Ideias transformadas em realidade

Impressão em três dimensões permite criação de purificador de água que pode ajudar população do sudeste asiático

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Por Paula Barbabela

E se fosse possível imprimir uma roupa em casa? Peças para o seu carro? Ou até uma casa inteira? O que parece coisa de filme de ficção está se tornando realidade e é tudo graças às impressoras 3D. Criadas em 1984 pelo estadunidense Charles Hull, as máquinas substituem os clássicos tinta e papel por materiais chamados de biopolímeros, como os plásticos biodegradáveis e o gesso. Do mesmo que jeito que ocorre com a impressão de documentos possibilita com um clique a fabricação de objetos criados virtualmente. Mesmo existindo há três décadas, a popularização da impressão 3D começou há cerca de dois anos e, hoje, além de comercializado, o equipamento passou a ser construído pelos próprios usuários.

Pedro Rolan Teixeira, aluno de Química da UFSC, estava estudando na Universidade de Sogang, na Coréia do Sul, através do Programa Ciências Sem Fronteiras, quando começou a utilizar a impressora. Na instituição, conhecida por realizar ações sociais em países menos desenvolvidos, Teixeira desenvolveu um purificador portátil de água. O aparelho foi construído para filtrar arsênio das águas subterrâneas de países como o Camboja. Esta contaminação é um problema desde os anos 1970 e pode causar doenças no fígado, rins e músculos cardíacos. O arsênio é uma das dez substâncias químicas mais prejudiciais à saúde pública segundo a Organização Mundial de Saúde (OMS).

O purificador é formado por um material chamado de Acrilonitrilo-butadieno-estireno, ou apenas plástico ABS. Com um tamanho semelhante ao de um Iphone 5, ele é dividido em três camadas. Na primeira, há um conjunto de ferros enferrujados que em contato com o arsênio da água contaminada formam moléculas maiores do que as já existentes. Essas moléculas vão para a segunda camada, onde há uma malha fina. Esse material forma uma rede que impede a penetração desses resíduos para o próximo estágio. O restante de arsênio que não seu uniu ao ferro na primeira etapa, agora encontra uma camada de areia que ajuda a remover as impurezas da água. Em seguida, após passar por mais um filtro, a água sai do purificador pronta para consumo.

O que poderia ter sido apenas uma atividade de aula rendeu a Pedro destaque na imprensa do país e elogios do governo asiático. “O que acontece é que a impressora 3D auxilia na fase de testes. Eu podia experimentar vários tamanhos e modelos diferentes para o purificador, o que não ocorre nas fábricas por causa do preço”, comenta o estudante. Diferente do que acontece com as grandes empresas, Teixeira teve chance de construir protótipos com dimensões e materiais diferentes até chegar ao produto final. O modelo atual tem 15cm de altura por 9cm de diâmetro e, além do ABS, pode ser constituído por materiais baratos, como o PVC.

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O método de impressão em três dimensões possibilitou também a construção de órgãos na Carolina do Norte, nos Estados Unidos. O diretor do Instituto de Medicina Regenerativa da Universidade de Wake Forest Anthony Atala recriou em seu laboratório sete bexigas para pacientes que tinham problemas de má formação. Atala injetou células das próprias bexigas em um molde feito na impressora 3D, formando novos órgãos. Após inseri-los no corpo dos pacientes e constatar que a experiência havia sido bem sucedida, o professor enxergou ali a oportunidade de ajudar pacientes à espera de transplantes. Hoje, Anthony Atala trabalha na construção de rins, formado por tecidos mais complexos. Veja vídeo sobre o assunto. 

Na UFSC, máquinas responsáveis por cortar e soldar peças através de um processo laser foram transformadas por um grupo de alunos e professores em uma impressora 3D. O projeto dos membros do departamento de Engenharia Mecânica é comandado pelo mestrando Claudio Abilio da Silveira e está em fase de testes. “Como a gente não tinha a infraestrutura do laboratório pronta para aplicar um processo laser, nós optamos por outro que pudesse reaproveitar as características da máquina”, conta Claudio. O equipamento sofreu pequenas mudanças devido à semelhança do processo de impressão com o laser. “Nós aproveitamos boa parte dos componentes que estavam no laboratório, mas que não estavam sendo usados”. As peças fabricadas ali vêm sendo utilizadas pelo próprio laboratório e uma delas, inclusive, passou a compor a impressora.

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Mestrando Cláudio Silveira: Reaproveitamento e adaptações de equipamentos com bons resultados.

O material usado pela equipe da UFSC é o poli-ácido-lático (PLA), um plástico de cor verde derivado da fermentação do açúcar. O PLA forma a peça final do processo de impressão, que se inicia com a criação de um modelo virtual do objeto em um programa de desenho. Em seguida, outro software separa esse desenho em camadas, gerando um código final. O código é enviado para um terceiro programa, que comanda a máquina. Nele estão informações como a quantidade de material a ser injetado, as temperaturas a serem atingidas e as movimentações necessárias para se obter o objeto. O tempo de impressão varia conforme o tamanho. Uma peça de xadrez, como a torre, demora cerca de 30 minutos para ficar pronta.

Projeto semelhante está sendo executado pelo Núcleo de Estudos de Manufatura Aditiva (Nema), termo técnico para o processo de impressão 3D, no IFSC – Instituto Federal de Santa Catarina. “Atualmente estamos fabricando peças para pesquisas. Em paralelo, são construídas outras para exibição em eventos internos e externos, alguns protótipos e peças funcionais para necessidades do laboratório e de outros departamentos”, relata Leonardo Santana, que é membro do Núcleo. Diferente da máquina da UFSC, a impressora do Nema pode produzir componentes para todos os cursos da instituição. “Desde que o equipamento seja manipulado por um membro do laboratório”, alerta Leonardo.

“A possibilidade de explorar a sua criatividade e materializar seus desejos”. Para Leonardo Santana, mestrando em Engenharia Mecânica, é isso que uma impressora 3D pode representar para a sociedade. Com aplicações na medicina, moda e educação, o equipamento permite levar a tecnologia para pessoas de diferentes áreas e solucionar os mais diversos problemas. Construir órgãos e ajudar a população de um país inteiro são apenas alguns dos exemplos do que é possível quando, como num passe de mágica, o que está na tela do computador chega ao toque de suas mãos.

Perigo

Apesar de representar grandes avanços para a população, a impressora 3D também pode ser perigosa. Em maio de 2013, vídeos de cidadãos comuns manuseando o que seriam as primeiras armas de fogo impressas chocaram alguns membros da comunidade científica. Produzida pelo estadunidense Cody Wilson, a pistola é composta por 16 peças feitas de plástico ABS. O único componente do objeto que não foi produzido por Wilson é uma barra de aço. Ela foi inserida no projeto para adequar a arma a uma lei dos EUA. A norma proíbe a fabricação de equipamentos que não possam ser percebidos por detectores de metal.

O uso de armas, que assim como essa, não são convencionais, foi abordado no filme Na linha de fogo, de 1993. O longa estrelado por Clint Eastwood e John Malkovich conta a história de um psicopata que tenta assassinar o presidente dos Estados Unidos com uma arma de plástico.

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