012, uma novidade deve ser anunciada no âmbito do governo federal. Hoje, além do MCT, outros ministérios e órgãos estatais também investem em projetos de nanotecnologia. Não há coordenação nem diálogo entre os projetos das diferentes entidades. “Nossa expectativa é integrar a gestão a partir do início do ano para utilizar todos os recursos de maneira mais racional”, revela Mendes.
Exceção – Quando o assunto é nanotecnologia, a Petrobras é exceção entre as empresas nacionais. Por meio de seu centro de pesquisa e desenvolvimento, o Cenpes, a companhia tem investido em projetos destinados a diversas aplicações. “Hoje, a Petrobras mantém contatos com mais de 120 instituições nacionais e setenta estrangeiras para a realização de estudos voltados para a área”, informa Lélia Maria Ximenes Lowe, consultora técnica da gerência de tecnologia da avaliação de petróleo.
A estratégia ganhou força a partir de 2004, quando se tornou obrigatório para a empresa investir 1% de seu lucro em pesquisa e desenvolvimento. Em 2004, essa quantia significava R$ 80 milhões. No ano passado, alcançou os R$ 350 milhões. Ao todo, foram investidos mais de R$ 2 bilhões no período 2005/10. A nanotecnologia conquistou importante fatia desse montante. Entre 2006 e 2010, recebeu R$ 24 milhões. Em 2010, esse número chegou a R$ 8 milhões, valor que subiu para R$ 11 milhões em 2011.
A primeira medida imaginada foi a aproximação das universidades e a capacitação dos laboratórios. “Fomos às universidades e nos surpreendemos: a estrutura existente era superior à que imaginávamos”, conta Lélia. A partir de 2006, começaram a ser organizados workshops, nos quais a academia teve a oportunidade de mostrar suas linhas de pesquisa e a empresa de falar sobre suas necessidades.
No final de 2009, surgiram os primeiros resultados concretos, foram idealizados materiais enriquecidos com nanocompostos de carbono, pesquisa capitaneada pela UFMG. Em 2010, com o conhecimento adquirido, a empresa partiu para a formação de uma rede de nanotecnologia. Hoje, dezesseis projetos estão em desenvolvimento em parceria com universidades nacionais, dos quais uns três ou quatro devem “sair do forno” em breve.
Vários são os objetivos dos estudos. Entre eles, o desenvolvimento de materiais e revestimentos merece destaque. São pesquisadas formulações capazes de reduzir a perda de carga por atrito, proporcionar maior resistência à erosão, ataques químicos e temperaturas extremas e/ou capazes de se “autocicatrizarem”, além dos dotados com propriedades biocidas e contra incrustações. Outra linha de atuação bastante promissora é a de produção de nanossensores para monitoramento ambiental, da qualidade dos produtos e de processos realizados em condições desfavoráveis de pressão e temperatura.
“Uma das pesquisas mais avançadas em termos de nanotecnologia é a da recuperação avançada de petróleo”, informa Rita Wagner, consultora técnica do Cenpes. A operação visa a melhorar a operação de exploração do petróleo – em geral, as empresas petrolíferas conseguem retirar em torno de 35% do petróleo acumulado em cada poço. Cada ponto percentual de avanço representa lucro significativo.
Em poços no mar, muito comuns no caso da Petrobras, para o óleo jorrar é necessário pressionar a jazida com água. No caso dos poços explorados na Bacia de Campos, com grande profundidade, a uma distância média de 120 quilômetros da costa, em ambiente bastante agressivo e contando com unidades de produção antigas e com espaço limitado, a ação é das mais complicadas.
Pior ainda são as condições de exploração nas camadas do pré-sal, em águas mais profundas, em condições naturais muito mais inóspitas e com distâncias da costa que chegam a 300 km. “Existem muitos desafios em que a nanotecnologia pode ajudar, há muita coisa a ser estudada”, resume Rita.
Cautela e pé na tábua – Uma ciência nova, com imenso campo a ser explorado, costuma gerar controvérsias. Isso ocorre até mesmo entre fabricantes de produtos voltados para o mesmo segmento econômico. A Natura, conhecida fabricante nacional de cosméticos, em 2005 lançou seu primeiro produto enriquecido com nanopartículas, um hidratante corporal. Algum tempo depois, lançou o segundo, um spray corporal para homens.
A empresa continua a investir em nanotecnologia, mas não no mesmo ritmo dos primeiros anos do século. Demonstra ter muita cautela em relação a novos lançamentos. “Temos grande preocupação com a segurança do consumidor e do meio ambiente”, resume Vanessa Rocha, gerente científica da empresa. A luz amarela para novos empreendimentos acendeu após a divulgação de um estudo feito por cientistas britânicos em meados da década. “Os consumidores europeus demonstram certa preocupação em usar produtos com componentes nano e optamos por não desenvolver novos produtos do gênero até obtermos informações mais detalhadas sobre os efeitos produzidos nos usuários”, relata.
A estratégia foi adotada a despeito de a empresa não economizar na descoberta de ingredientes e fórmulas. “A inovação é fundamental para competir com a concorrência, 2,7% do faturamento líquido é investido em pesquisa e desenvolvimento”, afirma. Os números demonstram o acerto dessa decisão. “Cerca de 70% de nosso faturamento é obtido com produtos com até três anos de vida”, informa. Isso não significa a paralisação dos estudos em nanotecnologia.
A Natura continua a investir no desenvolvimento de sistemas nanoestruturados e mantém convênio com vários institutos de ciência e tecnologia. Vanessa reconhece os benefícios proporcionados por produtos dotados com a tecnologia, uma vez eliminados possíveis riscos de uso. Entre eles, melhor controle da liberação e penetração dos elementos ativos na pele e cabelos, e efeito sensorial diferenciado por parte dos usuários. As vantagens também podem chegar às embalagens, que no futuro podem ser fabricadas com nanomateriais de melhor desempenho.
A gerente também aponta as dificuldades de se trabalhar com a técnica. Uma delas é contar com instrumentos de metrologia eficientes para as minúsculas partículas. Outra é transformar projetos de sucesso obtidos em escala laboratorial em linhas de produção industrial. A falta de uma regulamentação dos produtos, problema mundial, também é barreira a ser vencida. A realização de testes voltados para garantir a não toxicidade das fórmulas não ajuda. A Natura se recusa a fazer testes em animais, outro obstáculo difícil de ser ultrapassado.
A opinião de Vanessa é bem diferente da de Renata Platcheck Raffin, diretora da Inventiva, empresa de Porto Alegre-RS. Antes do debate, um pouco da história da empresa gaúcha. Em 2008, Renata, que havia terminado o doutorado, e sua amiga Candice Felippi, na época com mestrado recém-concluído, decidiram aproveitar os conhecimentos adquiridos em nanotecnologia em uma empreitada empresarial. “Não queríamos atuar apenas no mundo acadêmico”, conta Renata.
Elas resolveram investir no mundo dos cosméticos. Ao contarem suas intenções para suas orientadoras na universidade, estas ficaram entusiasmadas com a ideia e a empresa ganhou mais duas sócias. As empreendedoras tentaram criar uma empresa incubada. Mas o projeto era maior do que o aceito para essa modalidade e elas partiram para o mundo dos negócios. Com investimentos próprios, montaram a sede e compraram os equipamentos necessários.
A empresa foi fundada em junho de 2008, com o objetivo de produzir ativos cosméticos em nanopartículas para as fabricantes de cosméticos. Esses ativos podem ser usados em cremes, loções, géis e xampus. Eles são oferecidos em nanocápsulas, para proteger os ativos da luz, do ar e de outros componentes das fórmulas. “Usamos ativos cosméticos já bastante conhecidos, como vitamina E, óleo de semente de uva e coenzima q10”, informa Renata.
De acordo com a diretora, os ativos repassam uma série de qualidades aos cosméticos: espalham-se melhor na pele, oferecem excelente sensação e maior hidratação, entre outras vantagens em relação aos insumos convencionais. “Não produzimos produtos finais para não concorrer com nossos clientes”, explica.
Os ativos são fornecidos em embalagens de um, cinco, vinte e cinquenta litros. A capacidade de produção da empresa é de 200 kg/dia. “Aproveitamos nossa capacidade ociosa para pesquisar novas linhas”, diz. Logo, será preciso investir na ampliação da fábrica. “Hoje nosso mercado é nacional, mas já providenciamos as licenças para exportar e estamos fazendo parceria com um representante internacional. Nossa meta é exportar para a América Latina em 2012”, informa.
“Temos produtos voltados para o mercado e exclusivos, feitos por encomenda”, explica. A primeira linha de ativos desenvolvida pela empresa se baseou em pesquisas internas. Ela chegou ao mercado no início de 2010. Ainda no ano passado, foram lançadas mais doze fórmulas. Em 2011, onze. Para 2012, estão previstos mais seis produtos de linha, além dos desenvolvidos a pedido dos clientes.
Voltando à polêmica. Renata acredita que o pensamento de Vanessa não condiz com a realidade. Ela garante que os consumidores europeus não têm medo dos nanomateriais já bastante usados por importantes empresas, casos do dióxido de titânio e do óxido de zinco. “São produtos totalmente biodegradáveis”, ressalta. Os consumidores temem novos materiais, usados em especial por empresas asiáticas, como a nanoprata e os fulerenos. “Estes insumos não são biodegradáveis”, justifica. O fato de uma partícula ser insolúvel pode provocar acúmulo no organismo e preocupa especialistas. “Eu não usaria um creme com fulereno”, ressalta.
Renata garante que os insumos da Inventiva não oferecem o menor risco. “A L’Oréal introduziu tecnologia semelhante em 1988 e a Europa consome e confia nos produtos da marca. A Shiseido e a Anna Pegova também usam tecnologia parecida”, revela. Para ela, prova da ausência de toxicidade dos produtos usados se encontra na seriedade dos fornecedores. “Não acredito que empresas como Basf e Merck forneçam dióxido de titânio sem testá-lo exaustivamente”, diz.
Alimentos “mágicos” – Em determinados segmentos econômicos a preocupação da segurança do consumidor alcança limites extremos. É o caso vivido pela indústria de alimentos. Por isso, nesse campo, produtos dotados com nanotecnologia são raros em todo o mundo. Não significa que grandes empresas do setor estejam desatentas com a disciplina.
A Brasil Foods, resultado da fusão da Sadia com a Perdigão, é um exemplo. As características que a tecnologia pode vir a proporcionar aos produtos oferecidos nas prateleiras do varejo no futuro podem se converter em enorme competitividade para as marcas oferecidas pela nova gigante do mercado de alimentação. Em especial se levarmos em conta o perfil dos consumidores brasileiros, cada vez mais urbanos, educados, com maior média de idade e poder aquisitivo fortalecido.
Marcelo Rodrigues, engenheiro de desenvolvimento, explica que por enquanto nenhum produto da empresa dotado com ingredientes nano se encontra disponível no mercado. Para ele, no entanto, uma vez aprovados os lançamentos do gênero em testes que garantam a segurança do consumo, o potencial de mercado é promissor.
O profissional enumera algumas vantagens oferecidas pela nanotecnologia ao setor, capazes de fazer determinados produtos parecerem ter saído da cartola de um mágico. Podem ser obtidos alimentos mais saborosos, funcionais, com receitas mais nutritivas e que permitam maior facilidade de digestão. Os “inteligentes” resultantes de estudos podem no futuro vir a liberar nutrientes de forma controlada às pessoas. “Um pão pode ser enriquecido com nanocápsulas de óleo de atum, fornecendo ômega 3 a quem o consumir sem prejudicar o sabor”, diz.
Uma linha que certamente fará muito sucesso se chegar ao mercado é a de alimentos interativos. “A mesma lasanha pode ganhar sabor bolonhesa ou quatro queijos, dependendo da intensidade de temperatura com a qual for aquecida no forno de micro-ondas”, explica. Outra possibilidade é a da indústria oferecer produtos customizados. “Um médico pode detectar deficiência nutricional no paciente e este poderá ir ao supermercado e comprar um alimento reforçado com o elemento de que necessita.”
Rodrigues enaltece o papel a ser exercido no futuro pelas embalagens reforçadas com partículas nano. “As embalagens podem proporcionar maior vida útil aos alimentos, contar com sensores de qualidade do produto. Também poderão ser fabricadas com economia de matéria-prima, gerando economia e proteção ao meio ambiente.”
De acordo com Adriana Regina Martin, gerente de inovação e conhecimento da Brasil Foods, a empresa se preocupa bastante com o desenvolvimento de tecnologia. Prova disso é o novo centro de pesquisa e desenvolvimento, em fase final de construção na cidade de Jundiaí-SP. “Estamos investindo R$ 59 milhões no projeto, que será referência do setor na América Latina”, garante.
A gerente explica uma estratégia diferenciada adotada pela empresa para se aproximar dos estudos realizados na universidade. Ela criou o portal www.inovacaobrf.com.br, onde acadêmicos podem apresentar projetos de pesquisa que julguem ser de interesse para o mercado. As propostas passam por diferentes etapas de avaliação e, se aprovadas, são bancadas. O portal entrou no ar em meados do ano passado. Foram apresentados trabalhos de mais de 130 acadêmicos. “Até agora duas propostas foram aprovadas e estão em execução. Outras quatro foram pré-aprovadas e estão sendo avaliadas”, informa Adriana.
Na farmácia – O setor farmacêutico é apontado pelos cientistas como um dos maiores beneficiados pelo avanço da nanotecnologia. É grande o número de lançamentos de modernos medicamentos dotados com a técnica nos próximos anos. A despeito de vultosas quantias investidas pelos laboratórios de todo o mundo para o desenvolvimento das fórmulas, a velocidade da chegada das novidades é reduzida. Qualquer medicamento é exaustivamente analisado antes de ser liberado para o consumo. Os testes podem demorar anos.
A Biolab, empresa com capital totalmente nacional, oitava no ranking do Brasil, aplica 10% de seu faturamento em inovação. A empresa já lançou seu primeiro produto com nanopartículas, um protetor solar com fator de proteção 100. “Ele é indicado para pessoas com problemas de pele ou cicatrizes recentes, que não podem de forma alguma ficar expostas ao sol”, informa Dante Alario Junior, presidente científico do laboratório.
A descoberta de remédios diferenciados proporciona objetivos ambiciosos. “Nosso desafio é dobrar o faturamento a cada cinco ou seis anos”, revela. Por isso, as pesquisas prometem se intensificar. Um dos investimentos projetados é a inauguração, em 2013, de um centro de pesquisa e desenvolvimento, com investimentos da ordem de R$ 50 milhões. “Queremos lançar duas inovações semirradicais até 2015 e uma radical até 2020”, diz. Por semirradical, ele chama os remédios já existentes que ganham novas características, como a redução de efeitos colaterais ou a maior duração dos efeitos. Os radicais são medicamentos novos, formados por moléculas inexistentes no mundo.
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