As áreas de pesquisa na ETH Zurich abrangem barreiras em uma ampla variedade de campos, incluindo biologia celular, administração de medicamentos e planejamento espacial. Abaixo, olhamos exemplos de seis disciplinas diferentes.
Previsão de falha de barragem
Em 2019, o rompimento de uma barragem de rejeitos na mina de minério de ferro de Brumadinho, no Brasil, desencadeou um enorme deslizamento de terra com consequências catastróficas para o meio ambiente e a população local. Por muito tempo, as causas dessa falha da barragem foram um mistério. Afinal, já fazia alguns anos que o lago atrás da barragem não era abastecido com novos rejeitos, como é chamada a lama de resíduos finos do processamento de minério. Eventualmente, no entanto, conseguiram identificar um mecanismo físico e outros fatores que podem explicar a falha da barragem. Seu modelo mostrou como superfícies de deslizamento inicialmente pequenas e insignificantes nos rejeitos se expandiram horizontalmente ao longo do tempo. Como resultado, as camadas de rejeitos começaram a se mover, fazendo com que a barragem entrasse em colapso sob seu peso. Prever falhas desse tipo é impossível com sistemas de monitoramento convencionais. Este novo modelo, portanto, oferece uma adição útil aos procedimentos de avaliação de risco para barragens de rejeitos.
igt.ethz.ch
Este texto apareceu na edição de 24/03 da revista ETH Globe.
Proteção vital
A pele fornece uma barreira essencial, protegendo o corpo contra a perda de água e prevenindo a entrada de alérgenos e patógenos. Lesões ou distúrbios que comprometam a integridade dessa barreira podem, portanto, ter implicações médicas sérias. Lançado em 2016, o Skintegrity é um grande projeto interdisciplinar que busca pesquisas de ponta sobre a pele e distúrbios da pele. Ele reúne especialistas que buscam desenvolver novos métodos para o diagnóstico e tratamento de feridas, inflamações e distúrbios da pele. O Skintegrity também fornece treinamento para cientistas, médicos e engenheiros interessados em aplicar esse novo conhecimento. Originalmente nomeado um projeto emblemático da parceria Hochschulmedizin em 2016, o Skintegrity foi elevado a uma iniciativa nacional de pesquisa em 2020.
skintegridade.ch
Esperança para distúrbios cerebrais
Distúrbios neurológicos como depressão, ansiedade e epilepsia frequentemente têm sua origem em regiões específicas do cérebro. Como regra, tais áreas não podem ser tratadas com métodos não invasivos como medicamentos. Agora, no entanto, o professor da ETH Mehmet Fatih Yanik e sua equipe desenvolveram uma nova técnica que permite a administração direcionada de medicamentos a partes específicas do cérebro. Usando ultrassom focalizado, os medicamentos são transportados para o cérebro, através do sangue, por meio de transportadores biológicos. Uma vez liberados desses transportadores, os medicamentos atravessam a barreira hematoencefálica sem comprometer a defesa vital que ela fornece contra toxinas e patógenos. Este novo método pode levar a um avanço no tratamento de distúrbios neurológicos.
neurotecnologia.ethz.ch
A célula como um computador
No futuro, deve ser possível adaptar células humanas com um programa genético artificial que funcione da mesma forma que um interruptor eletrônico. Células reprogramadas dessa forma poderiam então realizar tarefas biomédicas vitais em nosso corpo – por exemplo, células imunes modificadas poderiam ser aproveitadas para destruir células tumorais. Como as células tumorais têm características genéticas diferentes, tal programa teria que estipular: “Destrua uma célula se ela for do tipo X, Y ou Z.” Em matemática e eletrônica, essa operação é efetuada por meio de uma porta OR. Células programadas dessa forma serão usadas principalmente para diagnósticos e terapias médicas. no Departamento de Ciência e Engenharia de Biossistemas já fez alguns avanços iniciais com células humanas desse tipo em 2021.
bsse.ethz.ch/synbio
Membrana não tóxica
Muitas roupas para atividades ao ar livre apresentam uma membrana respirável e à prova d’água. Ela tem poros minúsculos que são permeáveis às gotículas de vapor produzidas pelo suor, mas não às gotículas muito maiores da chuva. Muitas dessas membranas contêm compostos de flúor perigosos que são prejudiciais à saúde e ao meio ambiente. Para Mario Stucki, esse era um problema que precisava ser resolvido. Enquanto estudava na ETH, ele criou uma membrana ecológica que é livre de compostos de flúor. A inspiração veio durante sua tese de mestrado, que ele concluiu como membro do grupo de pesquisa liderado por Wendelin Stark, Professor de Engenharia de Materiais Funcionais. Ele seguiu essa ideia em seu doutorado e mais tarde como um projeto comercial, que resultou no spin-off da ETH, Dimpora, criado em parceria com Anna Beltzung. Seu desenvolvimento mais recente é uma membrana baseada em óleo de rícino no lugar do petróleo bruto.
dimpora.com
Reduzir a expansão urbana
A construção de novas moradias na Suíça continua a esculpir o campo e a pavimentá-lo com superfícies impermeáveis. Além de aumentar o volume de tráfego, essa expansão urbana crescente também cria barreiras intransponíveis para a vida animal e vegetal. Para chegar a uma abordagem sustentável para o planejamento espacial e paisagístico – não menos importante para o benefício das gerações futuras – é vital encontrar um equilíbrio entre considerações econômicas, ambientais e sociais, os três fatores-chave neste campo. Na ETH Zurich, o Institute for Spatial and Landscape Development agora tem três grupos de pesquisa analisando a interação cada vez mais complexa entre esses aspectos. Uma compreensão mais profunda desse problema ajudará a identificar uma estratégia sustentável para conter a expansão urbana e o tráfego excessivo em áreas construídas.
irl.ethz.ch/de/
pesquisadores
