O Centro de Ciências e Tecnologias Nucleares, C2TN, é uma unidade de investigação relativamente recente, criada em 2013 no Campus Tecnológico e Nuclear do Instituto Superior Técnico. O C2TN tem uma estratégia muito bem definida que incide em investigação fundamental e aplicada, formação avançada, atividades de divulgação de âmbito científico e tecnológico nas ciências e tecnologias nucleares, assim como na prestação de serviços especializados para a comunidade.  É um Centro de referência ao nível nacional e internacional cujas atividades de forte impacto societal se concentram nas temáticas das Ciências da Vida e da Saúde, Proteção Radiológica, Ciências da Terra, Ambiente e Património Cultural e Materiais Avançados.

A Revista Pontos de Vista visitou uma amostra dos laboratórios que fazem parte do C2TN. Através da voz de investigadores do Centro passemos, portanto, à apresentação de alguns dos laboratórios de cada área de intervenção. E deixamos uma questão: Qual o contributo direto das atividades do C2TN quer para a ciência quer para a sociedade?

“O ALFABETO DAS RADIAÇÕES”

Pedro Vaz, Presidente da Comissão Executiva, fez uma visita guiada à equipa da Revista Pontos de Vista a alguns do vasto número de laboratórios deste Centro. No caminho passámos pelo edifício que alberga o único Reator Português de Investigação, construído exclusivamente para fins de investigação científica em 1961, na origem deste Campus.

Pedro Vaz começa por explicar que, sendo este Centro pluridisciplinar, estão presentes biólogos, físicos, químicos, geólogos e engenheiros entre os 150 investigadores, técnicos e estudantes de Doutoramento e de Mestrado que aqui trabalham.

De entre as unidades de investigação do Instituto Superior Técnico, o C2TN é a que dispõe de um conjunto único de competências, infraestruturas e equipamentos, para aplicação das radiações ionizantes e técnicas nucleares.

Existem interfaces impactantes com instituições de vários sectores económicos e sociais, incluindo hospitais, empresas dos sectores da saúde, agro-alimentar, arqueologia e património cultural, associações, câmaras municipais e museus. Assim sendo, para além de uma unidade de investigação, o C2TN é um prestador de serviços em vários sectores da sociedade, estando envolvido em ações de educação, treino e formação avançada.

Da medicina à eletrónica, as aplicações das radiações e das técnicas nucleares são inúmeras… daí o lema “Radiações ao serviço da Sociedade e da Ciência”.

Dulce Belo, Vogal da Comissão Executiva do C2TN, vai mais longe e afirma: “queremos dar a conhecer à sociedade em geral, a utilidade da investigação que desenvolvemos e desconstruir a imagem do Cientista excêntrico, mostrando que, os que aqui trabalham fazem-no, todos os dias, em prol de uma sociedade melhor”, começa por referir esta investigadora acrescentando que, a participação em Feiras de divulgação científicas, a criação do Blog “O Alfabeto das Radiações” e a presença assídua nas Redes Sociais têm sido uma das apostas fortes desta Comissão Executiva para atingir esse objectivo. Atenta ao que se passa em todo Sistema Científico e Tecnológico Nacional, lamenta a situação generalizada de vínculo laboral precário dos Investigadores mais jovens, acrescentando no entanto que, sensíveis a este problema social, os órgãos de gestão do C2TN têm apoiado os seus investigadores nestas circunstâncias”.

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MATERIAIS AVANÇADOS

Manuel Almeida apresenta-nos os trabalhos realizados em materiais avançados, produzidos e caracterizados através de uma combinação rara de diferentes técnicas nucleares e não-nucleares, quer de preparação, quer de caracterização.

O centro tem a possibilidade de ter muito baixas temperaturas através do único liquefator de hélio do país. O hélio é a substância com o ponto de ebulição mais baixo sendo utilizado em estudos a baixa temperatura ou que envolvam a criação de campos magnéticos intensos.

Capturado em jazidas de gás natural, o hélio é transportado, ainda em estado gasoso, até ao Campus, onde é liquefeito e guardado em recipientes, a –269 °C ou 4,2 K (grau kelvin), uma temperatura muito próxima do zero absoluto (–273,15 °C).  O hélio líquido produzido é direccionado para os diversos laboratórios permitindo, localmente, a realização de experiências combinando condições extremas de baixas temperaturas com campos magnéticos intensos que podem atingir 18 T (tesla) (cerca de 400 mil vezes o valor do campo magnético terrestre).

“Há toda uma série de técnicas de caracterização de materiais e de estudos que só podem ser feitos recorrendo a baixas temperaturas e campos magnéticos altos. Temos uma combinação de baixas temperaturas até 0,3 K, acrescenta o investigador para quem “os apoios para a investigação não são os desejáveis, temos sempre mais ambição, no entanto, temos conseguido manter os trabalhos de investigação com laboratórios únicos no país e equipados com tecnologia de ponta”.

Manuel Almeida mostrou-nos, ainda, três laboratórios: um de propriedades de transporte elétrico; outro dedicado às propriedades magnéticas; e o de Espectroscopia Mössbauer. Nestes últimos são estudados diferentes materiais, desde sintéticos com propriedades magnéticas até amostras naturais. João Carlos Waerenborgh, responsável deste laboratório, dá exemplos dos trabalhos realizados, desde o reaproveitamento das escombreiras das minas, até à deteção da concentração em solos de possíveis metais perigosos para a saúde humana. Explica ainda, que a técnica utilizada para a caracterização mineralógica e geológica dos materiais é a mesma utilizada nas sondas enviadas para Marte. A espectrometria Mössbauer é uma técnica nuclear que tem sido desenvolvida no C2TN no âmbito de aplicações nas áreas dos Materiais e nas Ciências da Terra.

Passemos a um dos laboratórios de magnetómetro, utilizado para o estudo de materiais relevantes para áreas como a computação quântica, os computadores do futuro. Laura Pereira, responsável deste laboratório, fala da combinação rara das medidas a temperaturas ultra-baixas, 0,3 K e sob campo magnético até 7 T. Os materiais aqui caracterizados são relevantes para diferentes áreas, desde materiais avançados para a electrónica, saúde, ambiente e recursos minerais, com potenciais aplicações no quotidiano da sociedade.

No laboratório de criostatos com magnetos, Elsa Lopes fala das medidas aqui feitas de propriedades de transporte eléctrico através da combinação de baixa temperatura até 0,3 K e de campos magnéticos elevados até 18 T permitindo estudar efeitos quânticos nas propriedades e caracterizar materiais com grande potencial de aplicação como os termoelétricos ou os supercondutores.

AMBIENTE E PATRIMÓNIO CULTURAL

Paula Carreira falou-nos da utilização de isótopos ambientais, estáveis e radioativos (trítio e carbono 14 por exemplo), em estudos de hidrologia, bem como da relação com o património cultural e arqueológico. A aplicação de teores em trítio e de carbono-14 (método de datação de sistemas hídricos subterrâneos) permite não apenas conhecer a idade dos recursos, mas mais importante o tempo de renovação dessas reservas. Estas aplicações são extremamente úteis e podem ser utilizadas para o benefício da sociedade, dando uma resposta aplicada a problemas presentes no nosso dia a dia, como o simples facto de onde vem a água potável nas torneiras das nossas casas.

“Aqui temos a capacidade e a tecnologia para estudar e dar respostas práticas a questões relacionadas com o nosso quotidiano e com a proteção dos recursos hídricos”, afirma Paula Carreira.

O uso de isótopos ambientais juntamente com parâmetros geoquímicos permite a identificação da origem da mineralização das águas. Por exemplo, em zonas costeiras distingue-se os processos de intrusão marinha dos de dissolução de minerais evaporíticos, que em casos extremos pode originar a degradação dos recursos hídricos. Salientou ainda que através destas técnicas é possível identificar as fontes poluidoras e os processos responsáveis.

Isabel Dias salientou, em relação à temática do Ambiente e do Património Cultural, que no Laboratório de Datação por Luminescência, de que é responsável, se desenvolvem atividades com grande impacto social. “Somos, inclusive, procurados por diversas entidades particulares e públicas, nacionais e internacionais. E é essa a mensagem que queremos transmitir, que o nosso trabalho é útil para a sociedade”. O laboratório está disponível para as comunidades arqueológica, histórica, geomorfológica e geológica. Este método avalia o tempo que passou desde a última vez que os materiais cristalinos foram expostos à luz ou aquecidos, como por exemplo quando uma peça de cerâmica ou um artefacto arqueológico foi produzido/aquecido. A datação por luminescência combina dosimetria retrospetiva com dosimetria ambiental.

Miguel Reis explica-nos que, nos aceleradores de partículas do Campus, se fazem estudos aplicados e investigação fundamental. Uma das técnicas disponíveis, o PIXE, Particle-induced X-ray Emission, sendo uma técnica de identificação dos elementos químicos presentes num material ou amostra, foi usada para caracterizar amostras de partículas filtradas do ar em estudos de controlo ambiental. Presentemente, no Laboratório de Caracterização e Especiação de Aerossóis, faz-se uso do sistema de PIXE de alta resolução com dispersão em energia (HRHE-PIXE) para desenvolver uma técnica capaz de determinar, de forma eficiente, a natureza dos compostos químicos em que os elementos em suspensão no ar se encontram, porque essa natureza tem uma grande influência na sua toxicidade. Desde 2008 que este sistema é capaz de separar as linhas normalmente sobrepostas e permitir a observação de transições com informação química. Sendo o primeiro sistema de PIXE com estas capacidades a ser instalado a nível mundial, em paralelo com os desenvolvimentos fundamentais a decorrer, tem sido usado em aplicações geológicas e estudos de recursos minerais.

SAÚDE

As atividades nesta área incluem o desenvolvimento e avaliação pré-clínica de compostos radioactivos para aplicações de diagnóstico ou terapia em medicina nuclear. António Paulo explica, em termos práticos, esta atividade. O desenvolvimento destes compostos radioativos, os radiofármacos, tem por objetivo a sua administração a doentes para detetar ou tratar diversas patologias. Quando o radiofármaco se localiza num determinado órgão ou tumor, dependendo do tipo de radioisótopo, a radiação permite a sua visualização ou a sua eliminação (no caso dos tumores). Estamos a falar de desenvolvimento e inovação científicas e tecnológicas com implicações em patologias diversas, nomeadamente, Parkinson, Alzheimer, cancros diversos e doenças cardiovasculares.

O objetivo é desenvolver novos radiofármacos que tenham interesse para aplicações de diagnóstico e de terapia em medicina nuclear personalizada, que é a medicina do futuro. “Combinamos diagnóstico com terapia ajustados a cada paciente. A combinação de valências que temos é única no país”, adianta o investigador.

Com diversos laboratórios dedicados ao estudo de compostos radioativos, no C2TN avaliam-se quais as novas moléculas com potencial para utilização clínica, quer seja para diagnóstico ou terapêutica em medicina nuclear.

Pedro Vaz, fala-nos das actividades que visam assegurar a Qualidade e Segurança dos Cuidados de Saúde envolvendo a utilização das radiações ionizantes em procedimentos médicos, para efeitos de diagnóstico e terapêutica, nas valências Radiodiagnóstico, Procedimentos de Intervenção, em Medicina Nuclear e em Radioterapia. Uma equipa pluridisciplinar estuda os efeitos biológicos das radiações ionizantes (radiobiologia) e as doses em órgãos e tecidos nos procedimentos referidos, para avaliar o risco de cancro e outras doenças induzidas pela radiação ionizante. O objetivo é evitar que utentes e doentes sejam indevidamente expostos a radiações ionizantes, com ênfase em crianças (exposições pediátricas) em exames de Tomografia Computorizada, exames de mamografia para a deteção do cancro da mama e exames de Medicina Nuclear para patologias diversas do foro oncológico, cardiológico e neurodegenerativo (Alzheimer, Parkinson) e doenças renais, entre outras. Aspetos tais como o cálculo de doses no volume dos tumores e em órgãos e tecidos sãos adjacentes, são também alvo de estudo.

TECNOLOGIA DAS RADIAÇÕES IONIZANTES

Visitou-se também a Instalação de Radiações Ionizantes – IRIS e o Laboratório de Ensaios Tecnológicos em Áreas Limpas – LETAL, vocacionados para a investigação e desenvolvimento da aplicação de radiações ionizantes a produtos e materiais diversos.

Na IRIS, o responsável António Falcão mostra o equipamento experimental de irradiação gama e o acelerador LINAC que produz feixes de electrões e raios X. Pedro Santos fala do trabalho em curso que inclui o tratamento e valorização de efluentes, descontaminação de alimentos, inativação de vírus humanos que persistem no ambiente e o processamento de materiais macromoleculares de base polimérica. Explica que o tratamento por irradiação tem vantagens para o ambiente e para a saúde humana face aos tratamentos convencionais, que requerem a adição de compostos químicos ou biológicos que, em regra, são tóxicos e deixam resíduos.

No LETAL é realizada investigação e serviços relacionados com o processamento por radiação ionizante. Nomeadamente na avaliação da carga microbiana e/ou das propriedades físicas e químicas dos produtos, como explica Sandra Cabo Verde, Investigadora na área das Tecnologias de Radiação Ionizante. Realça que esta é uma das áreas em que o C2TN detém competência única no sistema científico nacional e que tem um enorme impacto societal, pois permite abordar questões de Saúde Pública, Segurança Alimentar e Sustentabilidade Ambiental, entre outras.


C2TN em números

 

86 Investigadores doutorados

30 Estudantes de doutoramento

> 30 Estudantes de mestrado e licenciatura

160 Publicações científicas(em revistas da especialidade, média anual)

 Colaboração e/ou parcerias com centenas de instituições nacionais (saúde, indústria, ambiente, agroalimentar, serviços, energia, associações profissionais, municípios, museus, escolas, etc.)

Forte internacionalização com centenas de centros de investigação e universidades à escala global em redes e projetos científicos

Participação frequente em ações de divulgação científica e disseminação de resultados científicos