O Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer — CTI Renato Archer —, localizado em Campinas, no Estado de São Paulo, é uma unidade de pesquisa vinculada ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação — MCTI. A instituição atua em pesquisa, desenvolvimento tecnológico e inovação, articulando conhecimento científico com aplicações de interesse da indústria, do setor público e da sociedade.

Entre suas competências de caráter transversal destaca-se a aplicação de tecnologias tridimensionais à medicina, à bioengenharia e à manufatura avançada. Nesse ecossistema, o Programa de Tecnologias 3D para a Saúde — PROMED — reúne competências voltadas à modelagem e impressão tridimensional para diagnóstico, planejamento cirúrgico, reabilitação, biomodelos personalizados, próteses sob medida e dispositivos médicos.

A infraestrutura institucional inclui laboratórios abertos e multiusuários. O Laboratório Aberto de Impressão 3D — LAPRINT — integra a política de compartilhamento de infraestrutura do CTI, permitindo interação com pesquisadores, estudantes, empresas, startups e outros agentes externos.

Na geração e processamento de modelos anatômicos, uma das tecnologias mais conhecidas do CTI é o InVesalius, software livre e de código aberto desenvolvido pela instituição desde 2001. A ferramenta é destinada ao processamento e à reconstrução tridimensional de imagens médicas, inclusive exames provenientes de tomografia computadorizada e ressonância magnética.

A combinação entre reconstrução de imagens médicas, modelagem tridimensional, impressão 3D e simulação computacional cria uma cadeia tecnológica particularmente relevante para aplicações de engenharia biomédica e saúde avançada.

Esse ambiente de inovação também se articula com o Parque Tecnológico CTI-Tec. Desde 2024, o CTI possui convênio com a Fundação de Desenvolvimento da Pesquisa do Agronegócio — Fundepag — para gestão operacional, administrativa, financeira e patrimonial do parque. O CTI-Tec atua na aproximação entre infraestrutura científica, startups, empresas de base tecnológica e projetos de pesquisa e inovação.

As rotas tecnológicas institucionais incluem áreas como Saúde Avançada, Indústria 4.0, Tecnologias Habilitadoras e tecnologias para transformação digital, proporcionando contexto estratégico para serviços de simulação, digitalização, manufatura aditiva e desenvolvimento de gêmeos digitais.

O serviço está catalogado oficialmente sob a denominação “Solicitar serviço de simulação computacional linear elástica de modelos anatômicos – CTI Renato Archer”.

No Portal Gov.br, ele integra a área de Ciência e Tecnologia e aparece no segmento de Assistência Especializada, relacionado a calibração, processos e experimentos.

Conforme a descrição oficial, trata-se da prestação de serviço de simulação computacional de modelos para áreas correlatas à saúde e à indústria. A atividade compreende a verificação de cargas, condições de contorno e demais variáveis da simulação, programação da execução, processamento, tratamento dos dados e geração de relatório de resultados.

As simulações mecânicas em regime linear elástico permitem analisar o comportamento estrutural de geometrias tridimensionais submetidas a carregamentos e restrições previamente definidos.

Segundo o Portal Gov.br, podem utilizar o serviço pesquisadores, estudantes, empresas, startups, instituições públicas ou privadas e inventores interessados no desenvolvimento de projetos para pesquisa, divulgação científica ou inserção de soluções no mercado.

O acesso é informado como franqueado mediante contrapartida financeira ou não financeira, de acordo com a Política de Inovação do CTI e seu regramento interno.

Essa sistemática é compatível com a Lei Federal nº 10.973/2004 — Lei de Inovação. A legislação autoriza ICTs públicas, observados os requisitos legais e institucionais, a compartilhar laboratórios e infraestrutura e a prestar serviços técnicos especializados relacionados à inovação, pesquisa científica e tecnológica.

O cadastro oficial do serviço reproduz as diretrizes estabelecidas pela Lei nº 13.460/2017 para o relacionamento entre usuários e prestadores de serviços públicos. Entre elas estão urbanidade, respeito, acessibilidade, cortesia, presunção da boa-fé, igualdade, eficiência, segurança e ética.

Quando houver atendimento presencial, as instalações devem observar condições adequadas de salubridade, segurança, sinalização, acessibilidade e conforto.

A legislação de atendimento prioritário também deve ser observada. A redação atual da Lei nº 10.048/2000 contempla, entre outros grupos, pessoas com deficiência, pessoas com transtorno do espectro autista, pessoas idosas com 60 anos ou mais, gestantes, lactantes, pessoas com criança de colo, pessoas obesas, pessoas com mobilidade reduzida e doadores de sangue, observadas as condições legais específicas.

A análise estrutural computacional pode ser realizada pelo Método dos Elementos Finitos — MEF, também denominado Finite Element Analysis — FEA. O método transforma uma geometria contínua, frequentemente complexa, em uma malha composta por elementos menores conectados por nós.

Em uma formulação estrutural linear simplificada, o equilíbrio global do modelo pode ser representado pela relação:

Nessa representação:

• K representa a matriz global de rigidez do sistema;
• u representa o vetor de deslocamentos nodais desconhecidos;
• F representa o vetor das forças e ações externas aplicadas.

A confiabilidade do resultado depende de diversos fatores, como a qualidade geométrica, a discretização da malha, as propriedades atribuídas aos materiais, as interfaces entre diferentes corpos, as condições de apoio e os carregamentos.

O regime linear elástico é uma simplificação física adequada quando a resposta estrutural permanece dentro das condições em que tensão e deformação podem ser relacionadas aproximadamente de forma linear.

Trabalhos técnicos publicados pelo CTI documentam a aplicação de técnicas de BioCAD associadas à modelagem virtual e ao Método dos Elementos Finitos. Nesse contexto, informações anatômicas podem ser convertidas em modelos digitais adequados a estudos estruturais.

O fluxo de engenharia pode iniciar-se com dados de imagem médica em formato DICOM, obtidos por tomografia computadorizada ou ressonância magnética. Ferramentas como o InVesalius podem ser utilizadas para segmentação e reconstrução tridimensional das estruturas de interesse.

Depois da reconstrução, a geometria pode precisar de tratamento, correção de superfícies, ajustes de malha e definição das interfaces entre estruturas. Publicações técnicas do CTI relacionadas ao BioCAD documentam o uso de ferramentas de modelagem e pré-processamento, incluindo Rhinoceros e soluções da Altair.

A etapa seguinte envolve a definição das propriedades mecânicas dos materiais, restrições, contatos, vínculos e carregamentos. O solver resolve o sistema de equações e permite a geração de resultados como campos de deslocamento e tensão.

Entre os resultados possíveis de uma análise estrutural estão os deslocamentos da geometria e os campos de tensão. Em materiais dúcteis isotrópicos, a tensão equivalente de von Mises é frequentemente utilizada como parâmetro comparativo para avaliação de escoamento.

Outro conceito de engenharia aplicável a determinados projetos é o fator de segurança. Em uma formulação simplificada, ele pode ser expresso como:

Portanto, a interpretação de um fator de segurança não deve ser dissociada do modelo constitutivo, das hipóteses de carregamento, da confiabilidade dos dados dos materiais e das limitações da simulação.

Um trabalho técnico produzido no âmbito do CTI Renato Archer avaliou, por elementos finitos, uma prótese craniana personalizada confeccionada em polimetilmetacrilato — PMMA.

No estudo, a carga máxima utilizada no modelo foi de 1.200 N. Para essa condição, a tensão máxima considerada foi de aproximadamente 44 MPa, enquanto o valor de referência utilizado para a resistência do PMMA foi de 72 MPa.

O trabalho concluiu que, nas condições da simulação estudada, a espessura projetada da prótese era suficiente para suportar os carregamentos considerados. O artigo também chama atenção para variáveis reais de fabricação, como diferenças de espessura, homogeneidade da mistura e eventual formação de bolhas durante a cura do polímero.

O Portal Gov.br organiza o atendimento em três etapas principais. Não há prazo geral previamente fixado: o cadastro oficial registra “não estimado ainda”.

A página oficial não estabelece uma lista fechada de documentos técnicos obrigatórios para todos os projetos. Contudo, como o serviço envolve avaliação de cargas, condições de contorno e variáveis da simulação, é recomendável que o interessado consiga descrever adequadamente o problema de engenharia.

• Objetivo da simulação e pergunta técnica a ser respondida.
• Geometria tridimensional disponível e respectivo formato de arquivo.
• Origem da geometria anatômica, quando aplicável.
• Materiais envolvidos no modelo.
• Propriedades mecânicas conhecidas ou referências utilizadas.
• Magnitude, direção e posição dos carregamentos.
• Restrições, apoios e condições de contorno esperadas.
• Interfaces e contatos entre componentes.
• Condições de uso consideradas críticas.
• Resultados ou indicadores esperados.

A simulação computacional pode ser compreendida como parte de um ecossistema tecnológico mais amplo. O CTI disponibiliza serviços correlatos que podem atuar em etapas anteriores ou posteriores à análise virtual.

A qualidade de uma simulação depende diretamente dos parâmetros introduzidos no modelo. Por isso, resultados experimentais podem ter papel importante na caracterização das propriedades dos materiais.

O CTI Renato Archer mantém serviço específico de ensaios de tração e compressão. Segundo o Portal Gov.br, os ensaios são utilizados para avaliar resistência estrutural e comportamento de materiais submetidos a forças.

Ensaios de tração podem fornecer informações relacionadas à resistência à ruptura, alongamento e limite elástico, enquanto ensaios de compressão permitem avaliar a resposta do material ou componente à aplicação de cargas compressivas.

Quando tecnicamente apropriados, dados experimentais podem alimentar ou validar parâmetros empregados em simulações estruturais, reduzindo a dependência de valores genéricos de literatura.

O CTI também mantém serviço de impressão 3D de biomodelos para apoio ao planejamento cirúrgico, educação e comunicação.

Conforme o cadastro oficial, esse serviço pode envolver verificação dos arquivos de imagem médica, modelagem tridimensional virtual da estrutura de interesse, verificação da capacidade de fabricação, escolha da tecnologia adequada, programação, impressão, pós-processamento, conferência e envio.

Assim, a manufatura aditiva pode complementar fluxos puramente virtuais ao converter geometrias médicas digitais em objetos físicos passíveis de inspeção, manipulação, demonstração e planejamento.

O InVesalius é uma das principais tecnologias desenvolvidas pelo CTI Renato Archer para processamento de imagens médicas. Trata-se de software livre e de código aberto destinado à reconstrução e análise tridimensional de exames.

O Portal Gov.br mantém serviço específico de treinamento e capacitação para uso do InVesalius em reconstruções provenientes de equipamentos de tomografia computadorizada e ressonância magnética.

Na engenharia biomédica, essa etapa é especialmente relevante porque a qualidade geométrica do modelo anatômico influencia diretamente os processos posteriores, como modelagem CAD, geração de malha, impressão 3D e análise por elementos finitos.

A abertura de infraestrutura avançada a usuários externos reduz barreiras de acesso a equipamentos, softwares e conhecimento especializado que normalmente exigiriam investimentos próprios significativos.

Para startups e empresas de base tecnológica, isso pode representar acesso a competências de modelagem, simulação, caracterização de materiais e manufatura aditiva sem necessidade de internalizar imediatamente toda a infraestrutura.

Para universidades e centros de pesquisa, os laboratórios multiusuários fortalecem projetos colaborativos e aproximam a pesquisa científica de demandas reais do setor produtivo.

Na saúde, simulações e biomodelos podem contribuir para pesquisa, desenvolvimento tecnológico e planejamento de procedimentos complexos. Entretanto, os resultados de uma simulação devem ser interpretados dentro de seu escopo e não substituem, isoladamente, avaliação clínica, validação experimental ou requisitos regulatórios eventualmente aplicáveis a dispositivos médicos.

O PROMED consolidou no CTI uma trajetória de aplicação de tecnologias tridimensionais na área médica. A instituição registra experiências de apoio a procedimentos de alta complexidade e desenvolvimento de biomodelos para planejamento cirúrgico.

Publicações institucionais relatam a utilização de tecnologias 3D em situações que incluem traumas faciais complexos, reconstruções mandibulares e procedimentos de elevada complexidade. O CTI também possui histórico de cooperação com instituições do Sistema Único de Saúde — SUS.

O valor dessa infraestrutura está na possibilidade de transformar exames médicos em representações digitais e, posteriormente, em modelos físicos ou modelos computacionais suscetíveis a análise técnica.

O CTI Renato Archer possui iniciativas institucionais de pesquisa relacionadas à modelagem de gêmeos digitais. Relatórios do Centro registram parceria com a Altair para pesquisa aplicada envolvendo tecnologias tridimensionais, modelos digitais e simulação computacional.

O conceito de gêmeo digital amplia a ideia de um modelo geométrico estático ao associá-lo, conforme o projeto, a dados, sensores, condições operacionais, simulação e atualização de estado.

Essa linha tecnológica é relevante tanto para Indústria 4.0 quanto para Saúde Avançada, áreas nas quais simulações podem desempenhar papel na previsão do comportamento de sistemas físicos.

Em 2026, o LNCC divulgou chamada de pesquisa vinculada ao projeto “IA nas atividades do CTI – Renato Archer”, envolvendo inteligência artificial, modelagem computacional, segurança, computação de alto desempenho, robótica e prototipagem tridimensional.

Entre os objetivos divulgados está a integração da plataforma de inteligência artificial Carcará, do LNCC, a sistemas desenvolvidos pelo CTI, além de pesquisas relacionadas a IA embarcada, simulação, prototipagem rápida, dispositivos biomédicos inteligentes, sensores, computação de borda e gêmeos digitais.

Uma simulação computacional não deve ser interpretada simplesmente como uma reprodução perfeita do comportamento real. Ela constitui uma representação matemática condicionada pelas hipóteses adotadas.

• Geometria inadequada pode alterar significativamente a distribuição de tensões.
• Uma malha insuficientemente refinada pode produzir resultados imprecisos.
• Propriedades mecânicas genéricas podem não representar o material real.
• Contatos incorretos podem gerar transmissão artificial de forças.
• Condições de apoio inadequadas podem alterar completamente o comportamento do modelo.
• Carregamentos hipotéticos devem ser compatíveis com a situação física estudada.
• Modelos lineares não representam adequadamente todos os fenômenos biológicos ou materiais.
• O resultado deve ser interpretado em conjunto com o objetivo e as limitações do estudo.

A simulação pode ser uma ferramenta relevante no processo de desenvolvimento tecnológico, permitindo investigar cenários, comparar geometrias, estudar distribuições de tensão e identificar regiões potencialmente críticas antes da fabricação de protótipos.

Contudo, um relatório de simulação não deve ser considerado automaticamente como autorização regulatória, certificação do produto ou substituto de ensaios exigidos por normas técnicas ou autoridades competentes.

Em projetos destinados ao mercado, os requisitos de validação devem ser analisados conforme a natureza do produto, sua finalidade de uso, classificação regulatória, normas técnicas aplicáveis e exigências da autoridade responsável.

• Definir claramente qual problema a simulação deverá avaliar.
• Verificar se existe uma geometria 3D adequada ou dados capazes de gerá-la.
• Identificar os materiais e suas propriedades mecânicas disponíveis.
• Definir os carregamentos que representam a condição de interesse.
• Descrever apoios, restrições e contatos relevantes.
• Organizar arquivos e informações técnicas do projeto.
• Encaminhar a solicitação ao canal oficial informado pelo CTI.
• Aguardar a análise de capacidade e disponibilidade da equipe técnica.
• Analisar cuidadosamente a proposta técnica e comercial recebida.
• Não assumir prazo ou preço antes da formalização da proposta pelo CTI.

O serviço de simulação computacional linear elástica de modelos anatômicos do CTI Renato Archer representa uma aplicação especializada das competências institucionais em tecnologias tridimensionais, modelagem computacional, saúde avançada e engenharia.

Sua estrutura está integrada à política de Laboratórios Abertos do Centro e encontra respaldo na Lei de Inovação, permitindo a pesquisadores, estudantes, empresas, startups, instituições públicas ou privadas e inventores acessar conhecimento e infraestrutura técnica mediante as regras institucionais aplicáveis.

A trajetória do PROMED, o desenvolvimento do InVesalius, os trabalhos de BioCAD, a infraestrutura de impressão 3D e as pesquisas em simulação e gêmeos digitais demonstram que o serviço está inserido em um ecossistema tecnológico mais amplo.

Para o interessado, o ponto prático fundamental é compreender que cada projeto depende de avaliação individual. O CTI verifica capacidade, disponibilidade e recursos necessários antes da formalização. O valor é informado sob consulta e os prazos não são previamente estimados na Carta de Serviços.

Em aplicações biomédicas ou industriais de elevada complexidade, a qualidade do resultado dependerá da consistência dos dados de entrada, do modelo mecânico utilizado, das hipóteses de carregamento e das condições de contorno, razão pela qual a interação técnica prévia com a equipe responsável é parte importante do processo.