Marcia De Almeida Rizzutto.

Um estudo sistemático e metódico de obras de arte, documentos textuais, ou objetos do patrimônio cultural nos ajuda a compreender os materiais e técnicas empregadas na sua produção e o que aconteceu com ele(s) ao longo do tempo. Interpretar as informações obtidas através das análises científicas, concomitantemente com o conhecimento da sua trajetória, nos permite situar o ?objeto? no contexto de sua própria época, e compreende-lo hoje na sua dimensão material. 
Dentro deste intuito, o presente projeto, que reúne pesquisadores de diferentes museus como: Pinacoteca do Estado de São Paulo, Museu MASP, Museu Paulista, do Museu de Arte Contemporânea e do Instituto de Estudos Brasileiros, têm por objetivo realizar um trabalho interdisciplinar de estudo, caracterização e análises físicas de objetos de seus acervos. O projeto de pesquisa pretende ampliar os estudos para a identificação e o estudo de materiais de pinturas sobre tela de artistas Brasileiros. Focaremos os trabalhos nos artistas: Portinari (Pinacoteca e MAC), Almeida Junior (Pinacoteca), Oscar Pereira (Museu Paulista e Pinacoteca), Victor Meirelles (MASP), DiCavalcanti (MASP, Pinacoteca, MAC, IEB), Anita Malfatti (Pinacoteca), entre outros como Eleonore Koch (MAC), Lasar Segall (Museu Lasar Segall).
Para alcançar estes objetivos, serão utilizadas metodologias físicas como de imageamento com luz visível, luz ultravioleta, reflectografia de infravermelho, luz transmitida, luz rasante e radiografias. Além das técnicas de imagens serão acopladas as análises de caracterização elementar e composicional como ED-XRF, Raman e FTIR. Esta união de metodologias de análises permitirá revelar características dos materiais e do modo de produção desses artistas. Os resultados das análises produzidos neste projeto servirão de subsídio tanto aos historiadores, curadores, conservadores e restauradores para a ampliação do conhecimento sobre a produção de obras de arte dos artistas brasileiros, os processos de criação e os materiais utilizados. Integra ao escopo deste projeto a capacitação de profissionais para atuação nesta área interdisciplinar, permitindo-lhes a compreensão dos princípios, objetivos, vantagens e limitações das técnicas analíticas por imageamento, químicas e atômico-nucleares não-destrutivas envolvidas através da orientação de alunos de iniciação científica, mestrado e doutorado tanto no programa de pós-graduação do IFUSP como do curso de Museologia da USP.

Este projeto envolve a caracterização de bens culturais do ponto de vista de sua composição química, de sua propriedades físicas e de seus processos de degradação, através de métodos analíticos que envolvem metodologias física e químicas. Este projeto de pesquisa está vinculado a linha de pesquisa: Salvaguarda do patrimônio cultural e coleções museológicas. Esta linha de pesquisa é transdisciplinar. Programa de Pós-Graduação Interunidades do Museu de Arqueologia e Etnologia da USP

O presente projeto, que reúne pesquisadores do Instituto de Física, da Escola Politécnica, do Museu Paulista, do Museu de Arqueologia e Etnologia, do Museu de Arte Contemporânea e do Instituto de Estudos Brasileiros, tem por objetivo realizar um trabalho interdisciplinar de estudo, caracterização e analises físicas de segmentos específicos de seus acervos. O projeto de pesquisa pretende formalizar e tornar sistemática a colaboração, que já vem acontecendo, entre os diferentes museus e institutos, para a identificação e o estudo de materiais de pinturas sobre tela, fotografias, impressos, documentos manuscritos e objetos de cerâmica.

Caracterização físico-quimica de bens culturais. Este projeto envolve a caracterização de bens culturais do ponto de vista de sua composição química, de sua propriedades físicas e de seus processos de degradação, através de métodos analíticos que envolvem metodologias física e químicas. Este projeto de pesquisa está vinculado a linha de pesquisa: Salvaguarda do patrimônio cultural e coleções museológicas. Esta linha de pesquisa é transdisciplinar uma vez que o patrimônio material em suas várais formas envolve difentes tipos de materiais, para as quais a salvaguarda depende largamente não apenas de abordagens investigativas complementares, mas também da compreensão do que novas estratégias, baseadas em contextos específicos (composição química, tipo de microambiente, etc) que devem ser consideradas.

A proposta deste projeto é a associação de técnicas de análise por imagens e atômicas nucleares não-destruivas voltadas à caracterização de obras de artistas brasileiros do acervo da Pinacoteca do Estado São Paulo. O objetivo é formar um banco de dados sobre pigmentos e técnicas de pinturas utilizadas pelos pintores, que sirva de subsídio tanto a historiadores e curadores para a ampliação do
conhecimento em História da Arte e nas técnicas de pintura, como a profissionais da conservação e restauro na definição das técnicas e condições de preservação deste patrimônio material. O projeto volta-se ainda a subsidiar a capacitação de profissionais para atuação nesta área interdisciplinar,permitindo-lhes a compreensão dos princípios, objetivos, vantagens e limitações das técnicas analíticas não-destrutivas envolvidas.

Para o processo de implantação iônica em polímeros será utilizado os implantadores iônicos do IFUSP. Estes dois implantadores de íons, um de 70 kV e outro de 350 keV nominais, foram doados em 2001 ao IFUSP pelo Hahn Meitner Institut, em Berlin na Alemanha. Estas máquinas, construídas no HMI, foi originalmente utilizadas na década de 1980, pelo grupo do Dr Yochen Biersak em estudos de stress e dano em materiais para uso em reatores nucleares, através de implante dual simultâneo (o uso acoplado dos dois aceleradores). A mudança e instalação dos implantadores no IFUSP teve apoio financeiro da FAPESP (Convênio 02/11286-8), da FINEP (Convênio 2419/03) e da PRP-USP. A máquina com potencial máximo de 70kV já esta atualmente montada e em operação. Um projeto de biocompatibilidade em metais já esta sendo realizado nesta maquina em parceria com a empresa particular SIM (Sistema de Implantes - Profeto convenio USP coorednado pelo Prof. Manfredo Tabacniks). 
O implantador maior (de ~350keV) está em fase de montagem e em breve espera-se a sua utilização. As implantações atualmente estão sendo feitas com uma fonte de íons tipo PIG com três variações: cátodo frio, sputtering e anodo com forno, capaz de fornecer extensa gama de feixes iônicos em correntes com até dezenas de micro-ampéres [9]. Atualmente, o vácuo base da câmara de amostras é da ordem de 2x10-7 t. 
Para o estudo de implantação iônica para fins de biocompatibilidade serão utilizados polímeros como polytetrafluoroethylene (PTFE), polystyrene, etc. Os feixes a serem testados serão, Ar, C, Ag, etc. negativos e positivos para melhor entendimento do penetração e da modificação da superfície. As amostras implantadas serão analisadas com microscopia de força atômica (AFM) para visualização das mudanças morfológicas e mudanças das superfícies de hidrofóbicas para hidrofílicas onde é melhor a adsorção de proteínas e melhor adesão e crescimento celular.

Este projeto visa o estudo de objetos de arte e bens culturais com técnicas nucleares como Particle Induced Gama-Ray Emission (PIGE). Esta é uma técnica de análise elementar de materiais, baseada essencialmente na espectroscopia de raios gama. A produção de raios-gama se dá através de um feixe de íons (prótons, por exemplo) que excita os núcleos dos átomos do alvo devido a reações nucleares do tipo (p,p´gama), (p,gama), (p,ngama) ou (p,alfagama).&#61472; Na de-excitação, o núcleo emite raios-gama característicos existentes da amostra que são detectados e o núcleo pode ser identificado a partir da energia destes raios-gama emitidos. Através de detectores semicondutores de germânio do tipo HPGe, é possível detectar as radiações gamas emitidas da amostra que possuem informação sobre a quantificação dos elementos existentes na amostra.&#10;&#09;Esta técnica é bastante sensível para elementos leves como Li, B, F, Na, Mg, Al, Si, P, isto é elementos com Z < 17, já que estes elementos sofrem grande absorção e possuem baixa eficiência de detecção nos detectores de Si nas medidas de raio-X. Sendo esta uma das vantagens do método PIGE sobre o método PIXE (Particle Induce X-Ray Emission) já que os raios gamas sofrem pouca absorção ao passar através do ar e nas janelas dos detectores.&#10;Este projeto propõe o estudo dos elementos leves presentes em obras de arte principalmente o sódio baseado na radiação gama proveniente da reação nuclear 24Na(p,p´gama)24Na, com energia gama de 441keV. A investigação e a possibilidade de determinação do Na permite a identificação do pigmento lapis-lazuli em obras de arte. As medidas PIXE and PIGE serão realizadas simultaneamente e permitirão deste modo uma melhor caracterização dos bens culturais.&#10;Os raios gamas emitidos são detectados por detectores de alta eficiência como Ge (HP) com eficiência relativa de 20 ou 60% e FWHM = 2.4 keV para a energia de 1332 keV.&#10;Gamma, ou por um detector planar HP Ge (700 eV FWHM em 122 keV).

O objetivo do projeto visa à caracterização e autenticação de objetos de arte e/ou arqueológicos, por meio de métodos de análise elementar não destrutiva com feixes iônicos através da busca e identificação de elementos químicos presentes nestes. Em objetos de arte e arqueológicos buscamos elementos traçadores que possam caracterizar uma obra de arte. Essa pesquisa da composição elementar de objetos de arte e arqueológicos, através da análise de elementos químicos presentes nos objetos, vem permitindo a identificação de processos de fabricação utilizados pelas diferentes culturas, de procedência e em particular no caso de análise de tintas e pigmentos em objetos de arte, permite correlacionar com a época histórica, origem, autenticidade, etc. Nas medidas de caracterização e identificação dos elementos existentes nas obras de arte pretende-se utilizar e construir um o arranjo de feixe externo no Laboratório de Análise de Materiais por Feixes Iônicos (LAMFI) do Instituto de Física da Universidade de São Paulo, exclusivo para estas análises arqueométricas. O atual arranjo de feixe externo é improvisado, como será descrito mais adiante, e necessita de adaptações e melhorias para uso exclusivo para a análise arqueológicas propostas neste projeto. Neste novo arranjo experimental proposto utilizar-se-á técnicas analíticas não destrutivas como Emissão Induzida de Radiação X por partículas (PIXE), Emissão Induzida de Radiação gama por partículas (PIGE) e Retroespalhamento Rutherford (RBS) que acopladas poderão caracterizar quase todos os elementos químicos da tabela periódica e deste modo melhor caracterizar os objetos fornecendo em alguns casos até as espessuras das camadas de materiais presentes e assim auxiliar na identificação, autenticação ou mesmo determinação da tecnologia empregada e conseqüentemente o período histórico de um determinado objeto. Esse projeto deverá também introduzir a análise por Luminescência Induzida com Íons em objetos arqueológicos e do patrimônio

A implantação iônica recentemente vem sendo usada para modificação de polímeros e isolantes visando melhorar propriedades mecânicas e elétricas ou para a modificação de superfícies do aço inox e de ligas de titânio. A implantação iônica é hoje o principal método de modificação de materiais semicondutores uma vez que 100% dos semicondutores hoje produzidos são submetidos a inúmeras etapas de implantação iônica (em alguns casos até 30). Todavia até recentemente esse método vem sendo usada apenas para dopar ou modificar os materiais com que se constroem, por exemplo, dispositivos passivos.

O presente projeto propõe caracterizar através de técnicas nucleares as modificações introduzidas na morfologia e composição elementar das pátinas em função do processo de corrosão de metais expostos aos efeitos do meio ambiente. Inicialmente propõe-se um estudo de pátinas artificiais que no seu processo de fabricação utiliza-se de soluções agressivas, de modo a simular os ambientes naturais aos quais os objetos revestidos pelas pátinas normalmente são expostos. Este trabalho também tem por objetivo a caracterização de algumas peças metálicas do acervo do Museu de Arqueologia e Etnologia da USP (MAE-USP) e a identificação dos produtos de corrosão que as envolvem. Este projeto de pesquisa proposto é interdisciplinar entre o Instituto de Física, a Escola Politécnica e o Museu de Arqueologia e Etnologia da USP. As técnicas nucleares de análise propostas neste projeto são técnicas espectroscópicas de raios X e como PIXE e PIGE e técnicas de espalhamento elástico como ERDA e RBS que são técnicas muito eficientes na detecção de elementos leves e pesados.

Modernização do Laboratório de Análise de Materiais por Feixes Iônicos

Este projeto tem por objetivo determinar elementos traço em materiais biológicos como, por exemplo, dentes, sedimentos e água de rio. Um projeto piloto iniciado entre o Instituto de Física e a Faculdade de Odontologia da Universidade de São Paulo investigou os elementos traço em dentes humanos, bovinos e suínos com o intuito de compara-los. Neste trabalho inicial utilizou-se o arranjo experimental de feixe externo do Laboratório Pelletron e utilizou-se a técnica PIXE para este estudo de dentes. Os resultados iniciais deste estudo recentemente publicado [1], mostraram que existem diferenças entre o esmalte das três espécies de mamíferos. &#10;Pretende-se neste projeto complementar este trabalho de determinação de elementos traço e realizar uma melhor caracterização dos dentes, tanto esmalte como dentina, das espécies já estudadas e estender este estudo para dentes de outras espécies animais. Pretende-se utilizar as técnicas de análise de feixes iônicos (PIXE, PIGE, TXRF, ICPMS entre outras), e correlacionar os limites de detecção de cada técnica com os elementos traço detectados.&#10;Pretende-se ainda estender a análise elementar para os outros bio-materiais como sedimentos e água de rio, peixes, plantas, etc. Utilizar-se-ão os diferentes métodos mencionados tentando correlaciona-los e determinando os melhores procedimentos de preparações de amostras em cada caso. A metodologia a ser desenvolvida deverá ser por meio de pré-concentração, das amostras para reduzir os limites de detecção. A pesquisa e identificação de elementos traço no meio ambiente é um vasto campo da ciência moderna. Sua crescente aplicação em materiais biológicos é apenas mais um indicador do crescimento da moderna biociência. &#10;Na execução deste projeto deverá se otimizar o arranjo de feixe externo do laboratório Pelletron e a implantação de uma nova linha de feixe externo no laboratório LAMFI. Durante este período realizarei também trabalhos em conjunto com o grupo de Física Aplicada com Aceleradores

A preservação e restauração de bens culturais são uma área que vem despertando grande interesse da sociedade mundial. A atuação nessa área é multidisciplinar, demandando uma forte interação entre especialistas em objetos de museu e nas mais variadas áreas do conhecimento. Hoje há um aumento da necessidade de investigações utilizando técnicas não destrutivas para obter informações sobre tais objetos, dentre elas a técnica de emissão de raios-X induzida por partículas carregadas (PIXE) com feixe prótons, tem se mostrado ideal para o estudo da criação individual de objetos de arte.&#10;As dificuldades enfrentadas por grupos de conservadores e restauradores de diferentes localidades são o armazenamento e a conservação de peças de seu acervo. Vários trabalhos têm sido realizados atualmente com o objetivo de identificar e caracterizar objetos de arte, a fim de determinar procedências, autorias, processos de fabricação, etc. O Museu de Arqueologia e Etnologia da USP (MAE) têm realizado estudos para a conservação e restauração das peças de sua coleção. Recentemente adquiriu uma câmara selada com controle de umidade que possibilitará o melhor armazenamento das coleções arqueológicas do museu. Visando estabelecer novos padrões para a restauração e conservação das coleções metálicas do museu, surgiu a necessidade de um trabalho sistemático de caracterização dos elementos que são confeccionadas as peças e qual o seu estado de conservação. Atualmente, temos realizado trabalhos em conjunto com este museu com o intuito de identificar elementos-traço que caracterizem os processos de corrosão em algumas peças metálicas. O objetivo é otimizar ainda mais o arranjo experimental de feixe externo para análise de peças arqueológicas acoplando as medidas PIGE e RBS. Pretende-se estender a análise dos elementos traçadores em arte e arqueologia para outros tipos de materiais, com diferentes interesses de aplicações. Atualmente estamos trabalhando em análise de pinturas de cavalete.

O uso de feixes iônicos para modificação de materiais ou investigações sobre efeitos dos rastos produzidos por irradiações bem como a produção de membranas porosas necessita de informações da morfologia dos rastos e de sua dependência com parâmetros como projétil e alvo. &#10;O presente projeto visa desenvolver a metodologia para construção e caracterização dos rastos iônicos visando criar condições de uso do novo implantador iônico recentemente doado ao Grupo de Física Aplicada com Aceleradores pelo Hahn Meintner Institut - Alemanha (Proc. FAPESP no. 02/11286-8), que já se encontra no Brasil e com previsão de início de sua montagem para o segundo semestre de 2005. &#10;Neste projeto os rastos iônicos serão feitos em polímeros como mylar, kapton, mica, CR39, makrofol, etc., utilizando-se de diferentes feixes iônicos produzidos nos aceleradores Pelletron e Lamfi do IFUSP. Serão estudados os tamanhos e a morfologia dos rastos em polímeros devido à influência dos diferentes íons com diferentes energias. O processo de formação e ampliação dos poros bem como a metalização destes também será estudado neste projeto. &#10;Em trabalho recente Fink e colaboradores demonstraram a possibilidade de utilizar rastos iônicos revelados e metalizados para a construção de dispositivos passivos &quot;3D&quot; em oposição à tecnologia planar convencional. A proposta deste projeto que se baseia na confecção, revelação e metalização de nano poros criados em isolantes a partir de sua irradiação com feixes iônicos de alta energia poderá ter sua aplicabilidade para confecção de dispositivos passivos no futuro.

Na região Oeste do Paraná, poucos estudos têm sido realizados em pequenos rios e riachos. A situação presente é bastante preocupante dado ao somatório de ações antrópicas nas bacias que partiram do pressuposto que a água é infinita e que sua capacidade autodepurativa é ilimitada. Como exemplos dessas ações deletérias tem-se a contaminação de águas superficiais a partir de resíduos industriais. Adicionando-se a poluição gerada por falta de sistema apropriado de esgotos na grande maioria das comunidades com a decorrente contaminação dos cursos de água superficiais, a inobservância de cuidados com aqüíferos, além de agressões ao meio ambiente de toda ordem, verifica-se a necessidade de ações mais efetivas visando a proteção dos recursos hídricos e de sua sustentabilidade. Além dos efeitos sobre a saúde, a poluição e a degradação causam efeitos sobre a produtividade agrícola e pesqueira, contribuindo para incidência de patógenos, implicando em riscos à saúde e até mortes, em custos para os municípios, e perdas irreparáveis ao ambiente. A bacia hidrográfica do rio São Francisco vem sofrendo um processo de degradação decorrente de ações antrópicas. O conhecimento das características poluidoras da bacia do rio São Francisco contribui significativamente na compreensão do ambiente aquático, bem como para a tomada de medidas que auxiliem na redução dos impactos potencialmente causadores de prejuízo para qualidade desse recurso hídrico. A partir do exposto, torna-se evidente a necessidade de se estabelecer em termos quantitativos e qualitativos o monitoramento das concentrações de elementos metálicos a níveis de traços na água e sedimento deste recurso natural. O Grupo de pesquisa de monitoramento e controle da poluição ambiental da UNIOESTE vem desenvolvendo um programa de monitoramento dos rios mais importantes da Região Oeste do Paraná e sua caracterização físico-química e de metais pesados. Como início deste programa, foi feito o monitoramento do rio Toledo.