A tarefa de pensar e projetar uma caneta a plasma significa criar um sistema artificial
dinâmico constituído por um conjunto de elementos ordenados e interligados por relações
com base nas suas características. Nessa visão de que as criações técnicas são sistemas, a
caneta que será desenvolvida pode ser entendida como sendo um sistema de relativa
complexidade e, portanto, pode ser pensada e projetada pela metodologia científica da
Engenharia de Sistemas. A Engenharia de Sistemas é uma ciência interdisciplinar que
disponibiliza métodos, processos e ferramentas para análise, planejamento, seleção e
configuração otimizada de sistemas complexos (PAHL 2005).
Fazendo-se um paralelo ao conceito mais puro de sistema adotado pela
metodologia da Engenharia de Sistemas, pode-se afirmar que a caneta delimita um sistema
representativo de um conjunto e seus subconjuntos contendo peças com ligações internas
que podem ser seccionadas com base em suas fronteiras técnicas (i.e. Geometria, topologia
CAD e funcionalidade de cada peça ou subsistemas).
Considerando que os acoplamentos funcionais entre grupos de peças da caneta e
seus canais irão determinar o comportamento do sistema, a metodologia da Engenharia de
Sistemas permitirá definir uma função descrevendo a relação entre as grandezas de entrada
e saída (por exemplo, extensão da cárie do dente antes e após aplicação do plasma),
indicando a forma de variação das grandezas para o ajuste do sistema.
Assim os objetivos da Engenharia de Sistemas correspondem amplamente aos
requisitos relativos ao método de projeto para a caneta em questão. A Figura 01 adiante
ilustra a metodologia científica adotada e suas etapas. Percebe-se que a ideia é tratar
adequadamente e solucionar problemas complexos em determinadas etapas de trabalho.
Cada etapa precisa ser orientada pelas mesmas diretrizes de qualquer atividade de
desenvolvimento, pela análise e pela síntese.
Conforme ilustrado, o procedimento metodológico utilizado para a concepção do
projeto como um todo, por exemplo, que tecnologia do utilizar dentre as existentes a
plasma. Porém, este projeto é composto de módulos e sistemas com características
específicas. Portanto, é preciso entender melhor essas características para posterior
detalhamento das metodologias utilizadas em cada módulo e sistema. Para tanto, este
projeto foi denominado Sistema Caneta Plasma. Esse sistema é ilustrado em um diagrama
em blocos na Figura 02.
É possível observar 3 módulos. O Módulo Físico-Químico, que envolve o
armazenamento e passagem dos gases utilizados: Argônio, Hélio e atmosférico; o controle
eletrônico do fluxo desses gases, o reator de formação do plasma, até a emissão do jato de
plasma pela Caneta.
Já o Módulo Controlador é composto pelo PEPO Embarcado (interface touchscreen
com o dentista) e Sistema Eletrônico. Este sistema atua no controle e medição de
dispositivos e parâmetros, como a fonte de alta tensão que fornece a tensão, frequência,
energia, umidade e tempo de operação necessários para a emissão do plasma; o controle
eletrônico do fluxo de gás necessário para geração do plasma, o sensor da temperatura de
incidência do plasma, o circuito de monitoração do aterramento da cadeira odontológica e
o dispositivo de gravação.
Externamente aos Módulos Físico-Químico e Controlador é visualizado o Módulo
WEB, um sistema de informação denominado PEPO WEB, para carregar as informações do
Prontuário Eletrônico do Paciente e comunicar o sistema Caneta Plasma com outros
sistemas externos.
Além da concepção lógica de módulos e sistemas, foi necessário produzir uma
concepção física para que um MVDP (Minimum Viable Dental Product – Produto Mínimo
Viável Odontológico) seja entregue ao final deste projeto. O esboço deste equipamento
odontológico foi planejado e desenhado na Figura 03. Este equipamento será utilizado pelo
dentista para realizar o procedimento odontológico. Este MVDP será composto de dois sub
protótipos: O Protótipo Emissor de Plasma e o Protótipo Controlador.
O Protótipo Emissor de Plasma é composto por um cilindro de gás, a fonte de alta
tensão, um reator gerador de plasma e a caneta emissora de plasma. Este protótipo tem a
função de gerar o plasma para tratamento odontológico de acordo com certos parâmetros
ajustados.
Já o Protótipo Controlador é composto pelo Sistema Eletrônico e PEPO Embarcado
contidos no Módulo Controlador apresentado na Figura 02, representado pelo equipamento
com tela onde a Caneta está apoiada na Figura 03. O Sistema Eletrônico é um hardware com
função de controlar o Protótipo Emissor de Plasma. É importante destacar que a fonte de
alta tensão está presente nos dois subprotótipos, pois é necessária tanto para emitir o
plasma quanto para aferir e visualizar os parâmetros desta fonte.
No que tange ao PEPO Embarcado, é um sistema de informação embarcado no
Sistema Eletrônico com a função de interagir com o dentista, por meio da troca de
informações com o Prontuário Eletrônico do Paciente Odontológico (PEPO) representado
por um sistema de informação externo nomeado PEPO WEB (Figura 02).
Além disso, o PEPO WEB trocará informações com sistemas externos, por exemplo,
sistemas do SUS (Sistema Único de Saúde). Portanto, é dessa forma que os módulos e
sistemas do Caneta Plasma foram relacionados no intuito de construir um MVDP para
tratamento de pacientes por meio da utilização da tecnologia do plasma.
Para o desenvolvimento desses protótipos, em um primeiro momento foi realizada
uma revisão bibliográfica sobre a tecnologia do plasma a pressão atmosférica e o estado da
arte. Como sequência ao fluxograma, foi operacionalizada a concepção e a construção de
uma fonte de alta tensão, para posterior automatização dentro do equipamento
odontológico (MVPD).
Adiante, foi desenvolvido um modelo (primeiro protótipo) do melhor sistema
estudado, que incluiu sua construção e montagem, contemplando as diversas partes
mecânicas do Protótipo Emissor de Plasma. Atualmente, os parâmetros obtidos via
tecnologia do plasma (i.e., a influência da tensão, frequência e posição dos eletrodos na
formação do jato de plasma) estão em avaliação para remoção de cárie com a utilização de
dentes artificiais (feitos em resina). Em paralelo, estão em desenvolvimento os seguintes
módulos e sistemas: o Módulo Controlador desenvolvido fisicamente pelo Protótipo
Controlador, composto pelo Sistema Eletrônico (hardware de controle) e sistema
embarcado PEPO Embarcado; adicionalmente está sendo desenvolvido o sistema de
informação PEPO WEB.
