{"id":66520,"date":"2018-07-20T12:26:02","date_gmt":"2018-07-20T12:26:02","guid":{"rendered":"https:\/\/cnpem.br\/salto-para-um-brilho-maior\/"},"modified":"2018-07-20T12:26:02","modified_gmt":"2018-07-20T12:26:02","slug":"salto-para-um-brilho-maior","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/salto-para-um-brilho-maior\/","title":{"rendered":"Salto para um brilho maior"},"content":{"rendered":"

Pesquisa Fapesp<\/a>, 13\/07\/2018<\/em><\/p>\n

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Eram quase 6 da tarde da quinta-feira, 17 de maio, quando o engenheiro eletricista Sergio Marques aproveitou para esticar as pernas e buscar energia em mais uma x\u00edcara de caf\u00e9. Em seguida, ele retomaria as medi\u00e7\u00f5es que sua equipe vinha fazendo desde o in\u00edcio da semana, \u00e0s vezes por 24 horas a fio, com o grupo da f\u00edsica brasileira Liu Lin. Marques e Liu s\u00e3o pesquisadores do Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS), em Campinas, interior de S\u00e3o Paulo, e testavam os componentes de um acelerador linear de el\u00e9trons comprado por US$ 6 milh\u00f5es do Instituto de F\u00edsica Aplicada de Xangai, na China. Instalado nas semanas anteriores em um t\u00fanel de 32 metros blindado com paredes de concreto, o aparelho impulsiona a cada meio segundo pacotes microsc\u00f3picos de trilh\u00f5es dessas part\u00edculas de carga el\u00e9trica negativa a velocidades pr\u00f3ximas \u00e0 da luz. Ele alimentar\u00e1 o maior, mais complexo e vers\u00e1til instrumento de pesquisa j\u00e1 constru\u00eddo no pa\u00eds: o Sirius, uma fonte de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o produtora de radia\u00e7\u00e3o s\u00edncrotron, um tipo especial de luz que permite investigar a estrutura da mat\u00e9ria na escala dos \u00e1tomos e das mol\u00e9culas.<\/div>\n
O Sirius est\u00e1 em constru\u00e7\u00e3o desde 2014 no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), a 15 quil\u00f4metros de Campinas, e deve estar pronto para um teste inicial at\u00e9 o final deste ano, caso as verbas solicitadas meses atr\u00e1s ao governo federal e por ele aprovadas sejam liberadas logo. A nova fonte de luz s\u00edncrotron \u00e9 um acelerador de part\u00edculas composto de tr\u00eas partes, montado em um edif\u00edcio de 68 mil metros quadrados que deve permanecer o mais isolado poss\u00edvel de altera\u00e7\u00f5es de temperatura e vibra\u00e7\u00f5es do exterior \u2013 at\u00e9 das geradas pelo tr\u00e1fego de caminh\u00f5es da rodovia que liga Campinas a Mogi-Mirim e passa a 2 quil\u00f4metros dali.<\/div>\n
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Detalhe de um ondulador, conjunto de magnetos que faz os el\u00e9trons serpentearem no interior do anel de armazenamento e liberar energia na forma de luz s\u00edncrotronImagem: L\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/p>\n<\/div>\n

Projetado pelas equipes do LNLS, o Sirius substituir\u00e1 o UVX, a primeira fonte de luz s\u00edncrotron do hemisf\u00e9rio Sul, constru\u00edda nos anos 1990 e hoje n\u00e3o mais competitiva. Cerca de 90% de suas pe\u00e7as foram desenvolvidas nas oficinas do LNLS ou desenhadas ali e produzidas por empresas brasileiras de alta tecnologia. O acelerador linear \u00e9 exce\u00e7\u00e3o. \u201cPor quest\u00e3o de prazo, encomendamos uma m\u00e1quina com especifica\u00e7\u00f5es de alt\u00edssimo n\u00edvel para os pesquisadores que haviam conclu\u00eddo em Xangai uma fonte de luz de terceira gera\u00e7\u00e3o, uma anterior \u00e0 do Sirius, e nos ofereceram informa\u00e7\u00f5es sobre quase todas as partes do acelerador\u201d, explica Marques, que come\u00e7ou a trabalhar no UVX em 1997, aos 16 anos, e lidera o grupo de diagn\u00f3stico do LNLS, que monitora o feixe de el\u00e9trons e a qualidade da luz s\u00edncrotron que chega \u00e0s esta\u00e7\u00f5es experimentais.<\/p>\n

Quando estiver em plena atividade, o Sirius ser\u00e1, ainda que por um tempo limitado, a fonte de luz s\u00edncrotron mais avan\u00e7ada do mundo e tamb\u00e9m a com maior brilho na faixa dos raios X em sua classe de energia (ver reportagem<\/em><\/a>).\u00a0De modo simplificado, isso significa que o acelerador permitir\u00e1 extrair dos el\u00e9trons viajando a quase 300 mil quil\u00f4metros por segundo feixes muito concentrados de uma luz que penetra profundamente at\u00e9 em materiais densos, como rochas, e permite produzir imagens n\u00edtidas de pontos distantes entre si poucos nan\u00f4metros (milion\u00e9simos do mil\u00edmetro). Seu brilho intenso deve diminuir de horas para segundos o tempo para obter as imagens das amostras, algo importante no estudo de materiais biol\u00f3gicos, que se degradam rapidamente. A redu\u00e7\u00e3o do tempo para produzir cada imagem deve permitir obter um n\u00famero maior delas por segundo e reconstituir o movimento de fen\u00f4menos muito r\u00e1pidos do mundo dos \u00e1tomos e das mol\u00e9culas, como a intera\u00e7\u00e3o entre dois compostos ou a movimenta\u00e7\u00e3o de \u00edons na carga e descarga de baterias.<\/p>\n

O poder de resolu\u00e7\u00e3o do Sirius ser\u00e1 superior ao das fontes de luz s\u00edncrotron de terceira gera\u00e7\u00e3o, como a m\u00e1quina atual do European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), na Fran\u00e7a, onde a pesquisadora israelense Ada Yonath realizou parte dos experimentos que definiram a estrutura tridimensional do ribossomo, organela produtora de prote\u00ednas nas c\u00e9lulas, e lhe renderam o Nobel de Qu\u00edmica de 2009. As imagens do Sirius tamb\u00e9m dever\u00e3o alcan\u00e7ar resolu\u00e7\u00e3o mil vezes superior \u00e0 do UVX, uma fonte de segunda gera\u00e7\u00e3o que, mesmo defasada, permitiu \u00e0 equipe do f\u00edsico Glaucius Oliva, professor da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP) em S\u00e3o Carlos, identificar a estrutura tridimensional da prote\u00edna NS5, essencial para a reprodu\u00e7\u00e3o do v\u00edrus zika (ver\u00a0<\/em>Pesquisa FAPESP\u00a0n\u00ba 254<\/em><\/a>).<\/p>\n

Com a nova m\u00e1quina de Campinas, espera-se ir al\u00e9m e identificar a estrutura tridimensional de prote\u00ednas maiores e mais complexas, de interesse da biologia e da ind\u00fastria de f\u00e1rmacos, al\u00e9m de estudar materiais de interesse da ind\u00fastria. \u201cO Sirius est\u00e1 muito pr\u00f3ximo do limite daquilo que a engenharia permite construir e ser\u00e1 capaz de produzir ci\u00eancia competitiva internacionalmente por, ao menos, uma d\u00e9cada\u201d, afirma o f\u00edsico Ant\u00f4nio Jos\u00e9 Roque da Silva, diretor do LNLS e do projeto do Sirius. Professor da USP e especialista em modelagem matem\u00e1tica de materiais na escala at\u00f4mica, Jos\u00e9 Roque chegou ao LNLS em 2009 com duas miss\u00f5es: aprimorar o UVX, que, envelhecido, come\u00e7ava a perder usu\u00e1rios e especialistas para institui\u00e7\u00f5es no exterior, e levar adiante o projeto de construir seu substituto \u2013 o nome Sirius surgiria mais tarde, emprestado da estrela mais brilhante do c\u00e9u noturno.<\/p>\n

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Imagem a\u00e9rea do pr\u00e9dio do Sirius, feita em meados de junhoImagem: Renan Picoreti \u2013 Divulga\u00e7\u00e3o LNLS \/ CNPEM<\/span><\/p>\n<\/div>\n

De in\u00edcio, Jos\u00e9 Roque buscou a ajuda de dois antigos colaboradores do LNLS: o engenheiro civil Antonio Ricardo Droher Rodrigues, um dos tr\u00eas brasileiros que lideraram a constru\u00e7\u00e3o do UVX de 1987 a 1997, e do f\u00edsico franc\u00eas Yves Petroff, que dirigiu laborat\u00f3rios de luz s\u00edncrotron na Fran\u00e7a e participou do projeto da primeira fonte brasileira. \u201cO UVX n\u00e3o tinha mais capacidade de competir e optamos por aprimorar nichos nos quais poder\u00edamos produzir trabalhos relevantes, com o uso de radia\u00e7\u00e3o infravermelha e ultravioleta\u201d, conta Jos\u00e9 Roque. Ao mesmo tempo, o trio aperfei\u00e7oou o projeto de uma fonte de terceira gera\u00e7\u00e3o elaborado pela equipe do f\u00edsico Jos\u00e9 Ant\u00f4nio Brum, que dirigiu a Associa\u00e7\u00e3o Brasileira de Tecnologia de Luz S\u00edncrotron (ABTLuS), atual CNPEM, de 2001 a 2009. Tr\u00eas anos mais tarde, com um projeto maduro em m\u00e3os, Jos\u00e9 Roque e sua equipe o submeteram a um comit\u00ea cient\u00edfico internacional.<\/p>\n

No relat\u00f3rio final, os membros do comit\u00ea afirmaram que o desenho da nova fonte era excelente para os padr\u00f5es da \u00e9poca, mas recomendaram que se buscasse o n\u00edvel de brilho que vigoraria no futuro. \u201cN\u00e3o havia m\u00e1quina com as caracter\u00edsticas sugeridas por eles em funcionamento no mundo\u201d, lembrou Jos\u00e9 Roque na manh\u00e3 de 17 de maio, em sua sala no LNLS. \u201cEra a chance de sairmos e nos mantermos por um per\u00edodo \u00e0 frente dos Estados Unidos, do Jap\u00e3o e de pa\u00edses da Europa.\u201d<\/p>\n

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Estrutura tridimensional da prote\u00edna NS5 do v\u00edrus zika, definida \u00e1tomo a \u00e1tomoImagem: Glaucius Oliva \/ IFSC-USP<\/span><\/p>\n<\/div>\n

As equipes do LNLS voltaram \u00e0 mesa de projetos e retomaram os testes de equipamentos. Respons\u00e1vel pela f\u00edsica de aceleradores no LNLS, Liu Lin e seu grupo redesenharam a rede magn\u00e9tica do Sirius para que o seu brilho superasse o das m\u00e1quinas existentes. Seis meses depois, o comit\u00ea aprovou o novo projeto, or\u00e7ado em US$ 585 milh\u00f5es (na \u00e9poca, R$ 1,3 bilh\u00e3o). Obter financiamento est\u00e1vel era fundamental, mas s\u00f3 parte do problema. \u201cTivemos de conseguir o terreno para a constru\u00e7\u00e3o e definir as caracter\u00edsticas do pr\u00e9dio enquanto redesenh\u00e1vamos a m\u00e1quina e busc\u00e1vamos sa\u00edda para quest\u00f5es tecnol\u00f3gicas\u201d, contou Jos\u00e9 Roque. \u201cHouve momentos em que equilibramos 20 pratos no ar.\u201d<\/p>\n

Os primeiros R$ 9 milh\u00f5es para o pr\u00e9-projeto foram desembolsados em 2009 e 2010 pelo ent\u00e3o Minist\u00e9rio de Ci\u00eancia e Tecnologia (MCT) na gest\u00e3o (2005-2010) do f\u00edsico Sergio Rezende, que conhecera o projeto de Brum em 2008. Mas faltava uma fonte definida dos recursos, que, em um primeiro momento, seriam providos pelo MCT (atual MCTIC, depois de incorporar Inova\u00e7\u00f5es e Telecomunica\u00e7\u00f5es), Banco Nacional de Desenvolvimento Econ\u00f4mico e Social (BNDES) e por ag\u00eancias de fomento. Outros dois ocupantes se sucederam \u00e0 frente do minist\u00e9rio e repassaram R$ 77 milh\u00f5es ao projeto at\u00e9 que, em 2014, o engenheiro Cl\u00e9lio Campolina Diniz deu luz verde para o in\u00edcio das obras civis e prop\u00f4s um or\u00e7amento de R$ 240 milh\u00f5es para 2015. No ano seguinte, o Sirius foi inclu\u00eddo na segunda edi\u00e7\u00e3o do Programa de Acelera\u00e7\u00e3o do Crescimento (PAC) e hoje \u00e9 uma das obras do Programa Avan\u00e7ar.<\/p>\n

A oscila\u00e7\u00e3o do d\u00f3lar, a infla\u00e7\u00e3o e os aprimoramentos na fonte de luz e no pr\u00e9dio elevaram o valor do Sirius para R$ 1,8 bilh\u00e3o. \u201c\u00c9 o \u00fanico projeto brasileiro de tais dimens\u00f5es sem atrasos importantes\u201d, afirma o engenheiro eletr\u00f4nico e f\u00edsico Rog\u00e9rio Cezar de Cerqueira Leite, presidente do Conselho Administrativo do CNPEM, organiza\u00e7\u00e3o social vinculada ao MCTIC, gestora do LNLS.<\/p>\n

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O engenheiro Rafael Seraphim realiza teste do sistema de v\u00e1cuo das c\u00e2maras que conduzir\u00e3o os el\u00e9tronsImagem: L\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/p>\n<\/div>\n

Pedro Wongtschowski, engenheiro qu\u00edmico que presidiu o Conselho Administrativo do CNPEM de 2010 a 2015, atribui o cumprimento do cronograma e a pouca altera\u00e7\u00e3o de valores \u00e0 ado\u00e7\u00e3o de um modelo de governan\u00e7a usado em projetos de grande porte pelo setor privado. \u201cA execu\u00e7\u00e3o s\u00f3 come\u00e7ou depois de conclu\u00eddo um projeto executivo detalhado; a contrata\u00e7\u00e3o de obras ocorreu mediante licita\u00e7\u00e3o cuidadosa e foram adquiridos primeiro os equipamentos que exigiam prazo maior para serem entregues\u201d, lembra. \u201cTamb\u00e9m se aproveitou a implanta\u00e7\u00e3o do Sirius para desenvolver componentes com fornecedores nacionais, etapa que contou com o apoio da FAPESP\u201d, conta Wongtschowski, atual presidente do Conselho Administrativo do grupo Ultrapar Participa\u00e7\u00f5es e membro do Conselho Superior da FAPESP.<\/p>\n

Do custo total previsto, R$ 1,16 bilh\u00e3o j\u00e1 foi repassado pelo MCTIC, sendo R$ 760 milh\u00f5es na gest\u00e3o de Gilberto Kassab, conta Cerqueira Leite, que teve atua\u00e7\u00e3o fundamental nos anos 1980 na implanta\u00e7\u00e3o do UVX. Para Cerqueira Leite, o Sirius s\u00f3 sobreviveu \u00e0 retra\u00e7\u00e3o econ\u00f4mica recente porque, aos poucos, o projeto conseguiu envolver, al\u00e9m dos seus idealizadores e da comunidade cient\u00edfica, \u201cautoridades e pol\u00edticos de Bras\u00edlia\u201d.<\/p>\n

\u00c9 uma conclus\u00e3o semelhante \u00e0 que chegaram anos atr\u00e1s dois pesquisadores que analisaram o processo de cria\u00e7\u00e3o e implanta\u00e7\u00e3o do UVX. L\u00e9a Velho, professora do Departamento de Pol\u00edtica Cient\u00edfica e Tecnol\u00f3gica da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), e Osvaldo Frota Pessoa Junior, professor do Departamento de Filosofia da USP, avaliaram os argumentos que motivaram a constru\u00e7\u00e3o do primeiro s\u00edncrotron brasileiro e as negocia\u00e7\u00f5es que permitiram tir\u00e1-lo do papel. Em um artigo de 1998 na revista\u00a0Social Studies of Science<\/em>, afirmaram que o apoio ao projeto veio mais de setores da pol\u00edtica cient\u00edfica do que dos pesquisadores e potenciais usu\u00e1rios. Escreveram ainda que a habilidade pol\u00edtica dos poucos cientistas envolvidos fora crucial para a sua implementa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

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Magnetos quadrupolos, um dos componentes do anel de armazenamentoImagem: L\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/p>\n<\/div>\n

\u201cO Sirius representa uma tentativa de promover um novo salto de qualidade na ci\u00eancia nacional\u201d, analisa o f\u00edsico argentino Aldo Craievich, que, aos 79 anos e aposentado da USP, ainda faz pesquisa usando o UVX. Com o f\u00edsico Cylon Gon\u00e7alves da Silva e Ricardo Rodrigues, Craievich comp\u00f4s o trio que coordenou a constru\u00e7\u00e3o do primeiro s\u00edncrotron nacional.<\/p>\n

O projeto de instalar no pa\u00eds um equipamento para fazer ci\u00eancia em grande escala \u2013 a\u00a0Big Science<\/em>, iniciada nos Estados Unidos na Segunda Guerra Mundial com o projeto da bomba nuclear \u2013 nasceu no Centro Brasileiro de Pesquisas F\u00edsicas (CBPF), no Rio de Janeiro, no in\u00edcio dos anos 1980 com o f\u00edsico Roberto Leal Lobo e Silva Filho. Apoiado por Lynaldo Cavalcanti de Albuquerque, ent\u00e3o presidente do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient\u00edfico e Tecnol\u00f3gico (CNPq), Lobo conduziu o projeto at\u00e9 o in\u00edcio do governo democr\u00e1tico, em 1985. Com a cria\u00e7\u00e3o do MCT, foi substitu\u00eddo por Cylon, que tinha suporte do ministro Renato Archer.<\/p>\n

\u201cQuando se decidiu pela constru\u00e7\u00e3o da primeira fonte de luz s\u00edncrotron, o \u00fanico modelo de funcionamento que fazia sentido era o de um laborat\u00f3rio nacional nos moldes norte-americanos, aberto a usu\u00e1rios de institui\u00e7\u00f5es de pesquisa e de empresas do pa\u00eds e do exterior\u201d, conta Cylon. \u201cA constru\u00e7\u00e3o da m\u00e1quina era mera desculpa para formar pessoas qualificadas para gerar tecnologia no pa\u00eds e capazes de produzir ci\u00eancia na fronteira do conhecimento. Acertamos ao optar por projetar e construir o m\u00e1ximo em casa, o que gerou a\u00a0expertise<\/em>\u00a0usada no Sirius.\u201d<\/p>\n

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Hall em que ser\u00e1 instalada parte das esta\u00e7\u00f5es experimentais do SiriusImagem: L\u00e9o Ramos Chaves<\/span><\/p>\n<\/div>\n

Construir equipamentos para fazer ci\u00eancia em larga escala demanda fluxo cont\u00ednuo de verbas, compet\u00eancia t\u00e9cnica e cient\u00edfica e, quase sempre, gera disputas. Foi assim com o UVX e, em uma escala menor, com o Sirius. Logo ap\u00f3s aprovado o projeto da primeira fonte nacional de luz s\u00edncrotron, a dire\u00e7\u00e3o da Sociedade Brasileira de F\u00edsica publicou um manifesto contr\u00e1rio ao projeto. Afirmava que n\u00e3o havia no pa\u00eds compet\u00eancia t\u00e9cnica para constru\u00ed-lo, que n\u00e3o existiriam usu\u00e1rios e que drenaria os recursos de outras \u00e1reas da ci\u00eancia e tecnologia. \u201cNenhuma dessas previs\u00f5es se concretizou\u201d, recorda Rodrigues, coordenador de aceleradores do Sirius. \u201cConstru\u00edmos a m\u00e1quina, os usu\u00e1rios vieram, hoje s\u00e3o 6,2 mil cadastrados, e o n\u00edvel de financiamento aumentou em todas as \u00e1reas.\u201d<\/p>\n

\u201cInstala\u00e7\u00f5es de grande porte como o Sirius s\u00e3o caras em qualquer lugar do mundo, mas se pagam com o tempo\u201d, afirma Fernanda De Negri, economista do Instituto de Pesquisas Econ\u00f4micas e Aplicadas (Ipea). Seu custo representa 0,05% do or\u00e7amento p\u00fablico brasileiro (a receita do governo), da ordem de R$ 3,5 trilh\u00f5es. \u201cEm muitas \u00e1reas, infraestruturas como essa s\u00e3o necess\u00e1rias para se produzir ci\u00eancia de qualidade, capaz de gerar inova\u00e7\u00e3o e tornar o pa\u00eds economicamente mais competitivo\u201d, diz a pesquisadora, que lan\u00e7ou em junho o livro\u00a0Novos caminhos para a inova\u00e7\u00e3o no Brasil\u00a0<\/em>(Editora Wilson Center), no qual menciona o Sirius como um raro exemplo no pa\u00eds de planejamento cient\u00edfico de longo prazo.<\/p>\n

\u201cDesde o projeto da bomba at\u00f4mica e a miss\u00e3o Apollo, a ci\u00eancia deixou de ser feita s\u00f3 com pequenos investimentos e vis\u00e3o de curto prazo\u201d, observa Glauco Arbix, professor do Departamento de Sociologia da USP. \u201c\u00c9 preciso ter vis\u00e3o de m\u00e9dio e de longo prazos e irrigar o sistema de modo a alimentar laborat\u00f3rios menores e a criar projetos de relev\u00e2ncia cient\u00edfica, econ\u00f4mica e social, capazes de elevar o patamar da ci\u00eancia brasileira e aumentar seu impacto\u201d, defende Arbix, que presidiu de 2011 a 2015 a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), o \u00f3rg\u00e3o de fomento de inova\u00e7\u00e3o federal. \u201cSem isso, o pa\u00eds continuar\u00e1 patinando.\u201d<\/p>\n

Artigo cient\u00edfico<\/strong>
\nVELHO, L. e PESSOA JR., O.\u00a0The decision-making process in the construction of the Synchrotron Light National Laboratory in Brazil<\/a>.\u00a0Social Studies of Science<\/strong>. v. 28, n. 2, p. 195-219. abr. 1998.<\/p>\n

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