A comunidade acadêmica brasileira ganhou, em outubro de 2020, um sofisticado espaço para elaboração de pesquisas em diferentes áreas do conhecimento. Localizado em Campinas (SP), o Sirius é uma das primeiras fontes de luz síncrotron de quarta geração do mundo. O projeto pertence ao Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e é desenvolvido pelo Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS).

“Com mais de 500 m de circunferência, o Sirius é a maior e mais complexa infraestrutura científica já construída no Brasil. Ele ficará abrigado dentro de um edifício de 68 mil m2, construído em uma área de 150 mil m2”, destaca o professor Antonio José Roque, diretor Geral do CNPEM e do Projeto Sirius. O formato predominante circular é resultado da geometria do acelerador principal (onde os elétrons são armazenados e a luz síncrotron é produzida).

“O complexo abrigará três aceleradores de elétrons e as possíveis 40 linhas de luz, seis das quais são consideradas longas, com comprimentos variando de 100 a 150 m. O prédio está entre as obras civis mais sofisticadas já elaboradas e executadas no país, com exigências de estabilidade mecânica e térmica sem precedentes”, detalha Roque, indicando que entre os principais desafios estão os requisitos de nivelamento e planicidade do projeto.

O piso abaixo dos aceleradores é constituído de peça única de concreto armado, com espessura de 90 cm e que consumiu cerca de 70 mil m3 de concreto especial de baixíssima retração, além de 900 toneladas de aço. A tolerância dimensional para essa estrutura era de cerca de 10 mm e as medições realizadas após sua construção atestam o cumprimento de todos os requisitos técnicos de estabilidade, com desvios máximos de cerca de 9 mm.

“Como o feixe de elétrons do Sirius deverá ter dimensões micrométricas (aproximadamente mil vezes menor que um milímetro), a estabilidade nesta região é considerada parâmetro crítico do processo construtivo. Esses cuidados são importantes porque quanto mais concentrado for o feixe de elétrons, melhor e mais brilhante será a luz síncrotron produzida e entregue para os pesquisadores”, explica Roque.

EMPREGO DO EPS

O projeto foi executado pela Racional Engenharia, que optou por utilizar o poliestireno expandido (EPS) em três situações distintas. A solução, fornecida pelo Grupo Isorecort, foi especificada devido ao fato de a obra precisar ser limpa e realizada rapidamente. Foram utilizados os produtos dos tipos 3F, 5F e 8F com resina, sendo que todos tiveram uma aplicação rápida e eficaz.

“Basicamente, os produtos têm uma classificação que vai do 1F ao 8F e se distinguem por meio de suas características de suporte de carga, absorção de umidade, entre outras. A resistência à compressão do EPS é diretamente proporcional à sua densidade, ou seja, quanto maior a densidade, maior a resistência”, explica Denilson Rodrigues, consultor técnico do Grupo Isorecort. As diferenças entre os tipos de EPS são detalhadas na ABNT NBR 11.752 — Materiais celulares de poliestireno para isolamento térmico na construção civil e refrigeração industrial.

O EPS do tipo 5F foi empregado no enchimento de fôrmas das vigas baldrames. “Concorrendo com materiais como areia, solo e entulho, o material foi escolhido devido ao seu fácil manuseio, elevada eficiência e ajuste simplificado, além de colaborar para uma obra limpa e mais rápida”, conta Marco Antônio Nardez, engenheiro de produção do Núcleo de Operações da Racional Engenharia.

No enchimento das fôrmas, a opção pelo 5F se justifica devido à sua alta resistência à compressão, com suporte para 104 KPA. Isso porque havia fluxo de pessoas sobre a estrutura, assim como o peso das ferragens e concreto. “Logo, a deformação deveria ser quase zero”, informa Nardez.

O poliestireno expandido também marcou presença como técnica construtiva para moldes de passagens e furos nas estruturas de concreto, com formatos cilíndricos e retangulares. Empregado no protótipo do túnel de blindagem, o EPS foi retirado logo após a concretagem, formando, assim, um molde macho.

“Para a construção da blindagem definitiva, o EPS foi utilizado nas aberturas com vãos com mais de um metro de largura, tendo apresentado ótimo desempenho na conservação das dimensões exigidas em projeto”, destaca Oscar Vigna, Coordenador das Obras Civis do Sirius.

Por fim, o EPS também foi aplicado nas juntas de dilatação. Presentes em diferentes pontos da obra, os espaçamentos receberam a solução do tipo 3F. “Isso se demonstrou extremamente eficaz, tendo em vista que a exigência da separação entre as duas estruturas era um item crítico do projeto”, completa Oscar Vigna.

“Ter o EPS em uma obra desse porte demonstra a versatilidade do material. Com a evolução da construção civil, cada vez mais são necessárias soluções de ponta. Quando é necessário aliar alta resistência, baixo peso e facilidade no manuseio, o EPS desponta como a principal opção”, analisa Rodrigues.

CUSTO-BENEFÍCIO

A escolha pelo Grupo Isorecort aconteceu após pesquisa realizada junto a diferentes fornecedores de EPS e visita técnica a cada empresa. “Também foi analisada a qualidade dos produtos, capacidade produtiva e prazo de entrega”, diz Nardez. Ao estudar todas as variáveis, optou-se pela empresa que ofereceu o melhor custo-benefício.

LUZ SÍNCROTRON

A luz síncrotron é capaz de desvendar a estrutura molecular e eletrônica de diferentes elementos, possibilitando a compreensão de suas propriedades fundamentais. Para produzi-la é necessário manter elétrons viajando em velocidades próximas à da luz em um acelerador de partículas. Ao terem sua trajetória desviada por campos magnéticos, as partículas emitem esse tipo de radiação.

“O Sirius é planejado para colocar o Brasil na liderança mundial de produção dessa luz e foi projetado para ter o maior brilho dentre todos os equipamentos na sua classe de energia”, afirma Roque, lembrando que o país já possui uma fonte de luz síncrotron em operação há 20 anos. “O LNLS é responsável pela operação da infraestrutura, que até hoje é a única deste tipo em toda a América Latina”, completa.

No entanto, as características da atual máquina em operação no Brasil não permitem a investigação de determinados elementos químicos. “É o caso da importante classe das terras raras, que somente poderão ser efetivamente estudadas com fontes de luz com propriedades como as do Sirius”, informa Roque. Assim, áreas da agricultura, como análises de solo, mapeamento de nutrientes em vegetais ou em estudos sobre contaminação, serão beneficiadas quando o novo equipamento for inaugurado.

“A análise de composições complexas como os solos – formados por combinações sólidas e heterogêneas de compostos orgânicos e inorgânicos, imersos em soluções aquosas e em meio a raízes de plantas – demanda a aplicação e a combinação de diversas técnicas experimentais, o que pode ser feito em um síncrotron de última geração como o Sirius”, complementa Roque.

A alta energia do acelerador permitirá ainda que mesmo os materiais duros e densos sejam analisados em profundidades de até alguns centímetros. Prática fundamental para o estudo de aços e outros metais, além de concreto e de rochas, tendo assim impacto positivo em análises da camada pré-sal.

Outro campo que será beneficiado é o da saúde. As pesquisas feitas com síncrotron são fundamentais para identificação das estruturas tridimensionais de proteínas, permitindo o conhecimento das posições de cada um de seus átomos e suas interações — etapa importante no desenvolvimento de medicamentos.

O Sirius também abrirá possibilidades de desvendar proteínas complexas, ainda não investigadas, que participam na regulação de processos celulares. Elas têm sido alvos importantes no tratamento de alguns cânceres, doenças inflamatórias e diabetes. O acelerador irá acelerar os avanços na análise de órgãos e tecidos. “Imagens obtidas por contraste de fase permitirão a distinção de tecidos biológicos com contraste mil vezes melhor do que o obtido hoje, podendo trazer grandes benefícios no estudo do câncer, por exemplo”, diz Roque.

No futuro, a combinação de técnicas de imagem por luz síncrotron e de cristalografia de proteínas permitirá ter uma visão global dos mecanismos de metabolismo celular, desde o nível atômico até o de tecido, com impacto inédito na área da saúde. “Com o Sirius, o Brasil poderá participar e se tornar um dos líderes desta revolução científica, prevista para as próximas décadas”, finaliza Roque.

Para mais informações e detalhes técnicos, acesse www.isorecort.com.br