Post on 08-Nov-2018
BIOFÍSICA
Novas Fronteiras na Engenharia
Maurício PAZINI Brandão, Brig Eng R1, PhDFevereiro de 2012
OBJETIVO
BUSCAR INSPIRAÇÃO NA BIOFÍSICA,
A FIM DE GERAR CENÁRIOS PARA
FUTURAS OPORTUNIDADES NA
ENGENHARIA
• Física e Engenharia
• Caso Inspirado na Natureza
• O Papel do DCTA
• CT&I para a Defesa Nacional
• Possibilidades em Bio e Nanoengenharia
• Perspectivas
• Fechamento
AGENDA
• Física e Engenharia
• Caso Inspirado na Natureza
• O Papel do DCTA
• CT&I para a Defesa Nacional
• Possibilidades em Bio e Nanoengenharia
• Perspectivas
• Fechamento
AGENDA
• Em um dia qualquer dos anos 1950 …
Uma Lenda Iteana
Engenharia Física Bom senso= +
• No dia seguinte …
Engenharia Bom senso Física- =
CICLO DE VIDA DE SISTEMASFases - DCA 400-6
1. Concepção
2. Viabilidade
3. Definição
4. Desenvolvimento/Aquisição
5. Produção
6. Implantação
7. Utilização
8. Revitalização, Modernização ou Melhoria
9. Desativação
Física na Engenharia
• Física e Engenharia
• Caso Inspirado na Natureza
• O Papel do DCTA
• CT&I para a Defesa Nacional
• Possibilidades em Bio e Nanoengenharia
• Perspectivas
• Fechamento
AGENDA
• Física e Engenharia
• Caso Inspirado na Natureza
• O Papel do DCTA
• CT&I para a Defesa Nacional
• Possibilidades em Bio e Nanoengenharia
• Perspectivas
• Fechamento
AGENDA
1. Formação de Recursos Humanos
Especializados
2. Independência Tecnológica
3. Dualidade Civil / Militar
4. Integração de Recursos
5. Uso Pacífico do Espaço Aéreo
Políticas do Setor Aeroespacial
Brasileiro
PODER AEROESPACIAL
AVIAÇÃO MILITAR
AVIAÇÃO CIVIL
INFRAESTRUTURA AEROPORTUÁRIA
INDÚSTRIA AEROESPACIAL
COMPLEXO CIENTÍFICO-TECNOLÓGICO
RECURSOS HUMANOS ESPECIALIZADOS
Foco na Amazônia• Unidades com recursos técnicos para assegurar a
operacionalidade das pistas de pouso e das instalações de proteção ao voo nas situações de vigilância e de combate
Força Aérea Brasileira
Complexo C&T de São José dos Campos• Formar pessoal civil e militar• Desenvolver tecnologia de aplicação dual • Estreitar vínculos com empresas privadas
Substituição aeronaves de combate• Desenvolvimento de um caça nacional
Estratégia Nacional de Defesa
Objetivos Estratégicos
Missão
Ampliar o conhecimento e desenvolver
soluções tecnológicas para fortalecer o Poder
Aeroespacial através do ensino, pesquisa,
desenvolvimento, inovação e serviços técnicos
especializados no Campo Aeroespacial,
contribuindo para a Soberania Nacional e para
o progresso da sociedade brasileira
DiretorGeral
ViceDiretor
ITA IAE IEAv COPACIPEV IFICPOR
AER-SJCLA CLBI GIA-SJ PASJ
SDT
SubdepartamentoTécnico
SDDP
SubdepartamentoDesenv Progr
SDA
Subdepartamento de Administração
Assessoria Superior
Ensino e
Pesquisa
Pesquisa e
Desenvolvimento
Serviços
Tecnológicos
Especializados
Centros de
Lançamento
Formação
Militar
Apoio
Defesa
Espacial
Aeronáutico
EMPREENDIMENTOSDCA 80-2
Ensino &
Pesquisa
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA
Aerodinâmica
Estruturas
Propulsão
Mecânica de
Vôo
Projetos
Eletrônica
Aplicada
Circuitos e
Microondas
Sistemas de
Controle
Telecomuni-
cações
Energia
Projetos
Organização
Tecnologia
Computação
Científica
Engenharia
de Software
Teoria da
Computação
Engenharia
Aeronáutica /
Aeroespacial
Engenharia
Eletrônica
Engenharia
Mecânica -
Aeronáutica
Edificações
Geotecnia
Hidráulica
Transportes
Engenharia
Civil
Aeronáutica
Engenharia de
Computação
ITA - CURSOS DE GRADUAÇÃO
Aerodinâmica,
Propulsão e Energia
Mecânica dos
Sólidos
e Estruturas
Física e Química dos
Materiais Aeroespa-
ciais
Produção
Sistemas Aeroespa-
ciais e Mecatrônica
MP – Embraer
MP – Pilkington
MP – IAE
MP – VSE
Engenharia
Aeronáutica e
Mecânica
Infraestrutura de
Transportes
Transporte Aéreo e
Aeroportos
Engenharia
Eletrônica e
Computação
Engenharia Civil
Aeronáutica Física
Dispositivos e
Sistemas
Eletrônicos
Informática
Microondas e
Optoeletrônica
Sistemas e Controle
Telecomunicações
Física Atômica e
Molecular
Física Nuclear
Física de Plasmas
ITA - CURSOS DE PÓS-GRADUAÇÃO
DEZ RESULTADOS DO DCTA
1. Formação de recursos humanos - ITA
2. Criação da EMBRAER, INPE, CLBI, CLA, CPBV
3. Certificação de aeronaves, sistemas e componentes
4. Sistema de Metrologia Aeroespacial
5. Motores a álcool, a gás, a diesel e híbridos
6. Materiais de aplicação aeroespacial
7. Radar meteorológico - SIVAM
8. Usina de combustível sólido de foguetes
9. Foguetes de sondagem e VLS
10. Urna eletrônica
• Física e Engenharia
• Caso Inspirado na Natureza
• O Papel do DCTA
• CT&I para a Defesa Nacional
• Possibilidades em Bio e Nanoengenharia
• Perspectivas
• Fechamento
AGENDA
• Até o século XIX a Medicina não tinha status de Ciência
• Século XX - clínica e tratamento começam a acompanhar desenvolvimentos laboratoriais
• 1877 - Lord Rayleigh explicita a Física dos Sons
• 1895 - Wilhelm Röentgen descobre os Raios-X
• 1898 - Marie e Pierre Currie descobrem elementos radioativos naturais
• Década de 1940 - desenvolvimento dos primeiros rádio-fármacos
• Década de 1960 - aparecem os primeiros aparelhos de ultrasonografia com scanner
• Década de 1970 - Lord Godfrey Hounsfield desenvolve a tomografia computadorizada (TC)
• Década de 1980 - aparecem as primeiras aplicações de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), desenvolvida por Raymond Damadian
• Farta correlação com o Premio Nobel de Física, Química e Medicina
Física e Engenharia na Medicina
Diagnóstica via Radiações
9 - Sistema real aprovado em missões operacionais
8 - Sistema real completo e qualificado em testes
7 - Protótipo demonstrado em ambiente operacional
6 - Sistema e/ou componente crítico demonstrado
5 - Componente validado em ambiente operacional
4 - Componente e/ou aplicação desenvolvido(a)
3 - Função crítica ou prova-de-conceito demonstrada(o)
2 - Conceito tecnológico e/ou aplicação formulado(a)
1 - Princípios básicos observados e relatados
MATURIDADE TECNOLÓGICA
CIÊNCIA
INOVAÇÃO
INTERESSE
IMEDIATO
LONGO CAMINHO A PERCORRER
9 -
8 -
7 -
6 -
5 -
4 -
3 -
2 -
1 -}}}
Ensino e Pesquisa
Ciência - Universidades
Pesquisa e Desenvolvimento
Tecnologia - Institutos de P&D
Desenvolvimento e Produção
Inovação - Indústrias
SISTEMA DE CT&I DA DEFESA
O Sistema de Ciência e Tecnologia de
Defesa deve atingir o efetivo domínio
dos conhecimentos científicos e
tecnológicos e da capacidade de
inovação, visando cooperar com a
satisfação das necessidades do País
atinentes à Defesa e ao
desenvolvimento nacional.
TECNOLOGIAS CRÍTICASMinistério da Defesa - 2003
1. Fusão de Dados
2. Micro/Nanotecnologia
3. Sistemas de informação
4. Radares de Alta Sensibilidade
5. Ambiente de Sistemas de Armas
6. Materiais de Alta Densidade
Energética
7. Hipervelocidade
8. Potência Pulsada
9. Navegação Automática de Precisão
10. Materiais Compostos
11. Dinâmica de Fluidos Computacional
12. Sensores Ativos e Passivos
13. Fotônica
14. Inteligência de Máquinas e Robótica
15. Controle de Assinaturas
16. Energia Nuclear
17. Sistemas Espaciais
18. Propulsão com Ar Aspirado
19. Materiais e Processos em
Biotecnologia
20. Defesa Química, Biológica e Nuclear
21. Integração de Sistemas
22. Supercondutividade
23. Fontes de Energia Renováveis
• Física e Engenharia
• Caso Inspirado na Natureza
• O Papel do DCTA
• CT&I para a Defesa Nacional
• Possibilidades em Bio e Nanoengenharia
• Perspectivas
• Fechamento
AGENDA
Capacidade de
Sensoriamento
Sistema Imageador
Multiespectral Aerotransportado
7 (0.628µm) 4 (0.541µm) 1 (0.456µm) Canal 48 (9.80 µm)
INSTITUTO DE ESTUDOS AVANÇADOS
Pluma termal da Usina de
Angra dos Reis
Sensores variados (magnéticos, a
fibra óptica, nanoestruturados)
para monitoramento de ambientes
biológicos e externos, ...
ERJ-145
EMBRAER
HANGAR DO CTA
Sistemas para aquisição de Imagem Termal
DIA
NOITE
INSTITUTO DE ESTUDOS AVANÇADOS
Sensores infravermelhos para
imageamento de áreas quentes
(identificação de tumores), ...
INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO
Bomba de Pulso Eletromagnético
Técnicas de tomografia
computadorizada, aplicações de
pulsos de laser e de energia dirigida
em medicina, ...
INSTITUTO DE ESTUDOS AVANÇADOS
Projeto de Chip Optoeletrônico
Tomografia óptica baseada em
laser sintonizável, aplicações de
fotônica em medicina, ...
Aplicações de Materiais
Motor-foguete de Combustível Sólido
INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO
Processamento de materiais
biomédicos com laser - processos de
esterilização, processos de melhoria
de condições superficiais
(aperfeiçoamento de superfície de
corte, lubrificação, dureza
superficial), ...
Blindagem Balística do A-29
Projetil .50 in
INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO
Aplicações de novos materiais
cerâmicos e compósitos em próteses
ortopédicas, sinterização assistida
por laser de peças em três
dimensões - moldes ortopédicos,
ligas com memória de forma, ...
Materiais Absorvedores de
Radiação Eletromagnética
INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO
Banco de dados sobre a influência
de radiações eletromagnéticas em
seres humanos, interferências de
aparelhos de microondas e
celulares, interferência
eletromagnética em marcapassos e
outros atuadores implantados, ...
Simulações
INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO
Simulação de Aerodinâmica e Aeroacústica
Simulação de escoamentos
hemodinâmicos, com obstruções,
válvulas, ...
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AERONÁUTICA
Segurança em Informática
Sistemas de inteligência artificial
(AI) para aplicações em medicina,
aplicações de criptografia e
simulações em medicina, ...
Item Comum:
Sistema de Navegação
e Controle
AVIBRAS
CTEx IPqM
CTA
Projeto VANT
FINEP
VANT
ReconhecimentoAlvo Aéreo
Alto Desempenho
Diretriz VANT - Portaria do Ministério da Defesa
Alvo Aéreo
Baixo CustoVANT
Reconhecimento
VANT – Veículo Aéreo Não-Tripulado
INSTITUTO DE AERONÁUTICA E ESPAÇO
Processamento de imagens em
tempo real - navegação autônoma
para auxílio a portadores de
deficiência visual, micro-robôs
injetáveis, ...
Nanotecnologia
Nanomáquinas para reparos no
interior do corpo humano,
nanomateriais para controle de
tumores cancerígenos, ...
... grupos apostam em
aplicação médica do truque
Folha de São Paulo, 13/05/2010
• Física e Engenharia
• Caso Inspirado na Natureza
• O Papel do DCTA
• CT&I para a Defesa Nacional
• Possibilidades em Bio e Nanoengenharia
• Perspectivas
• Fechamento
AGENDA
TECNOLOGIAS CRÍTICAS
1. Fusão de Dados
2. Micro/Nanotecnologia
3. Sistemas de informação
4. Radares de Alta Sensibilidade
5. Ambiente de Sistemas de Armas
6. Materiais de Alta Densidade
Energética
7. Hipervelocidade
8. Potência Pulsada
9. Navegação Automática de Precisão
10. Materiais Compostos
11. Dinâmica de Fluidos
Computacional
12. Sensores Ativos e Passivos
13. Fotônica
14. Inteligência de Máquinas e
Robótica
15. Controle de Assinaturas
16. Energia Nuclear
17. Sistemas Espaciais
18. Propulsão com Ar Aspirado
19. Materiais e Processos em
Biotecnologia
20. Defesa Química, Biológica e Nuclear
21. Integração de Sistemas
22. Supercondutividade
23. Fontes de Energia Renováveis
• Próteses de quadril
• Próteses endovasculares (stents)
• Placas e parafusos reabsorvíveis
• Materiais dentários: enxertos, membranas, cimentos de vidro, implantes, cerâmicas e instrumental
• Medicina Regenerativa, terapias celulares e engenharia tecidual
• Produtos oftalmológicos
• Engenharia de superfícies e biomateriais
• Nanotecnologia aplicada a doenças crônicodegenerativas
• Têxteis tecnológicos: materiais para proteção pessoal, esporte, lazer, cuidados de saúde e higiene
• Têxteis inteligentes
• Cosméticos
Grandes Temas de Pesquisa
TECNOLOGIAS CRÍTICAS
TECNOLOGIAS CRÍTICAS
CURSO DE ENGENHARIADE NANOTECNOLOGIA
TECNOLOGIAS CRÍTICAS
CURSO DE BIOENGENHARIA
311
248
50
100
150
200
250
Doutores
Mestres
RECURSOS
HUMANOS
• Física e Engenharia
• Caso Inspirado na Natureza
• O Papel do DCTA
• CT&I para a Defesa Nacional
• Possibilidades em Bio e Nanoengenharia
• Perspectivas
• Fechamento
AGENDA