A luta das Universidades contra a Covid-19 – Coluna ABEQ

Olá, leitoras e leitores. Compilei algumas das iniciativas das Universidades do Estado de São Paulo no combate à Covid-19, com ênfase nas ações dos cursos de engenharia – e de Engenharia Química.

Com a emergência da pandemia de Covid-19, a Universidades e Institutos de Pesquisa do Brasil se mobilizaram para auxiliar em diversas frentes que buscam mitigar os impactos da doença na população.

As escolas de engenharia, entre elas as de engenharia química, têm participação crucial nessa mobilização.

Na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), o Departamento de Genética e Evolução (DGE) engajou um grupo de professores e alunos na produção de testes diagnósticos para detecção de Covid-19.

Equipes dos Departamentos de Engenharia Mecânica (DEMec), Engenharia de Produção (DEP), Engenharia de Materiais (DEMa), Engenharia Elétrica (DEE), Computação (DC) e a Agência de Inovação (AIn) produziram máscaras de proteção face shield utilizando manufatura aditiva, doadas à Guarda Civil e às equipes de saúde da cidade de São Carlos-SP.

O DEMa também desenvolveu máscaras respiratórias, em conjunto com o Departamento de Engenharia Química (DEQ) que avalizou a eficiência de retenção de bioaerossol pelas máscaras.

O Grupo da Engenharia Elétrica, coordenado pelo Prof. Heitor Mercaldi fez a manutenção de ventiladores mecânicos e outros equipamentos biomédicos.

O Departamento de Química produziu agentes desinfetantes para combate à Covid-19 (coordenação do Prof. Pedro Fadini) e desenvolveu teste rápido eletroquímico para detecção de Covid-19, realizado a partir da análise da saliva de pacientes, e outros tipos de testes com sensores para a detecção em ambientes contaminados e nas redes de esgoto, baseados em eletroquimiluminescência (coordenação do Prof. Ronaldo Faria).

Na Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), a Profa. Dra. Simone Miraglia, do Departamento de Engenharia Química (DEQ), está desenvolvendo uma pesquisa relacionada aos impactos socioambientais da pandemia da Covid-19 na cidade de São Paulo, analisando a qualidade do ar e os efeitos na saúde.

Foi possível observar que, por exemplo, no período entre 16 de março e 27 de abril de 2020, as concentrações de dióxido de nitrogênio (NO2), poluente emitido principalmente por veículos movidos à diesel, foram reduzidos em média 61%, na cidade de São Paulo.

O grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Igor Bresolin, também do Departamento de Engenharia Química, está desenvolvendo pesquisas envolvendo a purificação de anticorpos monoclonais (mAbs) anti-IgG e anti-IgM para serem usados como componentes de kits diagnósticos para a Covid-19.

No Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica (USP), o Prof. Antônio Carlos Teixeira tem um projeto em andamento para esterilização de máscaras N95 por processo foto-irradiado para reutilização emergencial, quando faltam máscaras, em uma estação de esterilização por irradiação UV-C de operação contínua.

Contudo, das inúmeras frentes de trabalho em curso na corrente pandemia, uma existe em praticamente todas as universidades do estado de São Paulo – o desenvolvimento de respiradores mecânicos de uso simples e eficaz.

A simplicidade do equipamento se faz necessária uma vez que, na situação de crise emergencial na assistência aos pacientes, comumente ocorre o recrutamento em número crescente de profissionais de saúde atuantes em áreas de especialização diversas ao cuidado intensivo.

Os esforços são sempre multidisciplinares.

Na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), grupo coordenado pelo Prof. Sávio Vianna, da Faculdade de Engenharia Química (FEQ) que trabalha com fluidodinâmica computacional desenvolveu uma modelagem do escoamento de ar nas vias aéreas humanas, considerando as condições de operação dos respiradores.

É possível identificar o comportamento do escoamento ao longo da geometria estudada e gerar perfis tanto de pressão quanto de velocidade.

Com isso, é possível verificar se há condições de operação de um respirador mecânico que possam gerar regiões de pressão elevadas ao longo do trato respiratório, o que ocasionaria lesões que são chamadas de barotrauma.

O pós-doutorando Dr. Charles Adriano Duvoisin, juntamente com seu supervisor Prof. Dr. Rogério de Almeida Vieira, além da Profa. Dra. Katia Ribeiro e do Prof. Dr. José Ermírio Ferreira do Departamento de Engenharia Química (DEQ) da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP/campus Diadema) tem atuado em um grupo multidisciplinar, formado por cientistas, empreendedores e profissionais de diversas áreas, com o objetivo de desenvolver um respirador portátil e autoprodutor de oxigênio, com monitoramento remoto e integrado a um filtro UV-C, com ventiladores eletrônicos e capazes de tomar decisões rápidas, compensativas pela Inteligência Artificial, com monitoramento remoto e telemetria correspondente.

Este respirador inteligente poderá ser capaz de ser utilizado de forma prática em residências, aviões, automóveis, ambulâncias, ambulatórios e hospitais.

O grupo envolve pesquisadores da USP, Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc), Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Unicamp, além da Escola Paulista de Medicina da Unifesp (Prof. Fulvio Scorza).

Na UFSCar, o Prof. Sergio Evangelista (Departamento de Engenharia Mecânica, DEMec) coordena projeto para construção, validação e disponibilização de ventiladores mecânicos de baixo custo como solução viável para hospitais diante da pandemia de Covid-19.

No entanto, provavelmente vem da USP o projeto em estágio mais avançado de construção de ventiladores mecânicos simples de baixo custo.

Um grupo de aproximadamente 40 pesquisadores da Escola Politécnica (Poli-USP), entre engenheiros biomédicos, mecânicos, mecatrônicos, eletrônicos e de produção, estudantes e representantes da iniciativa privada, articulou-se no desenvolvimento do respirador. O tempo total de fabricação é inferior a duas horas.

O ventilador pulmonar desenvolvido pela Poli-USP é mecânico, para ser utilizado em emergências, pois a equipe considerou uma eventual falta de linhas de ar comprimido nos leitos de hospital, o que tornaria necessário o bombeamento de ar para o paciente.

O equipamento foi aprovado em testes técnicos e agora será enviado para aprovação da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa).

Os testes com humanos foram feitos com quatro pacientes nas dependências do Instituto do Coração (Incor) do Hospital das Clínicas (HC) da USP, entre os dias 17 e 19 de abril.

Na avaliação dos técnicos, o respirador foi considerado aprovado em todos os modos de uso e não houve nenhum problema com os pacientes ventilados.

Além da pesquisa feita no HC, testes com animais e avaliações técnicas também comprovaram a eficiência do respirador.

O preço final do equipamento deve ficar entre mil e dois mil reais. No dia 8 de maio, a USP e o Centro Tecnológico da Marinha em São Paulo (CTMSP) celebraram acordo para iniciar a produção em escala do ventilador pulmonar emergencial “Inspire”.

A expectativa é que em poucas semanas passariam a ser produzidos entre 25 e 50 respiradores por dia.

No dia 11 de maio, o Ministério Público do Estado de São Paulo pediu esclarecimentos ao Governo do Estado sobre o motivo de não implementar o uso dos respiradores de emergência desenvolvidos pela USP.

Com a emergência da Covid-19, o Governo do Estado de São Paulo comprou da China três mil respiradores a um custo médio unitário de R$ 220 mil, contrato posteriormente cancelado por falta de entrega dos equipamentos no prazo combinado.

Referências

A H Tullo. Plastic has a problem; is chemical recycling the solution? Chemical & Engineering News, V. 97, 39, publicado em 06 de outubro de 2019. Disponível em: https://cen.acs.org/environment/recycling/Plastic-problem-chemical-recycling-solution/97/i39

American Chemistry, 2020. Disponível em: https://plastics.americanchemistry.com/Ten-Facts-About-Plastics-from-Electronics/. Acessado em 01 de junho de 2020.

Estatística de Plástico no Oceano em 2020. Disponível em: https://www.condorferries.co.uk/plastic-in-the-ocean-statistics. Acessado em 01 de junho de 2020.

K Linnenkoper. Japan environment minister calls for waste-to-energy reduction, publicado em 10 de dezembro de 2018. Disponível em: https://recyclinginternational.com/business/japan-environment-minister-looks-to-less-waste-incineration/

P Brazor. Japan faces an uphill battle to reduce plastic consumption, publicado em 6 de julhode 2019. Disponível em: https://www.japantimes.co.jp/news/2019/07/06/national/media-national/japan-faces-uphill-battle-reduce-plastic-consumption/

R Lewis. 7 Surprising Facts about Plastic in Japan. Publicado em 28 de maio de 2019. Disponível em: https://medium.com/social-innovation-japan/7-surprising-facts-about-plastic-in-japan-f6920cc8e621

Química e Derivados -
André Bernardo é Engenheiro Químico formado na Escola Politécnica da USP

Texto: André Bernardo

André Bernardo é Engenheiro Químico formado na Escola Politécnica da USP, com mestrado em Desenvolvimento de Processos Biotecnológicos pela Faculdade de Engenharia Química da Unicamp e doutorado em Engenharia Química pela UFSCar. Trabalhou no Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) e em diferentes indústrias químicas. Atualmente é professor do Departamento de Engenharia Química da UFSCar. E-mail de contato: [email protected]

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A Associação Brasileira de Engenharia Química (ABEQ) é uma entidade sem fins lucrativos que congrega profissionais e empresas interessadas no desenvolvimento da Engenharia Química no Brasil. É filiada à Confederação Interamericana de Engenharia Química. Seu Conselho Superior, Diretoria e Diretoria das Seções Regionais são eleitos pelos associados a cada dois anos.
Mais informações: https://www.abeq.org.br/

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