Zé VicenteUna iniciativa destinada a ampliar la cooperación entre universidades y empresas en el campo de la metrología, el área del estudio y la estandarización de pesos y medidas y que brinda el aval de calidad de productos y procesos, comienza a cobrar impulso con la expansión de una red de laboratorios creada en 2013 por el Instituto Nacional de Metrología, Calidad y Tecnología (Inmetro) de Brasil. Un pliego emitido en colaboración con la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Nivel Superior (Capes), con un aporte de tres millones de reales, incorporará este mismo año hasta siete nuevos grupos de investigación a la Red de Laboratorios Asociados del Inmetro para Innovación y Competitividad (Relai). Dicha red, concebida inicialmente como un proyecto piloto, está formada por el Laboratorio de Nanoespectroscopia de la Universidad Federal de Minas Gerais (UFMG) y por el Instituto de Materiales Cerámicos de la Universidad de Caxias do Sul (UCS). El resultado del concurso, cuya inscripción se cerró en abril, saldrá divulgado en octubre. Los grupos contemplados podrán utilizar las instalaciones del centro de investigación del Inmetro en Xerém, en Río de Janeiro.
En un comunicado, el físico Carlos Alberto Aragão, director de Innovación y Tecnología del instituto, dijo que la estrategia de la red consiste en fortalecer la articulación entre universidades, instituciones y empresas en investigaciones que comprenden metrología y áreas próximas, tales como ciencia de materiales. Para Idelazil Cristina Nobre Silva, coordinadora general de programas estratégicos de la dirección de programas y becas de la Capes, es también necesario ampliar la formación de recursos humanos y aumentar el compromiso de los investigadores en proyectos innovadores. “Asimismo, la expansión de la red constituye una oportunidad de compartir costos y disminuir el riesgo tecnológico de la innovación”, dice Idelazil. Uno de los requisitos para formar parte de la Relai es que el laboratorio concrete colaboraciones con el sector productivo.
Nanometrología
Uno de los brazos de la red, el Laboratorio de Nanoespectroscopía (LabNS) de la UFMG, colabora con un grupo del sector de minería para resolver el problema de la posible contaminación del aire durante el proceso de extracción mineral. El proyecto, explica el físico Ado Jorio, uno de los coordinadores del laboratorio, apunta a desarrollar toda la metodología destinada a medir la cantidad de nanopartículas presentes en el aire e identificar cuáles son producidas por la contaminación generada por la minería. “Pretendemos avanzar en el área de nanometrología, que es la nanotecnología orientada a las mediciones. Junto con el Inmetro, podemos contribuir en el desarrollo industrial generando nuevos procesos”, dice Jorio. Una de las áreas de interés de su grupo es la aplicación de una técnica conocida como espectroscopia Raman en la identificación de propiedades de nanotubos de carbono. Este abordaje abrió camino hacia nuevas aplicaciones para los nanotubos y le redituó a Jorio colaboraciones con más de un centenar de grupos en el exterior (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 196).
Zé VicenteOtro proyecto en marcha en el LabNS se orienta al uso de la espectroscopia en el diagnóstico clínico. “Los análisis de sangre se hacen mediante pruebas químicas. Buscamos una forma de análisis utilizando la luz para determinar la composición de elementos fisicoquímicos”, explica Jorio. El investigador y su equipo también intentan aplicar la técnica en la detección de la acumulación de proteínas beta-amiloides, que desempeñan un papel central en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. “Utilizando la óptica, pretendemos diagnosticar precozmente este cuadro clínico”, afirma.
La investigación científica en metrología en Brasil se concentra en institutos de investigación vinculados al gobierno federal. Aparte del Inmetro, forman parte de este sistema el Instituto de Radioprotección y Dosimetría, responsable de la metrología para radiaciones ionizantes (rayos X y gamma), y el Observatorio Nacional de Río de Janeiro, orientado hacia la metrología en tiempo y frecuencia en las áreas de astronomía y geofísica. A veces se establecen asociaciones entre esas instituciones, universidades, centros de investigaciones y empresas, que redundan en la formación de colaboraciones en áreas específicas tales como la Red Brasileña de Metrología Legal y de Calidad y la Red de Metrología Química, ambas creadas recientemente. Una de las experiencias pioneras es la Red Metrológica de Rio Grande do Sul, formada en 1992. Esta iniciativa reúne a laboratorios de ese estado y de Uruguay, aparte de instituciones y empresas de otras partes de Brasil.
La principal dificultad del sector, explica Humberto Siqueira Brandi, director de metrología científica del Inmetro, está relacionada con el costo elevado de mantenimiento de los equipos. “Otro problema es la necesidad de recursos para ampliación de los laboratorios”, explica. Pese a ello, Brandi afirma que las actividades de investigación y desarrollo, iniciadas en 2003 en el Inmetro, han avanzado. En 2002, dice, el instituto contaba tan sólo con dos doctores en su planta; en la actualidad son aproximadamente 250. “El Inmetro tiene ahora laboratorios bastante modernos, como el Centro de Microscopía Electrónica”, dice Brandi.
EDUARDO CESARVálvula (en amarillo) para medir caudal de gas en línea de prueba del laboratorio de metrología del IPT, en São PauloEDUARDO CESAR
Vitrocerámicos
Marcio Ramos, asesor de articulación institucional del Inmetro, explica que los proyectos apoyados por la red no necesariamente deben priorizar con exclusividad las áreas directamente ligadas a la metrología. “Vamos a darle espacio a campos del conocimiento con potencial para aumentar la competitividad de las empresas”, dice. En el Instituto de Materiales Cerámicos de la UCS, por ejemplo, una investigación apunta a desarrollar materiales vitrocerámicos para la industria petroquímica a partir de rocas volcánicas ácidas que se encuentran disponibles a gran escala en Brasil. El proyecto se lleva a cabo en colaboración con una empresa brasileña del sector de la construcción civil, cuyo nombre no ha sido revelado.
“Los vitrocerámicos no constituyen una novedad. Datan de la década de 1950. Pero la producción utilizando este tipo de roca es un campo poco investigado en el mundo”, dice José Vitorio Emiliano, investigador del instituto. “Este material es sumamente resistente a ataques químicos y a la abrasión, y puede utilizarse para revestir tubos utilizados en la industria petroquímica”, añade. En otra iniciativa, el instituto de la UCS encontró otro socio además del Inmetro: el Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), de Alemania. Tanto la institución brasileña como su similar alemana están interesadas en materiales de referencia para la calibración de aparatos utilizados en la evaluación de propiedades termofísicas a temperaturas superiores a los 1.400 grados Celsius. “En la actualidad contamos con materiales de referencia limitados a temperaturas cercanas a los mil grados Celsius”, dice Emiliano.
El desafío de la precisión
La metrología es una de las áreas de investigación más tradicionales del Instituto de Investigaciones Tecnológicas (IPT) de São Paulo. “Este campo del conocimiento es esencial para evaluar, a través de la medición de desempeño, si un nuevo producto o proceso realmente es innovador con relación a una versión anterior. Es uno de los cimientos del desarrollo científico y tecnológico de un país”, evalúa Kazuto Kawakita, director del Centro de Metrología Mecánica, Eléctrica y de Fluidos del IPT. La Institución es pionera en el campo de la metrología en el país.
Uno de los desafíos permanentes del instituto consiste en perfeccionar la confiabilidad en la calibración de equipos metrológicos. Por ejemplo, en la calibración de los medidores de gas que se utilizan para tarifar el gas natural transportado, trasladado y consumido en residencias, industrias y centrales termoeléctricas. En Brasil, explica Kawakita, los aparatos utilizados para medir el gas natural se calibran en laboratorios, en condiciones cercanas a lo ideal y con aire a baja presión. “El problema consiste en que esos medidores trabajan a presiones de operación de gasoductos, que son mucho mayores”, explica. La diferencia entre las condiciones ideales y reales puede provocar desempeños metrológicos diferentes del medidor, generando errores de medición y, por consiguiente, pérdidas económicas. “Alguien puede estar perdiendo mucho dinero con esto”, afirma. En el exterior, ya existen normas y reglamentos que abordan esta cuestión.
Una colaboración entre el IPT, la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), un fabricante de medidores de Itu (São Pulo) cuyo nombre no es revelado y compañías interesadas en la tecnología, entre ellas Petrobras y Comgás, apunta a crear un prototipo de un nuevo medidor de gas y un circuito de pruebas especial para realizar calibraciones con gas a alta presión. “En lugar del gas natural, utilizaremos CO2, que aun a una presión más baja logra simular las condiciones presentes en la operación de un gasoducto a una presión más elevada”, comenta Kawakita.
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