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Publicado em: 18/10/2012

Projeto desenvolve cerâmicas especiais para dispositivo de raios X

Débora Motta

 

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Amostras da cerâmica especial, composta de carbeto de    boro: transparência aos raios X, dureza e resistência

Uma cerâmica especial ganhou uma aplicação médica interessante. Ela será utilizada como peça de um inovador detector a gás de raios X, que dispensa a necessidade de impressão do exame com filmes fotográficos e permite a visualização digital das imagens médicas direto na tela do computador. A pesquisa multidisciplinar, contemplada pela FAPERJ no edital de Apoio às Engenharias, reúne, no Rio, pesquisadores do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), detentor da tecnologia do equipamento a gás de raios X, e do Laboratório de Caracterização de Materiais (LaCaM), da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj) – onde são realizados testes das propriedades químicas e físicas da cerâmica.

 

A cerâmica apresenta características especiais, como alta resistência, dureza e transparência aos raios X, devido à presença de carbeto de boro na sua composição química. Por essas características, o material está sendo testado para a fabricação das janelas localizadas na parte frontal dos detectores a gás de raios X. Trocando em miúdos, o detector seria o aparato em que o paciente se encosta para captar as imagens durante o exame. “Em particular, o carbeto de boro apresenta propriedades óticas adequadas, como material transparente aos raios X”, explica o engenheiro metalúrgico e de materiais José Brant, um dos coordenadores do LaCaM-Uerj, junto com a engenheira Marília Garcia Diniz.

 

Brant compara o detector produzido pelo CBPF com uma caixa fechada com gás dentro. O gás converte os raios X em elétrons que, por sua vez, formam a imagem médica. “Quanto maior a pressão do gás no detector, maior a eficiência de detecção dos raios X. Pelo fato de usar uma cerâmica avançada de elevada dureza, podemos aumentar a pressurização do gás no interior do dispositivo e aumentar a eficiência do detector bidimensional”, resume. O sinal eletrônico do detector forma a imagem médica digital. "É como se estivéssemos substituindo uma câmera fotográfica com filme por uma digital", compara. 

 

 

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Os engenheiros Marília Diniz e José Brant, no LaCaM/Uerj: realização de testes para avaliar a qualidade da cerâmica

“A tecnologia atual usada nos detectores de raios X a gás disponíveis na indústria costuma empregar janelas de berílio, que é um material mais frágil do que o carbeto de boro, e costuma apresentar trincas quando submetido a altas pressões”, diz Brant. “Se há uma maior pressurização do gás, aumenta a eficiência da absorção dos raios X e, consequentemente, da geração de elétrons. Por isso a janela é essencial, para não romper com a pressurização”, justifica. 

 

No LaCaM-Uerj, Brant coordena a análise de diversas características físicas e químicas da cerâmica. “Avaliamos a qualidade da fabricação do carbeto de boro, que é produzido pelo Laboratório de Cerâmicas da Coppe/UFRJ”, conta. “Uma das características que avaliamos é a porosidade do material. A ideia é que a cerâmica produzida só tenha, na pior das hipóteses, 1% de poros, para melhor consolidação do material”, diz.

 

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Detectores a gás de raios X: a cerâmica   se encaixa na janela central do dispositivo

De acordo com Brant, o objetivo do projeto é aperfeiçoar a tecnologia desenvolvida no CBPF, sob a coordenação do engenheiro eletrônico Herman Pessoa Lima Júnior. “Por enquanto, o protótipo do detector de raios X criado na instituição ainda está em fase de testes para um futuro uso comercial. Essa tecnologia já existe fora do Brasil, mas no mercado nacional é uma verdadeira inovação”, diz o engenheiro metalúrgico e de materiais. E conclui: “O uso das janelas de cerâmicas trará melhorias tecnológicas do dispositivo que já existia no CBPF, para torná-lo mais inovador em escala internacional.”

O projeto conta ainda com a colaboração internacional do físico Manoel Lozano, do Centro Nacional de Microeletrônica (CNM), em Barcelona, na Espanha. Lozano coordena o desenvolvimento de um outro dispositivo, gas electron multiplier, com a meta de melhorar a sensibilidade do detector de raios X.