História do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron – parte 2. A construção, no Brasil, da fonte de luz síncrotron e de suas primeiras estações experimentais

SBPMat em 06/03/2015

[Suíte da reportagem: História do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron – parte 1. O sonho de uma grande máquina de pesquisa no Brasil e os passos prévios à construção do laboratório.]

Durante a ditadura militar, o sonho de possuir no Brasil uma fonte de luz síncrotron tinha sido abraçado pelo CNPq e por equipes de cientistas que conseguiram transformá-lo em projeto. No final do período, foi criada a figura de Laboratório Nacional de Radiação Síncrotron (LNRS) e foi definida qual seria a cidade que o receberia: a paulista Campinas, sede da Unicamp.

Em 1985, com José Sarney como primeiro Presidente civil do Brasil, e com Renato Archer como ministro do recém-criado Ministério da Ciência e Tecnologia, um grupo de quatro pessoas ligadas ao LNRS realiza uma missão de trabalho de três meses nos Estados Unidos, no Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), que possui uma fonte de luz síncrotron. Ali, a equipe do Brasil trabalha sob supervisão do cientista Helmut Wiedemann, especialista em luz síncrotron. “Nosso objetivo era aprender os rudimentos da teoria e tecnologia envolvidas na construção da nossa fonte de luz síncrotron”, diz Antonio Ricardo Droher Rodrigues, mais conhecido como Ricardo Rodrigues, que fez parte dessa missão.

Entretanto, o governo dá um passo atrás no projeto perante algumas demonstrações de resistência de grupos da comunidade científica: críticas à criação do síncrotron brasileiro e uma proposta de levar o laboratório para o Rio de Janeiro. Renato Archer decide então realizar uma nova avaliação e, em 30 de janeiro de 1986, cria uma comissão assessora, coordenada por Roberto Lobo, a qual emite um parecer favorável para a implantação efetiva do laboratório na cidade de Campinas.

No segundo semestre de 1986, é designada a primeira diretoria do laboratório, com Cylon Gonçalves da Silva (professor do Instituto de Física Gleb Wataghin, IFGW, da Unicamp) no cargo de diretor do laboratório, Aldo Craievich (pesquisador do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, CBPF) como vice-diretor e chefe do departamento científico do laboratório, e Ricardo Rodrigues (professor do Instituto de Física e Química de São Carlos, da USP) como chefe de projeto (coordenador técnico). Trata-se, na verdade, a diretoria de um laboratório que ainda não existe, e ela tem como missão principal, justamente, a implantação do LNLS.

Da sala à casa, da casa ao galpão, e do galpão ao campus

A equipe trabalha numa sala emprestada no prédio da Reitoria da Unicamp até o final do ano. No primeiro semestre de 1987, muda-se para uma casa alugada, de quatro quartos, localizada no bairro campineiro Chácara Primavera. Nesse momento, o laboratório já tem seu nome definitivo, Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), e a equipe de trabalho é formada pelos membros da Diretoria, mais o professor do IFGW Daniel Wisnivesky e cerca de seis outros colaboradores.

“Inicialmente os membros da equipe recebiam como autônomos!”, conta Ricardo Rodrigues. “Esta situação trabalhista foi “regularizada”, inicialmente, por uma abertura de 35 vagas do CNPq e, para continuar o crescimento necessário, por meio de um convênio assinado entre o CNPq e a Fundação da Universidade de Campinas para o projeto e construção do acelerador linear (LINAC), injetor do futuro síncrotron brasileiro”, completa. Os impedimentos legais ou burocráticos para contratar pessoas só encontrarão melhor solução a partir de 1998, com a sanção da lei n°9.637, que criará a figura das organizações sociais (pessoas jurídicas privadas, sem fins lucrativos, dedicadas ao ensino, pesquisa científica, desenvolvimento tecnológico, proteção e preservação do meio ambiente, cultura e saúde). “A instituição das organizações sociais é fruto de um trabalho hercúleo do Cylon”, diz Ricardo Rodrigues.

Em julho de 1987, a equipe de trabalho, que já conta com cerca de 40 pessoas, se muda para o bairro campineiro de Fazenda Santa Cândida, ocupando um galpão de 1.800 m2 que tinha sido comprado pelo CNPq e reformado durante o primeiro semestre.  No final do ano, o grupo tem umas 50 pessoas. “Os primeiros membros eram, na maioria, físicos recém-graduados que “aprenderam fazendo” todo o conhecimento necessário”, conta Ricardo Rodrigues.

Em 1990, o governo do Estado de São Paulo compra e cede ao LNLS um terreno de aproximadamente 500 x 800m2 (o campus) no bairro Guará, distrito de Barão Geraldo, para sua instalação definitiva. Em 1992, a equipe do LNLS deixa o barracão de Santa Cândida e ocupa os novos prédios do campus, sede definitiva do LNLS.

Mãos (e cérebros) à obra!

Entre 1987 e 1997, a equipe do LNLS, que chega a contar com 70 pessoas, trabalha diariamente na construção da fonte de luz síncrotron, cujo projeto prevê um acelerador linear ou LINAC e um acelerador circular conhecido como anel de armazenamento, além de uma série de linhas de luz ou estações experimentais (os laboratórios em volta do anel nos quais os usuários utilizam a radiação para estudar a matéria por meio de diversos instrumentos científicos ). “Ao longo de todos aqueles anos, quase que diariamente, víamos os problemas técnicos cedendo ao nosso ataque em equipe”, diz Ricardo Rodrigues, que conduziu a construção da fonte enquanto Aldo Craievich liderava a construção das primeiras sete linhas de luz e desenvolvia um extenso programa de cursos, escolas e oficinas visando à formação de novos usuários de luz síncrotron.

O primeiro componente da fonte que fica pronto, no final de 1989, é um LINAC capaz de acelerar os elétrons até uma energia de 50 a 60 milhões de elétrons-volt (MeV). Esse acelerador linear fará parte, mais adiante, do LINAC definitivo, de 18 m de comprimento e 120 MeV .

Ainda em 1989, é elaborado o projeto do acelerador circular, que, na verdade, não é um círculo e sim é um polígono de 93 metros de comprimento. O projeto prevê que o anel acelere os elétrons até uma energia de 1,15 bilhões de elétrons-volt (GeV). Entre 1990 e 1991, ainda no galpão, são construídos os protótipos de componentes desse acelerador circular.

A construção das linhas de luz avança em paralelo. Para financiá-la, são elaboradas solicitações de auxílios a agências de fomento, principalmente FAPESP e CNPq.

A partir de 1992, já na sede definitiva, no campus do bairro Guará, as obras civis avançam, as linhas de luz vão sendo instaladas e os componentes do acelerador circular são produzidos – alguns deles, em série, como os mais de 100 eletroímãs do anel.

Em 1995, começa a montagem do anel e sua conexão com o LINAC de 120 MeV, instalado num túnel subterrâneo.

No mesmo ano, a primeira linha de luz construída no LNLS (toroidal grating monochromator, TGM), é levada ao laboratório de luz síncrotron CAMD, nos Estados Unidos, onde é operada durante dois anos por membros do LNLS. Depois, volta a Campinas para fazer parte do LNLS. Mais um componente desenvolvido no LNLS, um monocromador de raios X, sai do país para ser testado, neste caso no laboratório síncrotron LURE, na França.

Em junho de 1996, a fonte de luz síncrotron está completa, montada e testada, e a equipe do LNLS consegue operá-la em 1,15 GeV. Em outubro desse ano, a luz síncrotron chega por primeira vez a uma estação experimental , a TGM.

Finalmente, em julho de 1997, o LNLS inicia suas atividades de laboratório nacional, contando com uma fonte de luz síncrotron operando a uma energia maior do que a projetada ( 1,37 GeV), sete linhas de luz prontas para o uso, uma organização capaz de manter o laboratório em funcionamento e avaliar por revisão por pares os projetos de pesquisa submetidos e uma comunidade de usuários desejosa de utilizar o laboratório. Só em 1997, 100 projetos são realizados nas estações experimentais do LNLS. 

Um laboratório feito em casa

Em resumo, esse laboratório que trabalha sem parar há 17 anos viabilizando projetos de pesquisa científica e tecnológica da comunidade de Materiais e de outras áreas foi quase totalmente projetado e construído no Brasil, mais precisamente na cidade de Campinas, por uma equipe de cientistas e seus colaboradores, os quais foram superando, com sucesso, os diversos desafios tecnológicos, financeiros, macroeconômicos, legais, burocráticos, humanos, psicológicos e de outros tipos que apareceram ao longo de uma década.

Essa equipe foi além da elaboração do projeto e montagem da grande máquina científica. Seus membros fabricaram a maior parte das peças e componentes do grande laboratório, com exceção de peças de prateleira, como bombas e válvulas.

Ao menos uma parte desse trabalho poderia ter sido feito em colaboração com empresas industriais, mas isso não aconteceu. De acordo com Ricardo Rodrigues, a indústria nacional da época não estava equipada de modo a poder atender as demandas do projeto e não estava interessada em pequenos contratos que exigiam grande trabalho de engenharia. Por outro lado, existiam restrições de importação que dificultavam a participação de empresas estrangeiras. “A economia era bastante fechada em relação às empresas estrangeiras”, diz ele.

Por último, mas não menos importante, os líderes do projeto estavam interessados em treinar uma equipe interna que dominasse toda a tecnologia empregada nos aceleradores para que o LNLS tivesse uma vida longa por meio de aperfeiçoamentos contínuos – os quais têm, de fato, acontecido. O LNLS de 2014 tem componentes que o LNLS de 1997 não possuía, notadamente o acelerador intermediário (booster), um ondulador, dois wigglers e oito novas linhas de luz.

O treinamento da equipe do LNLS consistia, principalmente, no “aprender fazendo”, complementado por visitas de uma ou duas semanas em instituições do exterior análogas ao LNLS. Além disso, desde o início o LNLS contava com um comitê internacional de especialistas que participava de reuniões anuais em Campinas, nas quais a equipe brasileira apresentava os projetos e resultados para que fossem criticados.

Para Yves Petroff, que dirigiu centros de luz síncrotron na Europa, acompanhou a implantação do LNLS e foi seu diretor científico de novembro de 2009 a março de 2013, o “extremamente baixo” orçamento disponível somado ao fato de que quase tudo foi construído no laboratório dilataram a construção da máquina do LNLS, a qual demorou mais tempo do que o usual. “Porém, finalmente, isso foi uma vantagem, já que a equipe técnica adquiriu um conhecimento completo do acelerador. Hoje, se há um problema, ele pode ser consertado rapidamente; a confiabilidade da máquina (97%) está entre as melhores do mundo”, afirma Petroff. De acordo com o físico francês, essa experiência permitiu ao LNLS propor a construção do acelerador SIRIUS, que está sendo liderada por Ricardo Rodrigues. A máquina terá uma energia de 3 GeV e uma emissão de 0,28 nm.rad. “Será uma fantástica oportunidade para a comunidade de Ciência dos Materiais no Brasil e na América Latina”, diz Petroff.

Para saber mais:

– Cylon Gonçalves da Silva. The National Laboratory for Synchrotron Light. The Brazil experience. Disponível em: http://www.slac.stanford.edu/pubs/beamline/26/1/26-1-dasilva.pdf

– Aldo F. Craievich, Ricardo Rodrigues. The Brazilian synchrotron light source. Hyperfine Interactions 113 (1998) 465-475. (Springer)

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BOX 1. Minientrevista com Cylon Gonçalves da Silva, primeiro diretor do LNLS (1986 – 1998).

Boletim da SBPMat: – Foi difícil para a equipe realizar um projeto desse porte, persistindo ao longo de uma década?

Cylon Gonçalves da Silva: – De meu ponto de vista, como responsável geral pelo projeto, a maior dificuldade foi financeiro-orçamentária. É bom lembrar que o LNLS foi construído em um dos piores períodos da história econômica do Brasil. Por anos a fio, com a inflação fora de controle, eu não sabia no começo do mês se haveria recursos para pagar os salários no final do mês. E isto era uma informação que eu tinha de guardar para mim mesmo, para não afetar o moral da equipe. Quanto aos recursos para custeio e investimento, lembro-me de um ano (1992) em que tivemos a fortuna de 800 mil dólares para tocar o projeto. Cada mês era uma luta, vencida com muito esforço, e com a ajuda de amigos do projeto no Conselho Diretor e em Brasília. Algum dia, será necessário registrar estes fatos e seus nomes. Tínhamos, no Congresso, um pequeno número de deputados que apoiavam o projeto, “a bancada do LNLS”. É interessante que ela compreendia todos os matizes do espectro político. O que facilitava (um pouquinho) nossa vida na hora de discutir o orçamento.

Contribuiu para a continuidade do projeto a incapacidade dos três diretores de sincronizar suas depressões. Se tivéssemos um grupo síncrono, o projeto teria falhado. Como os três nunca ficavam deprimidos ao mesmo tempo, os outros dois curavam o terceiro da depressão e o projeto continuava. Sem desprezar a incapacidade de chegarmos a um acordo sobre se primeiro a equipe se suicidaria e depois o diretor geral (como este queria) ou se primeiro o diretor geral se suicidaria e depois a equipe (como queria a equipe).

Com Ricardo na Diretoria Técnica, as dificuldades técnicas pareciam não existir. E com Aldo cuidando da parte científica, não precisava me preocupar. Provavelmente, eles terão outra visão das dificuldades que enfrentaram.

Boletim da SBPMat: – Quais foram, em suas lembranças, os momentos mais emocionantes dessa história?

Cylon Gonçalves da Silva: – O funcionamento do primeiro LINAC de 50 MeV (em dezembro de 1989), aquele que eu chamava do “Grande Projeto de Pós-Graduação” da equipe técnica, foi o primeiro indício de que estávamos no caminho certo e tínhamos reunido a equipe certa. As dificuldades de importar qualquer coisa eram imensas naquela época e havia componentes, como klystrons, que não podíamos fabricar ou adquirir no Brasil. Iniciamos a fabricação das estruturas aceleradoras, mas apareceu uma oportunidade de adquiri-las da China e encurtamos o caminho. Para as importações, até 1990, a ajuda do CERN foi decisiva. Mas, isto é outra história.

Os painéis internacionais de revisão do projeto mostraram, em poucos anos, o incrível crescimento profissional da jovem equipe. Especialmente no segundo painel, quando os jovens da equipe técnica começaram a falar com os grandes especialistas de aceleradores que trazíamos como colegas e não como estudantes.

Para mim, a construção do LNLS foi acima de tudo uma desculpa para formar profissionais de qualidade. O sucesso que tivemos está mais do que demonstrado pelo número de membros da nossa equipe que (infelizmente) emigraram e hoje ocupam posições de destaque em grandes laboratórios no exterior. É por esta razão que considero o Sirius um projeto importantíssimo também, pela oportunidade de formar técnicos e engenheiros de primeira linha. Não apenas para trabalhar no Laboratório, mas para contribuir na indústria e com a criação de empresas para a elevação do patamar tecnológico do Brasil. E para não se perder o que se alcançou com os primeiros passos dados pelo LNLS.

Apesar de todos os momentos difíceis que vivemos, que não foram poucos, de uma coisa nunca tive dúvida. De que se persistíssemos, o projeto chegaria a bom termo. O grande ceticismo que cercava nossa empreitada, pela maioria da comunidade científica, foi um bom estímulo para que prosseguíssemos. Sem querer e sem saber, até a oposição ajudou a concretizar o LNLS. As primeiras injeções e armazenamento de elétrons no anel e a visão da primeira luz síncrotron foram o coroamento emocionante desta certeza. Marcaram o ingresso do Brasil no grupo de países capazes de projetar e construir aceleradores de partículas de grande porte.

A linha de luz operando no CAMD (Louisiana, EUA), uma exportação (temporária) do primeiro instrumento científico complexo do projeto, construído no Brasil, mostrou para nossa equipe e a comunidade internacional que não era apenas a construção do anel que avançava com qualidade, mas também o projeto e construção dos instrumentos necessários para utilizá-lo. Graças a esta operação, parte da equipe técnica começou a se familiarizar com as dificuldades envolvidas na vida real de um instrumento conectado a uma fonte de luz síncrotron, mesmo antes que tivéssemos a nossa própria.

A transformação em Organização Social (1998), depois de uma longa batalha, com a criação de um novo modelo institucional para a Ciência no Brasil, foi outro momento emocionante para mim. Talvez, a mais importante das contribuições que eu possa ter dado ao projeto. Aqui é preciso agradecer à ex-Deputada Federal Irma Passoni (PT-SP) por ter me levado para conhecer o Dr. Aloysio Campos da Paz (falecido em 2014) do Hospital Sarah de Brasília. Foi a partir da longa conversa com ele que concebi o modelo institucional que me levou a formular a proposta do Contrato de Gestão, muito antes do Ministro Bresser Pereira levantar a bandeira da Reforma do Estado (abandonada cedo demais, isto é certo). Esta é outra história que mereceria ser contada um dia.

Do ponto de vista pessoal, fiquei emocionado com a concessão do título de Pesquisador Emérito do LNLS quando deixei o Laboratório, o qual me dava o direito de manter uma sala e um vínculo com o Laboratório que havia ajudado a criar. Sempre imaginei voltar um dia a conviver com aquele ambiente extraordinário de pesquisa científica e tecnológica, acompanhando o trabalho e o entusiasmo de jovens pesquisadores, ainda que como mero espectador nas arquibancadas. Lamento que, anos mais tarde, tenha tido de devolver este título em circunstâncias muito desagradáveis. Não ter sido convidado para a visita que o então Ministro Raupp fez ao LNLS para a celebração dos 25 anos do Laboratório, nem para o lançamento da pedra fundamental do Sirius, se explica, sem dúvida, pelo fato de que, quando o CNPq me concedeu o título de Pesquisador Emérito, a comunicação a mim endereçada no LNLS foi devolvida com a observação “Destinatário desconhecido, devolver ao remetente”.  Sic transit gloria mundi.

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BOX 2. Minientrevista com Ricardo Rodrigues, coordenador técnico da implantação do LNLS e líder do projeto SIRIUS desde 2009.

Boletim da SBPMat: – Quais foram, em sua opinião, os principais desafios enfrentados durante a construção do LNLS?

Ricardo Rodrigues: – Como coordenador técnico, foi aceitar meus próprios erros de avaliação otimista dos prazos para contornar as dificuldades técnicas. Para contrapor essas frustrações sempre podíamos transferir a culpa para a desorganização do nosso País, onde projetos são aprovados, mas sem compromisso dos Governos. Esta era e continua sendo a grande dificuldade de qualquer projeto desse tipo. Neste aspecto tivemos a sorte de ter uma Direção Geral inteligente e apta para as extenuantes negociações necessárias para manter um ritmo razoável nas liberações de recursos. A falta de comprometimento dos governos com os projetos oficialmente aprovados induz à falta de foco na sua execução já que a demora na liberação de recursos financeiros permite que os projetos sejam continuamente revisados.

Boletim da SBPMat: – Foi difícil para a equipe realizar um projeto desse porte, persistindo ao longo de uma década?

Ricardo Rodrigues: – Não. As pessoas que se envolveram no Projeto estavam procurando grandes desafios tecnológicos. Sempre houve uma infraestrutura técnica adequada e em funcionamento de modo que, em tempos de pouco dinheiro, era possível testar novas ideias ou aperfeiçoar soluções técnicas com poucos recursos. Quase tudo podia ser feito “em casa”. Para jovens entusiastas de ciência e tecnologia isto é muito importante já que traz agilidade ao processo. Outro aspecto é a participação de todos nas decisões técnicas. Todos sentiam uma grande responsabilidade pelos resultados e grande orgulho pelos acertos.

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