A biotecnologia na Universidade do Minho: ensino e investigação

/ /

UNIVERSIDADE DO MINHO

A BIOTECNOLOGIA NA UNIVERSIDADE DO MINHO

- ENSINO E INVESTIGACt\0 -

Luis de Melo Odete Maia

Comunica~ao

apresentada a Jornadas de Reflexao sobre a "Agricultura Portuguesa na

Plena Adesao a CEE".

A BIOTECNOLOGIA NA UNIVERSIDADE DO MINHO - ENSINO E INVESTIGA(!AO -

1. A UNIVERSIDADE DO MINHO

Luis de MelD eM. Odete Mai.a Eng• Biol6glca

Unlversidade do Minho 4719 BRAGACODEX

Inserida no contexte das institui~oes de enstno superior portuguesas e, como tal, comungando dos mesmos principles e objectives fundamentals, a Unlversidade do Minho, criada em 1973, estabeleceu, para si propria, o prop6sito complementar de partlcipar no desenvolvimento s6cio-econ6m1co da reglao onde esta localizada.

A Universidade encontra-se tmplantada em dots palos (Braga e Gulmaraes), organJzando-se em Unldades Cientiftco-Pedag6g1cas, subdivididas em Areas dtsciplinares. As

licenc1aturas, embora centradas. de urn modo geral, em uma au duas Areas d1scipllnares.

utilJzam os recursos materials e humanos das dlversas Areas a que pertencem as discipl1nas 1ncluldas nos pianos de estudos.

0 numero total de alunos e. actualmente, cerca de 3500. estando programada a ex:pansao da popula~ao discente da Unlversldade para 5000-6000 estudantes. nos pr6ximos seis anos. Tal vira a ser passive! ap6s a conclusao da edifica~ao das tnstala~oes deflnltlvas (prevista ate

1991) em Braga e em Gulm.anies.

A tnvestiga~ao e coordenada por Centros pr6prios onde partlclpam docentes de mais do que uma Area (sao. pols, quase sempre, centros tnterdlscipllnares). Alguns dos centros estao inseridos na estrutura do INIC. enquanto outros aguardam a homologa~ao desta entldade.

0 Reitor (coadjuvado par dots Vice-Reitores) e o responsavel m3ximo pela institui~ao,

presidindo alnda ao Senado. orgao defentdor das grandes linhas orientadoras do desenvolvimento da Untversidade. 0 Senado e composto por docentes, estudantes e funcionarios tecnicos e admlnistrativos da U.M .• bern como por elementos e.'Cteriores. com predominlo para representantes de outras Unlverstdades Portuguesas e de enUdades econ6m1cas. s6cio-cultura1s e rellgtosas da regtao do Minho.

2. A BIOTECNOLOGIA NA UNIVERSIDADE DO MINHO - CARACTERIZAcAO GENEruCA -

2.1 ESTRtJ'roRA ORGANlCA DE APOIO

As grandes linhas de orientacao para o desenvolvimento da Biotecnologia na Universidade do Minho sa.o estabelecidas ao nivel da "ComissAo para a Blotecnologla na U.M.".

criada pelo Senado em Janeiro de 1988. Esta Comissao integra quatro professores da Universidade do Minho ligados ao curso de Engenharia Bio16glca, um professor da Untversidade do Porto. urn professor da Escola Superior de Biotecnologta do Porto e um representante da Direccao Regional de Entre-o-Douro e Minho do Ministerio da Agricultura. A compostcao da Comissao 1nl ser alargada, contando-se. a curto prazo, com a presenca de urn representante da Estacao Naclonal de Melhoramento de Plantas, Nucleo de Peaes de Braga, do Instltuto Nacional de Investlgac;;ao Agrarta.

No dominio do enslno. a licenctatura em Engenharia Biol6gica tern como base principal de suporte a Area de Ct~nctas de Engenharia da Unidade Cientifico-Pedag6gtca de Engenharia. contando com uma forte partlctpaca.o da Area de Blologta da Unldade Cientillco-Pedag6g1ca de Ci~ncias Exactas da Natureza. 0 curso e gertdo pelo Director de Curso que preside a uma Comissao de Curso composta por representantes das Areas com maior peso na estrutura curricular da licenciatura (CU~ncias de Engenharia, Biologia, Quimica. Fislca.

Producao e Sistemas. Matematlca e Informatica e Controlo), e por delegados dos alunos.

A InvesUgacao em Biotecnologia na Untversidade do Minho tern vindo a processar-se em diferentes Centros de Investlgacao. estando especialmente vocacionados para o efeito o Centro de Quimica Pura Apllcada (C.Q.P.A) eo Centro de Ciencias e Tecnologta do Ambiente (C.C.T.A.). Decorrem tambem projectos no campo do tratamento biol6gico de efluentes nos Centros de Tecnologia Te..'~Ctil e no Centro de Ciencias e Tecnologia dos Materials.

2.2 PRINCIPAlS CAMPOS DE ACWA«;Ao

Numa instltub;ao em expansao com as caracteristlcas da Universidade do Minho, nao se julga aconselhavel, nesta fase. uma acentuada centrallzacao dos esforcos e tnteresses no ambito da Biotecnologia.

E.

no entanto, natural que o curso de Engenharia Biol6gica sutja como polo de atraccao para o desenvolvtmento daquele dominlo cientifico, proporcionando as condic;;Oes para uma adequada lntegracao das iniciativas de enstno e invesUgacao.

Foi nesta perspecUva, e tendo tambem em atenc;ao as coordenadas de acc;ao de outras instituic;oes do sector da Biotecnologia na Regiao Norte, que a "Comissao para a Biotecnologta na U.M." iniciou a abordagem dos campos de actuac;ao a previlegiar, sem contudo restrtngir 0

eventual desenvolvimento de projectos em areas diferentes.

Procurar-se-a, assim, incentlvar actuac;oes nos seguintes dominios:

• Industrias Agro-Alimentares, com maior enfase nas questoes ligadas ao vinho verde e

a

videira.

• Tratamento de efluentes, com relevo nas industrias texteis, alimentares. da celulose e dos curtumes.

• Processamento de biomateriats como couro, celulose e cortlc;a.

• Tecnologia dos Processos de Separac;ao de Produtos Biologicos e Tecnologta dos Reactores Biol6gtcos.

• Energta: Frio Industrial; Energia da Biomassa.

Os t6ptcos acima mencionados servirao de pontos focais para os projectos de tnvesUgac;ao e tambem para a criac;ao de disciplinas de opc;ao ou de "ramos opctonais" da licenciatura em Engenharia B1ol6gtca.

3. ENSINO - LICENCIATURA EM ENGENHARIA BIOL6GICA

3.1. OBJEC11VO

Esta licenciatura tern como objectivo formar tecnicos superiores com perm adequado para responder as multlplas necessidades do Pais nas areas de biotecnologia e dos processos quimicos.

3.2 ESTRUTURA CURRICULAR E INSERQAO PROFISSIONAL

A llcenciatura em Engenharta B1ol6gtca constitui uma intetface de ctencias basicas de engenharta. ciencias fundamentals de engenharta quimica e ctenctas biologtcas. Temas caracteristlcos de engenharia de produc;ao sao tambem leccionados neste curso.

:E

confertda particular enfase as questoes da forma~ao prattca dos futuros dtplomados.

traduzida na extstencia de uma carga horarta laboratorial signJ.flcattva (cerca de 22% da carga horarta total) e de urn estagio obrtgat6rto no ultimo semestre do curso. 0 estagio e efectuado em empresas industrials pertencentes aos dominios de especializa~ao de licenciatura, sendo orientado conjuntamente por urn docente da Universidade e por urn tecnico da empresa, de acordo com urn plano de trabalho previamente acordado. 0 estagio constltui tambem urn elemento relevante no estabelecimento e manuten~ao das liga~oes Universidade-Industrta.

0 interesse em articular a estrutura curricular da licenciatura com as necessidades industrials conduziu a fonnula~ao de ramos opcionais, dos quais se encontra em funcionamento o Ramo de Tecnologta e Processos Qimicos e Biol6gtcos. Esta tambem prevista a implanta~ao do Ramo Microbiologia Industrial que sera acttvado quando se possutr as indispensaveis estruturas humanas e materials. 0 Anexo I apresenta o Plano de Estudos do Ramo actuahnente em vigor.

A voca~ao base do licenciado em Engenharia Biol6gica-Ramo Tecnologia e Processos Quimicos e B1ol6g1cos centra-se no desenvolvimento dos sistemas biol6gicos (e.

complementarmente. dos sistemas quimlcos) na produ~ao industrial, designadamente nas

fun~oes do projecto. optimiza~ao e controlo da opera~ao destes processos. 0 Ramo de Microbiologia Industrial basear-se-a numa perspecUva de controlo da qualidade e de estudos dos processos m1crobiol6g1cos e bioquimlcos com interesse nos diferentes sectores da actividade industrial.

As saidas profissionais previstas situam-se nos dominios agro-alimentares, do processamento de biomatertais. da quimica organtca e inorgclnica, do sector farmaceuUco e do tratamento de aguas e residuos industrials e municipals.

3.3 RECURSOS DISPONivEIS

A licenciatura em Engenharia Biol6gtca funciona desde Outubro de 1986, estando neste momenta a arrancar o 3⁹ ano do curso para o primetro grupo de estudantes que ai tngressou.

3.3.1 RECURSOS HUMANOS

Os docentes disponiveis neste momenta para apolo as disclplinas do curso de Eng•

Biol6gica estao indicados na Tabela 1:

Tabela 1 - Docentes extstentes para apoio a Engenharia Biol6gica.

AREAS

Ciencias de Microbiologta Quimica Outras Engenharia

Doutorados 4 2 4 7

Asststentes 3 3 2 4

Obs: Nem todos os docentes refertdos se dedtcam exclustvamente ao curso de Engenharta Biol6gtca.

Preve-se o recrutamento de mats Asststentes nos pr6xtmos anos. obedecendo a urn plano de contrata~ao e forma~ao ajustado a implementa~ao dos tres iiltimos anos de Ucenclatura.

As verbas do or~amento da U.M. estlmadas para remunerar os docentes e tecnlcos do curso de Eng• Btol6gica sao as segulntes:

Tabela 2 - Verbas afectadas pela U.M. aos recursos humanos da llcenctatura em Engenharta Btol6gtca.

(mllhares de Escudos/ana- pre~os de 1989)

1988 1989 1990 1991

35.000 39.000 42.000 44.000

Obs: Os valores da Tabela 2 correspondem as percentagens do tempo de servt~o dedtcadas ao curso pelos docentes e tecmcos.

3.3.2 EQUIPAMENTO LABORATORIAL E INSTALAC";OES DISPONivEIS

0 quadro segutnte Indica o valor dos equtpamentos nos principals laborat6rios ltgados a llcenciatura em Engenharia Blol6gtca.

Tabela 3 - Investimento da U.M. em equipamento laboratorial ate final de 88

(Pre~;os de Janeiro I 1989)

Laborat6rios de Engenharia Laborat6rios de Microbiologia

20.000 cantos 25.000 cantos

Por sua vez. as verbas dispendidas pela U.M. na adapta~;ao das instala~;oes provis6rias e na constru~;ao das instala~;oes definitivas (onde serao instalados os laborat6rios em 1991) sao as seguintes:

Tabela 4 - Investimento da U.M. em instala~;oes (Pre~;os de Janeiro I 1989)

Laborat6rios Instala~Oes

Engenharia Provis6rias

Microbiologia Provis6rias

Engenharia Definitivas

Microbiologia Definitivas

4. INVESTIGAc;Ao

4.1 SITUAf;AO ACTUAL

Area Investimento

400m2 3.000 cantos

210m2 3.000 cantos

l.OOOm2 50.000 cantos

600m2 35.000 cantos

Estao em curso. ou em vias de se inciciarem. trabalhos de investiga~;ao nos seguintes Centros (referem-se. entre pan!ntesis, as areas disciplinares da U.M. a que pertencem os investigadores envolvidos nos proj ectos de Biotecnologia):

Centro de Quimica Pura e Aplicada. Linha de Tecnologia Quimica (Area de Ciencias de Engenharia).

Centro de Quimica Pura e Aplicada. Linha de Sintese Organica (Area de Quimica).

Centro de Ciencias e Tecnologia do Ambiente (Area de Biologia).

Centro de Tecnologia Te..xtll (Area de Eng¹¹ Textil).

Centro de Ciencias e Tecnologia de Materials (Area de Eng¹¹ Civil).

Os temas dos projectos de investlga~ao a decorrer neste momenta na U.M. no dominic da Biotecnologia, sao:

(•) - Biotecnologia Vegetal: melhoramento de castas do vinho verde - aplica~ao de tecnicas de cultura "in vitro".

Responsaveis cientificos: Profs. Cecilia Leao (U.M.) e Marta Salome Pais (Faculdade de Ciencias da Unidade de Lisboa).

(•) - Transporte e utiliza~ao de acido malico e outros acidos dicarboxilicos em leveduras de interesse vinicola.

Responsavel cientifico: Prof. Cecilia Leao (U.M.).

Consultor Cientifico: Prof. Van Uden (I.G.C., Oeiras).

(•) - Acidos organicos como materia-prima para biomassa e como conservantes na industria alimentar.

Responsavel cientifico: Prof. Cecilia Leao (U.M.) Consultor cientifico: Prof. Vam Uden 9l.G.C., Oeiras).

- Comportamento de filmes biol6gicos no sujamento de permutadores de calor.

Responsavel cientifico: Prof. Luis Melo (U.M.). Co-responsavel: Prof. Manuela Pinheiro (U .M.

Consultor Cientifico: Prof. Batt (Univ. Birmingham, UK).

- Tratamento biol6gico e reciclagem de efluentes texteis.

Responsavel cientifico: Prof. Maria Teresa Amorim (U.M.).

- Invesuga~oes para o tratamento quimico - biol6gico avan~ado de efluentes texteis no Noroeste de Portugal.

Responsaveis cientificos: Prof. Hanisch (Univ. Stuttgart, Rep. Fed. Alemanha) e Eng¹¹ Pedro Dias de Almeida (U.M.).

(•) - Caractertza~ao bioquimica de nematodes.

Responsavel cientifico: Prof. Adrians Evans (Imperial College. Londres, UK).

4.2. DESENVOLVIMENTO DA INVESTIGAc;:A.o EM BIOTECNOLOGIA

Os objectives gerais de desenvolvimento sao:

Alargar os dominies de interven~ao da investtga~ao na U.M. e refor~ar a qualidade da prod u~ao cientifica original.

Aprofundar e diversificar as liga~oes com a industria, em espeical na RegHio Norte.

Fomecer forma~ao cientifica de alto nivel aos docentes ligados ao curso de Eng•

Biol6gica e a bolseiros nao pertencentes

a

U.M., em particular atraves da

prepara~ao de teses de doutoramento. Contribuir, por este meio, para o apetrechamento dos laboratories da U.M.

Pretende-se, ainda. criar em breve no C.Q.P.A (Centro de Quimica Pura e Aplicada) uma linha de investiga~ao em Biotecnologia (cuja homologa~ao dependera do I.N.I.C.) e que podera constituir o embrtao de urn futuro centro de estudos neste dominic.

(•) Apresentados com pormenor numa outra comunica~ao.

Tendo em aten~ao os objectivos enunciados, dar-se-a lnicio, a curto prazo (Janeiro de 1989), aos seguintes novos projectos:

Optimiza~ao das condi~oes de fermenta~ao na produ~ao de vinho verde branco e na

forma~ao dos seus aromas.

Responsavel cientifico: Prof. Maria Odete Maia (U.M.).

Tratamento biol6g1co de efluentes - tecnologia dos reactores anaer6bicos.

Responsavel cientifico: Prof. Luis de Melo (U.M.).

Biotransforma~ao.

Responsavel cientifico: Prof. Maria Virginia Gregorio (U.M.).

Co-responsavel: Prof. Maria Teresa Ramalho (U.M.).

Consultor cientillco: Prof. D. Crut (Univ. Warwick, UK).

..

AN EX OS

..

LICENCIATURA EM ENGENHARIA BIOWGICA

-RAMO TECNOLOGIA E PROCESSOS QUiMICOS E BIOWGICOS -

ESTRUTURA CURRICULAR

Area cientillca do curso:

Engenharta Biol6gica (Tecnologia e Processos Qui:m:icos e Biol6gicos)

Durat;ao normal do curso:

5 anos lectlvos

Condit;6es necessarias

a

concessao do grau:

180 unidades de credito

Areas cientillcas e distribuit;ao das unidades de credito:

Obrigat6rias U.C.

CB - Ciencias Basicas (Matematlca, Fisica. Qui:m:ica ... 41.0 MB - Microbiologia e Bioqui:m:ica ... ... 14,0 CE - Ciencias de Engenharta ... . ... .. ... .. ... . .... .... . . ... ... . ... ... .. .. 30,5 PS - Produt;ao e Sistemas... 22,5 TQ - Tecnologia Qui:rnica ... ... ... ... .. ... 29,5 BT - Biotecnologia ... 27,5 Optatlvas

CE/BT - Ciencias de Engenharia/Biotecnologia . . . .. . . .. . .. . ... .. . . . .. . . 3.0 Estagro ... ... ... ... .. ... ... 12.0

I '

I

'

ANO

1•

21'

3"

4•

s•

ARBXO

ENGI!MIARIA BIOLOGICA • RAMO 1ECNOLOGIABPROCESSOS Q1JD.UCOS E BIOLOGICOS

IHORA!i LECTIVASfSF.MAN

AREA DISCIPLIRAS

CIENT. Anual 1°8 21'S T

i l l Analise IV!atematlca ^X 3

l.]j · t•tslca X 2

CE · Pro~ramaylo de Computadores X 1

i l l tAl~. Llnear e _ueometrla Analitlca ^{X 2}

l.]j 1 Quimica lntrodutoria e Jnorganlca ^X 2

CE i Hepres. Grat. de Processes e ~:£quip. X 1

rn ¹ Quimica Organlca ^X 3

i l l ! Qutmtca ~xpenmental X l

CE llntroduylo aos Processos Qwmlcos ^X 2

w ¹ COmplem. de Analise c ~statlstlca X 2

i l l 1 ~lectrictdade e Magnetlsmo ^X 2

Mtl ¹ tllologta e r·lslologta cetulares ^X 2

Mtl ¹ Bloqurmtca Geral ^X 1

l L ., ermomna_I!l!ca X 3

CE jJ.o'enomenos de Translerencta X 2

l l i 1 1-.:lectronlca ^X 2

M13 ¹ Mlcrobloloj.(!a Geral ^X 2

u:; 1 t.aooratonos de r.nj.(ennana 1 X 0

l l i 1 Qutmica-l•ts!ca ^X .2

I'S Mctodos Numcrtcos X 2

.l'S r.;conomla c Gt.-sU\o X 2

MU utoqutmlca Mlcroblana ^X 2

IQ l'roccssos de separa~;~o X 2

~~ , t..ngenharia da ^Hcacc~o Qmmtca ^X J

MU ⁱ Mlcroblologla Apllcada ^X 2

TQ ¹ Laboratories de 1-.:ngcnharia II ^X u

TQ llnstrumcntac~o e Control. de Proc. ^X _2_

tll ll'rocessos 131ologtcos X 2

IJT ¹ t..ng. t..nzlmatlca c das rermenta~;oes X 2 liT ¹ Laboratortos de 1-.:ngenharia Ill ^X u

IQ ¹ ctcncia de Materials ^X 3

lJT I ()p(;ao I ^{X 2}

TQ ¹ Se!Vlcos Industrials ^X 2

I'S llnvesttga~;:lo Uperactonal ^{X :3}

a:: ¹ Electrotccnia ^X 2

PS urgantza~;~o da 1-.:mpresa X 2

lir t..ngennana uenctlca ^{X 2}

lir Ulomdustrlas ^X

BT Upl;<'lo II X 2

i l i tU~;lo Ill ^X 2

lH ll'rOJCCtO ^X u

1 t..staL!io ^X

OPC}.o I : Tccnologla Allmentar ou Controle de Qualldade Allmentar

~ D: Enologta ou LacUclnlos

OPf;}D m: Energ~Uca lndustrtal ou Polul~o

'Il!fAL

TP SE ^p lVS 2"S

3 0 6 b

;s u ::> ::>

0 3 4 4

3 0 5 0

0 .:s ^::> _u

u 2 3 0

0 2 0 5

u 4 u ::>

2 0 0 4

'OTJ!&. .~ .~.

3 0 5 5

l 2 ::> u

u 2 4 0

0 2 3 0

2 u _:> u

;s u 5 5

0 3 0 5

0 3 0 5

u .. ;j u ^;j

2 0 0 4

'OT.A L. '8 '8

2 u ^{4 4}

I 0 3 3

0 ^;j ::> u

;s u 0 0

2 0 5 ^;)

0 ^;j u 0

u 3 3 3

'OT.A&. ^{2) 2)}

l u 3 u

2 0 4 4

2 0 4 4

u 4 4 4

2 0 0 5

2 u u 4

;j 0 0 0

2 0 5 0

0 2 4 u

'OT.A L. ~ :.ti

l 0 :3 0

u 3 5 0

;s ;s u

u 2 4 0

0 2 4 _lJ_

:3 :3 6 u

Z3 0 Z3

:UT.A&. ~ :u UNID.

CRt».

10,0 8,0 4,5 4,0

:l.o

:l,O 3,5 :l,U 3,5 4,().0 8,0

;s.o

3,0 2,0 4,::>

8,0 3,0 3,0 l,U 3,5 39,5 0.::1 5.5

;s.u

l'S.U ti.5

;s.u

2.::1

;s/,0 :l,5 0.::1 6,5

;s,u

4,5 3,5

;s.o

4,5

;s,u

34,5

:l.o

3,0 1,::>

3,0

_;s.u

3,0 12,0

;m.u