Investigadores na Marinha Grande já imprimem medicamentos, moldes e até vidro

O Centro para o Desenvolvimento Rápido e Sustentado de Produto (CDRSP), da Universidade de Leiria e Oeste, desenvolve soluções num trabalho conjunto com as empresas para transformar investigação em novos produtos, materiais e processos industriais

Um comprimido pode, no futuro, deixar de ser igual para todos. Na Marinha Grande, há investigadores a trabalhar numa tecnologia que permite “imprimir” medicamentos ajustados a cada doente, escolhendo não apenas a dose, mas também a combinação de princípios ativos e o momento em que cada um é libertado no organismo. “Neste momento, quando se fala em medicamentos, usa-se a ideia ‘one size fits all’, mas daqui a uns anos já não será assim”, explica ao Expresso uma das investigadoras do Centro para o Desenvolvimento Rápido e Sustentado de Produto (CDRSP), da Universidade de Leiria e Oeste.

É essa a ambição do MedPrinter, um projeto que procura ligar o percurso da prescrição à produção personalizada do medicamento, podendo, por exemplo, permitir que um idoso que hoje toma vários comprimidos reúna diferentes princípios ativos numa única formulação, libertados em momentos distintos; e para alguém com dificuldade em engolir, até a forma pode mudar, ‘imprimindo-se’ o medicamento como uma goma. A passagem do laboratório para a farmácia está, contudo, ainda distante, já que será necessário “cumprir os ensaios e as aprovações exigidos pelas autoridades do medicamento”.

A poucos metros dali, a personalização abandona a farmacêutica e começa a seguir os contornos do corpo. Um braço pode ser digitalizado por um scanner 3D, convertido num modelo tridimensional e usado para fabricar uma ortótese feita à medida, numa tecnologia que o centro pretende agora levar mais longe através de uma rede dedicada a este tipo de soluções, incluindo para crianças que nasceram sem uma mão ou alguns dedos. “Uma peça aparentemente simples pode ser suficiente para permitir agarrar um garfo ou andar de bicicleta e mudar completamente a vida das crianças”, notam os investigadores.

À medida que a visita avança, mudam os produtos, as máquinas e as matérias-primas, mas a lógica começa a repetir-se: partir de um problema concreto, perceber se a tecnologia consegue resolvê-lo e, sempre que possível, fazê-lo em articulação com quem terá depois de o aplicar. É também por isso que o CDRSP não está instalado num campus afastado da atividade industrial, mas na própria zona industrial da Marinha Grande, rodeado pelas fábricas com as quais trabalha. “Não estamos na cidade, estamos na zona industrial, a um passo de distância das empresas”, destaca Marcelo Gaspar, subdiretor do centro.

É quando aparecem restos de aço, limalhas e peças que deixaram de ter utilização que essa proximidade se torna especialmente evidente. O problema colocado pela indústria é simples de formular: o que fazer ao metal que sobra? No laboratório, o percurso passa por compactá-lo, fundi-lo, transformá-lo em pequenas barras e, depois, num pó suficientemente fino para voltar a alimentar uma impressora 3D, fazendo nascer uma nova peça a partir de material que, de outra forma, perderia grande parte do valor.

A conta ajuda a perceber o interesse económico. Um quilo de aço em barra pode custar cerca de €2, enquanto o mesmo material, preparado em pó para fabrico aditivo (uma forma de produção camada por camada), pode aproximar-se dos €100. Ao reciclar o metal e transformálo numa matéria-prima apta para impressão 3D, o objetivo não é apenas reduzir desperdício, mas acrescentar valor dentro da própria cadeia industrial. “Estamos a adicionar valor muito grande à indústria”, afirmam os responsáveis.

Quando o molde também sai da Impressora

Na Marinha Grande, falar de impressão 3D de metal não significa, contudo, anunciar o fim dos moldes que há décadas marcam a especialização industrial da região. Para fabricar milhares ou milhões de peças iguais, a moldação por injeção continua a ser incomparavelmente mais rápida, ficando o fabrico aditivo particularmente bem colocado nas fases anteriores à produção em série, quando é necessário imprimir um protótipo, testá-lo, corrigir o desenho e evitar erros antes de avançar para uma ferramenta que pode levar semanas ou meses a desenvolver.

Mas a impressão 3D também pode entrar no próprio molde. No âmbito da Inov.AM, uma das agendas financiadas pelo Plano de Recuperação e Resiliência (PRR), o CDRSP desenvolveu aquilo a que chama um “molde 5G”, usando o fabrico aditivo para retirar aço onde este não é necessário e, sobretudo, para criar canais de refrigeração que acompanham a geometria da peça, em vez de ficarem limitados às perfurações em linha reta dos processos convencionais.

A agenda juntou 73 parceiros, 61 dos quais empresas, obrigando os investigadores a trabalhar com uma diversidade de materiais que vai muito além do metal, passando por plásticos, cerâmicos, compósitos ou vidro. E, em alguns casos, desenvolver o produto revelou-se insuficiente, tendo sido necessário conceber também a própria máquina capaz de o fabricar.

Foi o que aconteceu em trabalhos realizados com a Vista Alegre, onde a impressão 3D de vidro demorou vários anos a afinar por causa da dificuldade em trabalhar o material a temperaturas superiores a mil graus. Na porcelana, algumas das peças produzidas continuam a ser avaliadas para eventual comercialização, enquanto o próprio equipamento já percorreu o caminho entre a investigação e a indústria, com o centro a manter a sua versão experimental, e uma réplica, com melhorias incorporadas, a ser instalada na empresa.

Outras bancadas revelam experiências com resíduos de vidro, pedra, cortiça, madeira ou materiais recolhidos no mar, mas a ideia de fundo é semelhante, procurando perceber se aquilo que perdeu utilidade num processo pode regressar à economia como matéria-prima de outro. Em vez de enumerar cada experiência, basta percorrer o espaço para perceber que a investigação do centro se move frequentemente nesta fronteira entre desperdício, novo material e aplicação industrial.

No entanto, há problemas que chegam à Marinha Grande vindos de fora das fábricas – um deles começa num pinhal. No âmbito da agenda RN21, também apoiada pelo PRR, a equipa desenvolveu um saco fechado para recolha de resina, entretanto submetido a patente, estando cerca de duas mil unidades a ser testadas em diferentes pontos do país. O objetivo é reduzir a contaminação da matéria-prima e perceber se o novo método altera tanto a qualidade da resina como a produtividade da árvore.

A questão tem também uma expressão económica, já que, segundo os investigadores, cerca de 30% dos encargos associados à matéria-prima podem estar ligados à limpeza da resina recolhida, razão pela qual reduzir impurezas logo na extração poderá ter impacto ao longo de toda a cadeia. Em paralelo, a equipa trabalha na reutilização do plástico dos próprios sacos e no aproveitamento de derivados da resina para novas aplicações.

Apenas um quarto dos projetos são absorvidos pelas empresas

Depois de medicamentos personalizados, ortóteses, aço reciclado, moldes, vidro, porcelana e resina, a acumulação de protótipos e equipamentos conduz inevitavelmente à pergunta que acompanha praticamente toda a investigação aplicada: quanto disto chega realmente à indústria?

Os próprios investigadores reconhecem que existe uma distância entre aquilo que se desenvolve num centro de investigação e o que acaba por ser incorporado pelas empresas, estimando que entre 25% e 30% da investigação diretamente quantificável seja absorvida. A conta, ressalvam, está longe de captar toda a transferência de conhecimento, uma vez que parte dela acontece quando engenheiros, técnicos e empresas participam nos mesmos projetos, levando consigo competências e soluções que dificilmente aparecem numa estatística.

Essa passagem faz-se através de projetos em consórcio, serviços contratados diretamente pelas empresas, patentes ou licenciamento de tecnologias, havendo soluções que já foram compradas por pequenas e médias empresas e outras que precisarão ainda de financiamento, certificação ou simplesmente de tempo até encontrarem aplicação comercial.

“O nosso tempo não é o tempo da indústria”, reconhecem os responsáveis. Há tecnologias que não chegam ao mercado, outras que sós ão adotadas vários anos depois e empresas que, tendo começado a colaborar com o centro sem qualquer experiência em fabrico aditivo, acabaram por incorporar essas tecnologias nos seus próprios processos.

Na Marinha Grande, pelo menos, a distância física entre os dois mundos é curta. Depois de atravessar laboratórios onde um medicamento pode ser impresso à medida de um doente, restos de aço regressam ao processo produtivo e um molde tradicional é redesenhado através de fabrico aditivo, basta sair pela porta para encontrar novamente as fábricas. É nessa proximidade, mais do que na quantidade de protótipos acumulados nas bancadas, que o CDRSP procura encurtar a distância entre uma ideia e o momento em que ela começa realmente a produzir valor.