PII - Universidade Federal de Juiz de Fora

Programa de Incentivo à Inovação na UFJF

Programa de Incentivo à Inovação (Pii) Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) A inovação e o conhecimento são diferenciais competitivos e fatores que determinam a competitividade de setores, universidades e empresas. O êxito empresarial depende da capacidade de inovar tecnologicamente, colocando

Programa de Incentivo à Inovação na UFJF

novos produtos no mercado, a um preço menor, com uma qualidade melhor e a uma velocidade maior do que seus concorrentes.

A inovação tecnológica tem sido inadequadamente vinculada apenas aos setores de alta tecnologia. O desenvolvimento de um país, a geração de melhores empregos e salários dependem da incorporação do conhecimento gerado nas universidades aos setores da economia.

A relação de dependência entre inovação tecnológica e desenvolvimento sustentável é verdadeira quando se examina a interação das empresas e das universidades e centros de pesquisa, já que a inovação é um dos principais determinantes do crescimento econômico, sendo um instrumento para alavancar negócios.

Esta publicação apresenta os 20 projetos do Programa de Incentivo à Inovação, desenvolvidos na Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), em parceria com o Sebrae-MG e a Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior (Sectes).

O objetivo do Pii é fomentar a cultura empreendedora nas universidades por meio da: i) conscientização e mobilização da comunidade acadêmica, órgãos de fomento, empresas e parceiros locais; ii) investigação e apoio ao desenvolvimento de tecnologias acadêmicas capazes de gerar

Realização

inovações tecnológicas de produtos e processos.

Foram apresentados 70 projetos, sendo 20 projetos selecionados para a fase de Estudo de

Juiz de Fora

Viabilidade Técnica, Econômica, Comercial e Ambiental, sendo estes projetos apresentados nesta publicação.

Programa de Incentivo à Inovação na UFJF

Juiz de Fora

Programa de Incentivo a Inovação difunde cultura empreendedora Fortalecer o relacionamento entre as universidades de Minas Gerais, a sociedade e o mercado é o objetivo do Programa de Incentivo à Inovação (Pii). Criado pelo Governo Estadual, por meio da Secretaria de Estado de Ciência Tecnologia e Ensino Superior (Sectes), em parceria com o Sebrae-MG, instituições de ensino e pesquisa e prefeituras municipais, o Pii deixou de ser um projeto-piloto.

Após a experiência com a Universidade Federal de Lavras, o Projeto alcançou a Zona da Mata mineira. O grande número de propostas que o programa motivou retrata a capacidade e a vontade da Universidade Federal de Juiz de Fora de ser, cada vez mais, uma instituição empreendedora. A parceria com a Embrapa ressalta a necessidade de integrarmos as nossas instituições em redes e dinamizarmos o processo da inovação.

Os projetos apresentados pelos pesquisadores tiveram seus estudos de viabilidade técnica, econômica e ambiental elaborados. Muitos deles estão em fase de protótipo e com o plano tecnológico em elaboração. Assim, teremos projetos sólidos para a Incubadora de Base Tecnológica do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (IBT- Critt), e algumas tecnologias bem definidas para serem transferidas para o setor empresarial. Tudo isto, certamente, fortalece o desenvolvimento regional, de forma sustentada.

Mais que isso, a difusão da cultura empreendedora, o fortalecimento da integração dos atores responsáveis pela inovação e a disseminação de uma metodologia de apoio fortalecem a continuidade deste processo.

Alberto Duque Portugal Secretário de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior

Inovação cria alternativas para o desenvolvimento Experiências internacionais nos mostram a importância de se investir na inovação como uma alternativa para o desenvolvimento. Como exemplo, podemos citar a Coréia do Sul, que após uma grave crise na década de 80, criou um modelo de desenvolvimento que contemplou políticas de apoio à pesquisa científica e à inovação tecnológica como instrumentos para implantar as grandes mudanças estruturais. Hoje, continuam os investimentos maciços nas instituições coreanas de ciência, tecnologia e inovação, gerando uma verdadeira revolução na formação de recursos humanos em áreas estratégicas da economia, numa perfeita sintonia entre os investimentos públicos e os privados.

Inovar e diferenciar produtos e serviços traz impactos significativos para as empresas e para o país, resultando em melhores salários e, ao mesmo tempo, gerando melhores condições e postos de trabalho. A inovação tecnológica tem sido erroneamente associada apenas aos setores de alta densidade tecnológica, como, no caso de Minas Gerais, os setores de biotecnologia, software e eletroeletrônico. O desenvolvimento de um país, a geração de melhores empregos e salários, depende de incorporar conhecimento à produção.

O conhecido Manual de Oslo, que estabelece critérios para mensurar as inovações tecnológicas, referindo-se à inovação de produto e processo, considera inovadora a empresa que tenha implementado com sucesso produtos ou processos tecnologicamente novos ou aprimorados, ou combinações de produtos e processos,

durante o período de mensuração. Pode-se estender esse entendimento para todas as inovações organizacionais. Os esforços para inovar resultam, inicialmente, em idéias, invenções, modelos, planos e programas antes de se tornarem inovações.

O Programa de Incentivo à Inovação (Pii) atende plenamente o conceito proposto pelo Manual de Oslo. Cria a oportunidade de projetos de pesquisa de professores de diferentes departamentos das universidades serem transformados em empresas de base tecnológica ou de gerarem transferências de tecnologias.

Não se constroem projetos arrojados e dinâmicos sem a presença de parceiros fortes e comprometidos. Neste projeto, o Sebrae-MG continua a sua contínua e profícua parceria com a Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior, além de outros importantes parceiros: a Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), a Empresa Brasileira de Agropecuária (Embrapa) e a equipe do Núcleo de Tecnologia da Qualidade e Inovação da Universidade Federal de Minas Gerais.

O Pii continua obtendo ótimos resultados e ampliando o número de projetos de inovação das universidades mineiras. Hoje mais de 60 projetos estão em processo de consultoria, com a previsão de mais 60 projetos atendidos em 2009, totalizando 120 projetos de inovação tecnológica atendidos no estado de Minas Gerais.

Com mais esta publicação, o Sebrae-MG cumpre a sua diretriz estratégica de focar na inovação como elemento essencial da melhoria da competitividade e da sustentabilidade das micro e pequenas empresas.

Roberto Simões Presidente do Sebrae-MG

Programa integra universidade com o mercado Na sociedade moderna, a dinâmica das transformações (sociais, culturais, tecnológicas) conduz à necessidade de reinvenção do papel das universidades públicas brasileiras. Fortalece-se a compreensão clara de que a transmissão do saber e a formação de profissionais é um - e não “o” – eixo das instituições de ensino superior. Da moderna academia, também se espera um papel central para o desenvolvimento do país, através da geração do conhecimento (tecnológico, de processos, de mercado) e de sua transformação em novos produtos, processos e serviços.

A universidade é o campo fértil da inovação e de seus frutos vai brotar o futuro. Na Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), esta é uma prioridade. Sintonizada com o anseio nacional de que é preciso criar condições favoráveis e estimulantes para experimentar, inventar, inovar – e para aplicar, na realidade, os resultados destes processos – nossa instituição busca caminhos sólidos para o incentivo à pesquisa.

Caminhos que se cruzam com parceiros importantes como o Serviço de Apoio às Micro e Pequenas Empresas de Minas Gerais (Sebrae-MG) e a Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior de Minas Gerais (Sectes).

O Programa de Incentivo à Inovação (Pii) estabelece-se como importante instrumento para a transformação da pesquisa aplicada em inovações tecnológicas, visando a obter a melhoria da cultura de inovação nas universidades do Estado.

Incentivando pesquisadores e seus grupos a gerar novas empresas e/ou a transferência de tecnologia ou processo, o programa amplia a integração das instituições de ensino superior com o setor produtivo, fortalecendo os laços de integração das universidades mineiras com a sociedade e o mercado.

No caso da UFJF, o Pii tem sua relevância ampliada, pois desenvolvemos, de forma intensa, os trabalhos para a implantação do Parque Tecnológico e Científico de Juiz de Fora. O nascimento de novas empresas, por meio de processos inovadores, é condição impulsionadora para a criação do parque e será, certamente, um diferencial de qualidade, com contribuição significativa ao desenvolvimento econômico e social de nossa cidade e da região.

O Programa de Incentivo à Inovação já se materializa, na UFJF, como importante instrumento para identificar a demanda reprimida de apoio a estas iniciativas, mapeando pesquisadores e grupos que já atuam com inovação. Nesta publicação, destacamos os projetos aprovados nesta primeira edição do Pii coordenado pela nossa instituição. Foram 70 projetos de mérito que submeteram propostas para o Edital e 20 deles foram selecionados para receberem apoio na elaboração de Estudos de Viabilidade Técnica, Econômica, Comercial e de Impacto Ambiental e Social (EVTECIAS) e 13 selecionados para receberem apoio na confecção dos protótipos.

No entanto, deve ser destacado que todos os 70 projetos mostram a vitalidade e disposição da UFJF no eixo da inovação.

Aos pesquisadores e empreendedores selecionados, nossas congratulações e desejo de sucesso em suas iniciativas inovadoras. Aos parceiros da Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior e do Sebrae-MG, nosso agradecimento e a renovada certeza de que estas ações conjuntas resultarão na produtiva transformação do papel da universidade e de sua contribuição ao crescimento sustentável do nosso Estado e do nosso País.

Prof. Dr. Henrique Duque de Miranda Chaves Filho Reitor Prof. Dr. André Luís Marques Marcato Secretário de Desenvolvimento Tecnológico Profa. Dra. Marta Tavares d’Agosto Pró-Reitora de Pesquisa

FICHA TÉCNICA 2008 SEBRAE-MG Nenhuma parte ou todo desta publicação poderá ser reproduzido – em qualquer meio ou forma, seja mecânico ou eletrônico, fotocópia, gravação etc. – nem apropriado ou estocado em sistema de banco de dados, sem prévia autorização, por escrito, do SEBRAE-MG. Gestão Editorial Margem 3 Comunicação Estratégica Edição Adriano Macedo Redação Patrícia Mariuzzo Revisão de texto Breno Lobato

Índice Pii transforma pesquisa em inovação tecnológica.............................................. 10 Pesquisadores aperfeiçoam técnica para diagnóstico de câncer de mama........... 12 Exame oftalmológico mais eficiente................................................................. 16 Software monitora funcionamento do coração em pacientes de UTI.................. 21 Fluxômetro portátil oferece mais conforto em exame de urina.......................... 25 Professor cria novo dinamômetro..................................................................... 28 Equipamento detecta adulteração no leite........................................................ 32

Fotografia Ignácio Costa

Cana-de-açúcar com qualidade genética superior............................................. 36

Projeto Gráfico Sandra Fujii

Transferência de embriões em cabras e ovelhas ganha

Autores dos projetos Alfredo Chaoubah, André Avarese Figueiredo, André Diniz de Oliveira, Arcilan Trevenzoli Assireu, Camila G. de Almeida, Douglas Faza Franco, Edgar Ricardo Ferreira, Felipe Campus Kitamura, Geraldo Sérgio Farinazzo Vitral, Henrique Antônio Carvalho Braga, Jeferson Ferreira da Fonseca, José Cássio Scheffer, José Francisco Pinheiro Dias, José Henrique Bruschi, José Luis Bellini Leite, José Marques Novo Junior, José Murilo Bastos Netto, José Paulo de Mendonça, Leônidas Paixão Passos, Luana S. M. Forezi, Luis Paulo da Silva Barra, Luiz Fernando Cappa de Oliveira, Márcio de Pinho Vinagre, Maria José Valenzuella Bell, Maurício Antônio Pereira da Silva, Mireille Le Hyaric, Moisés Vidal Ribeiro, Nádia Rezende Barbosa, Pedro Paulo Ferreira, Roberta Cristina Novaes dos Reis, Robson Ferenzini, Rodrigo Weber dos Santos, Rui da Silva Verneque, Sidney José Lima Ribeiro, Virgílio de Carvalho dos Anjos e Wesley Willian Gonçalves.

Comissão do Pii Aírdem Gonçalves de Assis - Pólo de Excelência do Leite e Derivados André Luís Marques Marcato – UFJF Anízio Dutra Vianna – Sebrae-MG Anna Flávia Lourenço E. M. Bakô - Sectes Lin Chih Cheng - NTQI / UFMG Marcelo Rother - Sebrae-MG Marta Tavares D’Agosto - UFJF Paulo Augusto Nepomuceno Garcia - UFJF Ricardo Carvalho Rodrigues - INPI Soraya Alvarenga Botelho - Ufla

tecnologia mais eficiente.................................................................................. 41 Matéria-prima biodegradável para a indústria de cosméticos............................ 46 Projetos de iluminação mais baratos................................................................. 50 Fototacômetro inova na manutenção de equipamentos rotativos industriais...... 53 Rastreador monitora e previne acidentes ferroviários........................................ 57 Sistema automatizado analisa defeitos em pavimentos e auxilia prevenção........ 62 Tecnologia inédita no Brasil auxilia gestão de recursos hídricos.......................... 66 Pesquisadores produzem vidro em temperatura ambiente................................. 71 Leitor óptico de código de barra com nova tecnologia: SpinLaser...................... 75 Inovação reduz tempo de atendimento nos restaurantes................................... 79 Acesso à internet pela rede elétrica.................................................................. 82 Monitor inteligente analisa qualidade da energia elétrica.................................. 88 Equipamento mede nível da água e sinaliza risco de enchentes e inundações................................................................................... 92

Pii transforma pesquisa em inovação tecnológica Uma análise de indicadores de ciência e tecnologia mostra que as nações mais bemsucedidas são as que investem de forma sistemática em pesquisa e desenvolvimento, e são capazes de transformar os frutos desses esforços em inovações.

Atualmente, o Brasil tem um reconhecimento da comunidade científica mundial pela sua capacidade na produção de artigos indexados nas revistas especializadas e na formação de recursos humanos para as atividades de pesquisa. No entanto, ainda encontra dificuldades para transformar este conhecimento em inovação produtiva e competitividade.

Os investimentos em pesquisa e desenvolvimento (P&D) no país são, em sua maioria, realizados pelo governo por meio das suas universidades, que detêm uma grande competência de profissionais e laboratórios. Essas instituições, porém, ainda apresentam certo distanciamento com as demandas do setor produtivo, dificultando, portanto, a transformação de resultados de pesquisa em inovações tecnológicas.

Destaca-se, por outro lado, o arcabouço legal criado no Brasil e no Estado, com a aprovação das Leis de Inovação Federal e Estadual que, somadas à Lei Geral da Micro e Pequena Empresa, têm significativa importância na promoção da inovação tecnológica. Isso porque contempla novas formas de contratação que favorecem a mobilidade de pesquisadores das instituições públicas, de modo a permitir sua atuação em projetos de pesquisa de empresas ou para constituir empresas de base tecnológica, facilitando o ingresso do pesquisador no mundo empresarial.

Outro ponto favorável são os habitat’s de inovação, que estão surgindo na maioria das universidades mineiras, criando um espaço adequado para transformar os projetos em produtos e/ou processos inovadores, gerando empresas e empregos especializados por meio das incubadoras, núcleos de transferência de tecnologia e parques tecnológicos.

Resumindo, temos os seguintes aspectos: a necessidade de transformar o conhecimento em valor econômico; a concentração de pesquisas tecnológicas em universidades públicas; a disponibilidade de uma legislação que permita ao pesquisador uma maior interação com o mercado; e a necessidade de surgimento de projetos inovadores que criem massa crítica para as incubadoras e os parques tecnológicos.

Neste contexto, e considerando ainda a experiência adquirida com a realização de ações de fomento à pesquisa inovadora por meio de parceria com a Universidade Federal de Minas Gerais e a Universidade Federal de Viçosa, a Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior (Sectes) e o Serviço de Apoio às Micro e Pequenas Empresas de Minas Gerais (Sebrae-MG) apresentam o Programa de Incentivo à Inovação (Pii).

O Pii atua no sentido de aproveitar a capacidade latente de produção tecnológica das instituições de ciência e tecnologia (ICT’s), apoiando financeiramente a realização de projetos e protótipos na área tecnológica. Isso gera diversos benefícios, como a criação de renda, de emprego e de arrecadação por meio das empresas geradas (as spin-offs universitárias) e dos contratos de licenciamento; o mapeamento do portfólio de tecnologias das universidades; a promoção do aprendizado institucional das metodologias utilizadas; e o incentivo aos pesquisadores e estudantes para que adotem uma postura voltada para o atendimento às demandas da sociedade. Além disso, devem ser levados em conta os benefícios externos das inovações, especialmente no tocante à melhoria da produtividade dos agentes econômicos.

O programa é dividido em fases distintas: organização do trabalho e estudo inicial de viabilidade; estudos de viabilidade técnica, econômica e ambiental (EVTECIA); planejamento e desenvolvimento de produto e negócio (PDPN); e relação mercadológica.

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O projeto foi desenvolvido baseado no cenário mineiro, organizando e integrando ações pontuais já existentes, proporcionando um suporte técnico completo até a eventual fase de inserção mercadológica dos projetos apoiados.

O Pii foi elaborado e é realizado por meio de parcerias com aporte de recursos da Sectes e do Sebrae-MG em todas as iniciativas.

Regionalmente, esta parceria se completa obrigatoriamente com uma instituição local fomentadora (pública ou privada). Além disso, a ICT beneficiada fornece, como contrapartida, apoio logístico e operacional. Assim, a cultura da inovação atinge as articulações da localidade.

Inicialmente, é feita uma chamada pública de projetos para pesquisadores da ICT envolvida, designada uma comissão de avaliação e governança local. Posteriormente, são definidos critérios de avaliação, e então é realizada a seleção dos projetos aprovados para a segunda fase. Além disso, é nesse momento que ocorrerá o recrutamento dos analistas que realizarão os trabalhos da segunda fase, com divulgação da oferta de vagas em departamentos responsáveis por estágios, nas empresas juniores e incubadoras universitárias.

Em seguida, é feito um treinamento dos analistas, com a introdução da metodologia do Sebrae e de noções de planejamento tecnológico, seguido pela coleta dos dados e pela produção dos relatórios. Será, então, realizado mais um corte, selecionando os melhores projetos para a etapa final.

Por meio do uso de uma metodologia pioneira de gestão de desenvolvimento de produtos e de planejamento tecnológico, e em trabalho conjunto com o pesquisador, desenvolve-se o protótipo, com o propósito de planejar seu modo de exploração econômica. É feita então a opção entre o licenciamento e o empreendedorismo, de acordo com as especificidades de cada tecnologia gerada.

As ações de apoio mercadológico visam divulgar os estudos de viabilidade e os protótipos para investidores e empresas interessadas. São efetuadas reuniões com investidores e um livro é produzido e distribuído para um público maior. Caso a opção apontada pelo plano tecnológico seja o licenciamento, o projeto é encaminhado ao núcleo de transferência de tecnologia da ICT. Caso a opção seja empreender um negócio, será feito o encaminhamento a uma incubadora de empresas de base tecnológica (IEBT).

Esta integração das fases que compõem o processo é o diferencial que garante o sucesso do Pii. A gestão do processo inovador otimiza o desenvolvimento dos projetos e, juntamente com indicadores gerados, fornece aos agentes indutores um conjunto de informações para uma constante evolução da metodologia. E, mais importante, uma consistente base de dados de projetos inovadores e demandas em nosso estado.

Com iniciativas simples, inovadoras e ousadas como esta, o Sebrae-MG e a Sectes cumprem o seu objetivo de gerar projetos e empresas de base tecnológica e de fomentar a transferência de tecnologia. Hoje, 120 projetos de inovação tecnológica estão sendo apoiados pelo Pii, e os resultados alcançados superam as expectativas. Como exemplo, o projetopiloto realizado na Universidade Federal de Lavras propiciou o nascimento de cinco novas empresas de base tecnológica na cidade.

Anna Flávia Lourenço Esteves Martins Bakô Gerente-Adjunta do Projeto Estruturador Rede de Inovação Tecnológica da Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior (Sectes) Anízio Dutra Vianna Gerente da Unidade de Acesso à Inovação e Tecnologia do Sebrae-MG

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Pesquisadores aperfeiçoam técnica para diagnóstico de câncer de mama

Polímero substitui contraste com iodo, evita reação alérgica e identifica corretamente a área da lesão O incremento nas ações de rastreamento do câncer de mama tem possibilitado a detecção de um número crescente de lesões não palpáveis, aquelas em estágio muito inicial, que não podem ser identificadas em um exame médico ou por meio do auto-exame pela paciente. Essas lesões, mesmo tão pequenas, têm que ser retiradas cirurgicamente para serem analisadas. O processo radiológico para marcar essas lesões é denominado estereotaxia. Os pesquisadores Geraldo Sérgio Farinazzo Vitral e Nádia Rezende Barbosa, da UFJF, criaram um kit descartável para a realização da estereotaxia. O diferencial é o uso de um contraste inovador, mais eficiente, não alergênico e mais barato: uma nova substância, um polímero sintético, com viscosidade especificamente desenvolvida para essa utilização.

Durante muitos anos, a metodologia utilizada para a marcação das lesões mamárias suspeitas para posterior retirada baseava-se na inserção de fio metálico, guiada por exame mamográfico ou ultrassonográfico. Em 1997, foi descrito um novo método de localização de lesões mamárias não palpáveis, chamado de Localização Radioguiada de Lesões Ocultas (ROLL, na sigla em inglês). Essa técnica consiste na injeção intratumoral de um radioisótopo, orientada por estereotaxia, e na utilização de um detector de radiação gama (sonda) para localização intra-operatória da lesão. Para verificar se o radioisótopo foi corretamente posicionado no tecido mamário é utilizado um contraste com iodo. O contraste iodado é um método adequado para tecidos líquidos. Mas em tecidos sólidos, como é o caso da mama, ocorrem vários problemas. Por se difundir muito rapidamente no tecido mamário, ele não faz a marcação exata da área de lesão a ser retirada, isto é, as imagens são pouco precisas, ocasionando taxas de erro de marcação entre 5% e 10%. “É uma dispersão rápida. Em dois ou três minutos, o corpo absorve a substância. O médico tem que radiografar rapidamente para não perder a imagem”, explica Nádia Rezende 12 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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Barbosa, farmacêutica que participa do projeto. Outra desvantagem é que alguns pacientes têm reação alérgica ao iodo.

A tecnologia proposta modifica uma etapa específica do ROLL, substituindo o contraste iodado por outra substância que soluciona os problemas anteriormente descritos. Embora existente no mercado há vários anos, é a primeira vez que é utilizado com essa finalidade. “Buscamos um material capaz de fazer uma marcação mais eficiente e duradoura, e que não tivesse problemas de reação alérgica”, afirma o mastologista Geraldo Sérgio Farinazzo Vitral. Os pesquisadores fizeram adaptações físicas e químicas na nova substância, tornando-a adequada como contraste em tecido sólido. Com ela, é possível obter uma marcação mais regular, circunscrita e permanente da lesão. Nos experimentos realizados, comprovou-se a superioridade do polímero nessa utilização. A intervenção é mais direcionada e individualizada, feita a partir da análise das características corretamente identificadas na marcação. Além disso, uma quantidade menor de tecido mamário pode ser extirpada, com mais segurança de que se trata da área correta. “O ideal é que, ao retirar um material para biópsia, o médico possa identificar e retirar toda a área que está com a lesão”, acrescenta Vitral. Isso porque, segundo ele, essa cirurgia, além de ter função diagnóstica, pode ser também terapêutica. “Se o médico retirou a lesão por inteiro, não haverá necessidade de uma nova intervenção no caso da biópsia indicar resultado positivo para câncer”, complementa.

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Localização macroscópica Outro benefício importante é a localização macroscópica da área, otimizando o diagnóstico pelo patologista. Por ser insolúvel, a nova substância permanece no tecido mesmo depois da cirurgia, permitindo que o patologista identifique a olho nu o local onde foi injetada. “Fica mais fácil separar material para as lâminas de tecido que serão levadas ao microscópio”, ressalta Barbosa. E ao contrário do iodo, a nova substância não é absorvida pelo organismo. O polímero também elimina o problema da reação alérgica. “Não há restrição à sua aplicação em nenhum tipo de paciente, pois ele é biologicamente inerte, ou seja, não provoca reações adversas ou alergias”, explica o médico.

Por ser mais denso, também bloqueia o refluxo do radiofármaco pelo trajeto da agulha, impedindo a contaminação radioativa da pele.

O projeto está em fase avançada: testes de eficácia e segurança em tecidos animais e humanos já foram realizados. O próximo passo é a construção de um protótipo dentro de critérios adequados ao mercado. Além do contraste mais eficiente, o novo kit possui agulha e seringa adequadas e com a quantidade exata de nova substância para realização do procedimento. A patente do kit já foi depositada e publicada pelo Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). A equipe optou por transferir a tecnologia para empresas que já possuem o equipamento necessário para produção e comercialização do novo produto. O mercado esperado para o kit são clínicas radiológicas e de medicina nuclear.

Mesmo já sendo conhecida e utilizada, a nova substância nessa situação atua como um produto médico sem similar no mercado.

Por isso, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) exige a realização de uma bateria de testes antes que o produto possa ser comercializado. E como não existem tecnologias similares fora do Brasil, a perspectiva é de que o mercado internacional também seja uma opção para comercialização do kit.

Contato: Geraldo Sérgio Farinazzo Vitral e Nádia Rezende Barbosa l Fone: (32) 3229-3809 E-mail: nadiafox@gmail.com e geraldo vitral@yahoo.com.br . programa de INCENTIVO À inovaçÃO 15

Exame oftalmológico mais eficiente

Inovação fornece relatórios melhores e proporciona mais conforto ao paciente durante a perimetria computadorizada A perimetria computadorizada tornou-se, na última década, o exame padrão para a avaliação do campo visual. A análise auxilia o médico a detectar o início da perda da visão provocada pelo glaucoma e a monitorar a perda da sensibilidade visual. São utilizados, na maioria das vezes, dois aparelhos importados, que podem custar cerca de US$ 30 mil. Para oferecer uma alternativa mais econômica e confortável para o paciente, com a mesma eficiência dos exames feitos com tecnologia importada, o médico oftalmologista e pesquisador José Francisco Pinheiro Dias e o professor Alfredo Chaoubah, do Departamento de Estatística da UFJF, criaram um novo equipamento para fazer o teste. Ao incorporar inovações tecnológicas, o equipamento fornece relatórios melhores que os obtidos nos aparelhos convencionais, é mais confortável para o paciente e, principalmente, tende a apresentar um custo aproximadamente 80% menor do que o dos equipamentos importados.

O produto final, resultado do projeto, deve se constituir em uma opção mais eficiente e econômica para hospitais, ambulatórios e clínicas privadas que realizam a perimetria computadorizada.

Campo visual é o conjunto de pontos no espaço que o olho imóvel teoricamente percebe. “O campo visual representa a expressão clínica do estado funcional das vias ópticas”, explica Dias. O objetivo do exame é avaliar a resposta do paciente a cada percepção de um estímulo luminoso no seu campo de visão, estando o olho fixo em relação a um ponto central, usualmente a uma distância de 30 centímetros.

Na perimetria computadorizada que se faz atualmente o paciente posiciona o queixo dentro de uma cúpula, de maneira que a cabeça fique imobilizada. É fundamental que o olho fique imóvel. Em seguida, um oclusor é colocado no olho que não será examinado. A luz é projetada na cúpula de fundo branco, onde aparecem pontos ou estímulos de luz de tamanho constante, mas com intensidade luminosa variada.

“Na prática, o exame começa com uma intensidade percebida pelo paciente. Ao longo do exame, a luminosidade dos estímulos vai diminuindo até o paciente não a perceber mais. Em seguida, ela é aumentada novamente. Assim, o médico consegue verificar o limiar de sensibilidade visual”, detalha Dias. O lugar onde cada ponto de luz aparece é pré-determinado, de acordo com ângulos padrões. Nesses pontos, as

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intensidades variam e o limiar de cada ponto é pesquisado por meio da variação da intensidade da luz.

O primeiro perímetro completamente automatizado surgiu em 1976. Os aparelhos importados pelo Brasil têm custos elevados, entre US$ 25 mil e US$ 45 mil.

Eles demandam manutenção altamente especializada, serviço que muitas vezes não consegue cobrir todo o território nacional. O objetivo do projeto foi desenvolver um aparelho similar, igualmente confiável, mas com preço menor. A inovação foi utilizar recursos de informática convencionais, isto é, um computador, um software e uma impressora para fazer a perimetria computadorizada. O equipamento consiste em um monitor de LCD no qual são plotados os pontos de luz de intensidade ajustável em coordenadas pré-determinadas, simulando um ponto no espaço dentro de um campo de visão delimitado. Para adequar os valores das intensidades luminosas plotadas, assim como a cor de fundo da tela, foram realizados exaustivos estudos com fotômetro, cuja confiabilidade foi atestada pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (Inmetro). “A importância desses testes é definir os valores das intensidades luminosas dos estímulos relacionados ao do fundo, pois eles são distribuídos em escala logarítmica de acordo com os fundamentos do exame do campo visual”, esclarece Dias.

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O paciente fica em frente à tela do computador onde será submetido à aplicação dos estímulos de luz. Cada vez que detectar estímulo visual no monitor ele tem que acionar um dispositivo parecido com um controle remoto. Por meio da câmera de vídeo o examinador monitora a fixação do paciente já que ele não pode se mexer.

“Cada ponto de perda ou de percepção no exame de campo visual é transformado em um valor, significante ou não, que entra em cálculos de estatística. Elaborados em forma de gráficos numéricos e de probabilidades estatísticas, os resultados representam os valores dos limiares das intensidades luminosas percebidas”, explica Alfredo Chaoubah, responsável pelas ferramentas estatísticas utilizadas no equipamento. Segundo o pesquisador, o resultado do exame nunca é positivo ou negativo. Ele indica a probabilidade de o paciente ter ou desenvolver determinada doença, servindo assim como subsídios na decisão clínica do médico.

Usar o monitor de LCD, ao invés da cúpula de cor fixa, permite estudar as variações de cor do estímulo visual de maneira mais simplificada. Isso também abre grandes possibilidades de pesquisa, pois é possível mudar a cor de fundo da tela, o que é mais complexo no perímetro convencional. “Já se sabe, por exemplo, que é possível fazer uma detecção mais precoce de glaucoma usando estímulo azul e fundo amarelo. Partindo deste princípio, ter mais cores para usar no exame de campo visual é uma grande promessa em termos de pesquisa”, comemora o oftalmologista. Ele lembra que o olho humano tem muitas nuances. Dependendo da cor de fundo da tela, o cérebro pode detectar estímulos variados, incluindo o preto, o que seria impraticável na perimetria padrão. “Temos muito que pesquisar ainda com essa tecnologia. Nosso primeiro objetivo com o projeto é promover o desenvolvimento cientifico”, completam os pesquisadores.

Mais conforto para o paciente O exame de campo visual é realizado em um olho de cada vez. Na perimetria computadorizada tradicional, o paciente é obrigado a usar um oclusor, na verdade um tipo de tampão, no olho que não está sendo examinado (contralateral). Esse oclusor gera bastante desconforto para o paciente, pode provocar contaminação por não ser descartável e ficar em contato com as pálpebras. Pode ainda comprometer o sucesso do exame porque elimina temporariamente a luz de fundo (da tela) no olho contralateral. Para resolver o problema, o projeto agrega uma importante inovação: um conjunto apoiador de queixo com oclusor. Ele impede que os estímulos luminosos plotados na tela de LCD sejam percebidos pelo olho contralateral e, ao contrário do que acontece nos aparelhos convencionais, o mantém adaptado à luz de fundo, pois há um anteparo branco e translúcido, condição fundamental para esta adaptação. “Procuramos eliminar o desconforto provocado pelo oclusor”, esclarece Dias.

“Com ele, o olho contralateral ficava tampado durante muito tempo. É uma situação parecida com a que ocorre quando estamos dentro do cinema, no escuro, e saímos da sala para um ambiente claro”, completa. Nessas situações, o olho requer um temprograma de INCENTIVO À inovaçÃO 19

po para se adaptar, mas é comum o médico não conceder esse tempo de adaptação para o paciente, o que pode alterar o resultado do exame.

Na queixeira desenvolvida por Dias, o olho que não está sendo examinado não perde luminescência de fundo, e, ao mesmo tempo não capta os estímulos do exame. A claridade continua. Outro ponto importante é que a duração ideal de realização do exame é de cinco a seis minutos, tempo no qual o paciente tem que ficar imóvel, condição indispensável no exame de campo visual. É por isso que o conforto proporcionado pela nova queixeira é tão importante. Os testes realizados até agora mostraram que o equipamento e os resultados dos exames feitos por meio dessa tecnologia são tão confiáveis quanto os obtidos pelos perímetros disponíveis no mercado. Novos testes serão realizados na UFJF e UFF. O pesquisador já entrou com pedido de patente para a queixeira. Também foi registrada uma patente de modelo de utilidade no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) para o equipamento como um todo.

A investigação da tecnologia pelo Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (Critt) averiguou que na microrregião de Juiz de Fora, composta por 33 municípios e com população estimada em 724 mil habitantes, existem apenas três equipamentos de perimetria computadorizada, todos em Juiz de Fora. Provavelmente isso se deve ao alto valor dos equipamentos. O preço da tecnologia desenvolvida na UFJF pode promover a expansão dos exames de perimetria.

Software monitora funcionamento do coração em pacientes de UTI

Solução melhora atendimento e reduz custos com deslocamentos e exames A unidade ou centro de tratamento intensivo (UTI) é o local para o tratamento de pacientes graves ou que necessitam de cuidados e vigilância. No caso dos pacientes com problemas no coração, o monitoramento inclui a realização de vários exames que auxiliam o diagnóstico e o planejamento terapêutico.

Uma informação importante que caracteriza o funcionamento do coração é a fração de ejeção, que estima a quantidade de sangue que o coração bombeia.

Essa informação pode ser obtida, por exemplo, através da ecocardiografia, que fornece informações sobre o tamanho, forma do coração e funcionamento das válvulas e câmaras. Porém, a realização deste exame demanda a presença de

Glaucoma O exame de campo visual é um dos mais importantes na área de oftalmologia.

Ele é um dos instrumentos que os médicos usam para fazer o diagnóstico e o acompanhamento de pacientes com glaucoma, doença de causas multifatoriais caracterizada pela lesão progressiva do nervo óptico, com conseqüente repercussão no campo visual. Estimativas de especialistas apontam que em 2010 o número de pessoas com glaucoma em todo o mundo será de aproximadamente 60,5 milhões. O glaucoma, em suas diferentes formas, é a principal causa da cegueira nos países industrializados ou em desenvolvimento.

A pesquisa recebeu financiamento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Contato: Alfredo Chaoubah l Fone: (32) 3229-3323 E-mail: alfredo.chaoubah@ufjf.edu.br .

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um técnico especializado e o deslocamento do equipamento para a UTI, sendo realizado esporadicamente. A repetição desses exames gera desconforto para o paciente e pode representar uma parcela importante dos custos do tratamento. Para solucionar esse problema, os pesquisadores Rodrigo Weber dos Santos e Luis Paulo da Silva Barra, professores do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), desenvolvem um software capaz de fazer uma estimativa contínua da fração de ejeção cardíaca.

A tecnologia usaria como base a tomografia por impedância elétrica.

Esta técnica é análoga à tomografia usual, porém ao invés da emissão de RaioX, as imagens são geradas através da injeção de correntes elétricas de pequena amplitude e respectiva medição dos potenciais em eletrodos localizados no dorso do paciente. “O fluxo de corrente nos permite medir os potenciais elétricos e determinar a distribuição da condutividade elétrica dentro do corpo”, esclarecem os pesquisadores.

A técnica de tomografia por impedância elétrica já possui outras aplicações na medicina, como por exemplo, a avaliação contínua da função pulmonar. A proposta do presente projeto é avaliar uma metodologia computacional e desenvolver um software que caracterizem o funcionamento do coração através da identificação de alterações na fração de ejeção.

As atuais tecnologias não invasivas calculam os valores de fração de ejeção, porém não de forma contínua. A idéia dos pesquisadores é desenvolver uma alternativa para o monitoramento permanente do funcionamento do coração de pacientes em UTI. Mais conforto para os pacientes A motivação para começar o projeto veio do fato de não existir uma ferramenta que faça o cálculo contínuo e não invasivo da fração de ejeção cardíaca em pacientes na UTI. A proposta é a de complementar os procedimentos disponíveis para o monitoramento do funcionamento do coração, como a tomografia computadorizada, a ressonância magnética e o ecocardiograma (ultra-sonografia). Assim, um equipamento ficaria permanentemente ligado ao paciente enquanto ele estiver na UTI. “É um monitoramento on line, com uma precisão menor, porém contínua, que pode indicar o momento de fazer exames mais refinados”, explica Rodrigo Weber dos Santos. A única alternativa hoje para fazer o monitoramento contínuo da fração de ejeção do coração é bastante invasiva. Um cateter é introduzido pela perna do paciente até chegar ao coração.

A tecnologia proposta poderia reduzir o número de exames tradicionais como o ecocardiograma. Além de diminuir os custos de internação na UTI, os pesquisadores apontam ainda como vantagem a maior comodidade propor22 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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Fluxômetro portátil oferece mais conforto em exame de urina

Equipamento acompanha paciente na sua jornada diária Um fluxômetro de urina serve para medir a vazão urinária, isto é, o volume de urina que passa pela uretra em uma unidade de tempo. O resultado é expresso em mL/s.

Pesquisa multidisciplinar realizada na UFJF pelos pesquisadores José Paulo de Mendonça (Departamento de Física), José Murilo Bastos Netto e André Avarese Figueiredo (médicos e professores do Departamento de Morfologia) resultou no projeto de desenvolvimento de um fluxômetro portátil baseado na medida da variação da capacidade elétrica da urina dos pacientes.

cionada ao paciente. “Em caso de ausência de alterações, este monitoramento evitaria exames desnecessários”, complementa Luis Paulo Barra.

O projeto ainda está na fase inicial. “É necessário definir o posicionamento dos eletrodos, as correntes a serem utilizadas e os protocolos de medição dos potenciais elétricos”, explicam os pesquisadores. “Pensamos inclusive em usar as mesmas posições dos eletrodos do eletrocardiograma”. No âmbito do Programa de Incentivo à Inovação, o objetivo do projeto é desenvolver somente o software, pois já existem no mercado os equipamentos para fazer a aquisição dos dados. A meta dos pesquisadores é licenciar a tecnologia para empresas que fabricam equipamentos médicos.

Contato: Rodrigo Weber dos Santos e Luís Paulo da Silva Barra l Fone: (32) 3229-3311 e (32) 3229-3469 l E-mail: rodrigo.weber@ufjf.edu.br e luis.barra@ufjf.edu.br 24 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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A fluxometria é um exame não invasivo, solicitado pelo urologista quando é necessário avaliar o fluxo da urina em pacientes com alterações miccionais, como incontinência urinária, obstrução infravesical e bexiga neurogênica (perda da função normal da bexiga provocada pela lesão de uma parte do sistema nervoso), entre outras. A pessoa urina sentada ou em posição ortostática numa cadeira de fluxo sob a qual está o fluxômetro. O aparelho envia sinais eletrônicos ao computador, que desenha um gráfico ou curva de fluxo. O exame analisa o fluxo urinário máximo e médio, o volume urinado, tempo de fluxo e o chamado tempo de hesitação. Os equipamentos mais comumente encontrados hoje em hospitais e clínicas especializadas usam um transdutor, na verdade um tipo de balança. Ela determina a massa e, conhecendo a densidade deste líquido, calculam o volume da urina. O problema dessa técnica é que, se o paciente tiver uma alteração na densidade da urina por algum motivo, isso pode alterar o resultado do exame.

Para fazer a fluxometria, o paciente tem que se deslocar até um hospital ou clínica que tenha o aparelho e ficar esperando a bexiga encher. “Isso gera uma situação artificial. Ninguém vai ao banheiro com hora marcada”, lembra Bastos, urologista que participa do projeto. Segundo ele, o ato de micção integra fatores mecânicos, neurológicos e psicossociais que podem interferir na realização e interpretação da fluxometria.

Praticidade e conforto O fluxômetro portátil permite que o paciente leve o equipamento para casa e possa fazer várias medições durante o período em que estiver com o aparelho. O exame exige um volume mínimo de 150 mL para análise. Muitas vezes, o paciente não consegue fornecer essa quantidade no hospital ou consultório. “O estado emocional interfere em qualquer exame médico. O aparelho proporcionaria mais conforto para o paciente que poderá realizar o exame com tranqüilidade”, acredita Mendonça. Ao invés de usar a balança, o fluxômetro portátil mede o volume de urina por meio da variação da capacidade elétrica, por isso a densidade do líquido não interfere no resultado do exame, como acontece no equipamento convencional. O paciente urina em um recipiente e a eletrônica envolta nesse coletor é capaz de captar os dados e transcrevê-los em um gráfico para análise posterior do urologista. O software utilizado também está sendo desenvolvido pela equipe do projeto. O fluxômetro proposto faz o diagnóstico baseado em diurese espontânea. A pessoa pode urinar várias vezes, em horários diferentes do dia. Com isso, é possível obter várias amostras, com mais dados para o diagnóstico. “Nossa perspectiva é de que haverá mudanças nos resultados, gerando um exame de melhor qualidade”, acredita Bastos. O protótipo inicial já foi confeccionado, mas os pesquisadores continuam trabalhando para conseguir um equipamento ainda mais compacto, leve e portátil. “Queremos oferecer o aparelho no menor tamanho possível, para facilitar o transporte pelos médicos e pelos pacientes”, explica Mendonça. Concluída essa fase, serão realizados testes para comparar os resultados 26 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

da nova tecnologia com os resultados obtidos com o fluxômetro convencional.

Mercado Os principais diferenciais da tecnologia são, portanto, a portabilidade e o modo de medir o fluxo de urina, pela variação da capacidade elétrica. Até agora, o custo previsto para o produto final é inferior ao do fluxômetro comercializado hoje.

A equipe de pesquisadores idealizou dois mercados que receberiam duas versões do equipamento. O primeiro seriam médicos urologistas, que usariam uma versão bem pequena e compacta. A expectativa é que eles adquiram o aparelho e o emprestem aos pacientes para que façam o exame em casa. O outro mercado são as clínicas e hospitais, que poderiam usar a versão um pouco maior e mais completa do fluxômetro.

Juntamente com o Centro Regional de Incentivo à Transferência de Tecnologia (Critt), os pesquisadores analisam a necessidade de fazer o depósito da patente do produto. Como já existe uma empresa do Rio Grande do Sul interessada no equipamento, há grande possibilidade de transferência da tecnologia. Mendonça destaca ainda que a participação dos alunos Felipe Campus Kitamura, estudante do curso de medicina, e Pedro Paulo Ferreira, estudante do curso de física, foram de importância crucial. “O projeto tem características multidisciplinares e, sem a contribuição desses estudantes, não seria possível o desenvolvimento do equipamento”, finaliza.

Contato: José Paulo R. F. de Mendonça l Fone: (32) 3229-3307 l E-mail: jpaulo@fisica.ufjf.br . programa de INCENTIVO À inovaçÃO 27

Professor cria novo dinamômetro

Inovação fornece informações mais precisas para a elaboração de diagnósticos na análise da força O pesquisador José Marques Novo Junior, professor da Faculdade de Educação Física e Desportos da UFJF, desenvolveu um novo dinamômetro, aparelho que serve para medir a força do indivíduo por meio da preensão das mãos. O novo handgrip dynamometer, como esse produto é conhecido no mercado, traz componentes eletrônicos capazes de mensurar e registrar dados da força do usuário. A interface entre software e hardware no equipamento garante informações mais precisas, facilitando assim a análise e elaboração de diagnósticos.

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O objetivo do projeto foi solucionar problemas apresentados pelos aparelhos similares. Uma das vantagens é o maior controle sobre os dados coletados por meio de uma interface direta com o software. “Isso permite análises estatísticas que resultam em melhor diagnóstico e prognóstico, tanto para os profissionais da educação física, quanto para os da área de saúde”, afirma o professor. O equipamento permite também um estudo mais completo sobre a força do usuário durante o exame, já que gera uma análise do desenvolvimento da força no tempo (curvas força-tempo). Na verdade, ao contrário dos produtos similares, ele identifica não apenas a força máxima, mas o perfil da força do usuário, ao avaliar a evolução da força ao longo do teste. Além disso, o protótipo desenvolvido apresenta uma empunhadura ajustável ao tamanho da mão, solucionando a falta de uma base adequada para a execução do exame. “Com isso, além de obter a identificação correta do esforço muscular isométrico, conseguimos diminuir qualquer desconforto para o paciente durante o teste”, completa Marques.

Medição em cada dedo Vale ressaltar que o funcionamento da maioria dos handgrips usados atualmente é baseado em princípios eletrônicos, eletro-mecânicos ou mecânicos. Neles, a força muscular exercida sobre o aparelho é convertida em deslocamento de um ponteiro (mostrador analógico) ou em números (mostrador digital). Porém, em todos os casos, o resultado do teste apresenta apenas a medida da força máxima da mão. Uma importante inovação introduzida no projeto do novo dinamômetro é a possibilidade da análise da força de cada dedo, segmentando o exame e oferecendo mais detalhes. Isso será importante para identificar possíveis disfunções neuromotoras ou ósteo-mio-articulares.

A grande novidade da tecnologia aqui proposta é associar aos mecanismos eletrônicos um chip de memória. A base da tecnologia é uma série de sensores (extensômetros programa de INCENTIVO À inovaçÃO 29

elétricos ou piezoelétricos) que, devidamente acoplados aos suportes individuais de cada dedo, podem registrar o desenvolvimento da força muscular.

Os componentes eletrônicos terão posições bem definidas na empunhadura de modo a facilitar a transmissão dos dados para um computador, que poderá estar diretamente conectado ao aparelho ou através de um sistema wireless, que já está em fase de desenvolvimento. “Conhecer a força de cada dedo também é fundamental para estudar aspectos do controle motor. Para dar um exemplo, poderíamos pensar que o corpo usa os mesmos músculos da mão para realizar tarefas delicadas como pintar um quadro e também para usar ferramentas pesadas (uma furadeira, por exemplo). Como ele organiza os mesmos músculos para fazer uma tarefa que exige força máxima e outro que demanda pouca força? Existe um controle motor”, explica Marques. Ao entender melhor com que força cada dedo participa dos movimentos da mão, é possível estabelecer diagnósticos mais precisos e tratamentos mais individualizados.

O novo handgrip também pode ser um importante instrumento de pesquisa. A força de preensão da mão é um dos elementos básicos na pesquisa das capacidades manipulativas, de força e de movimento da mão. Resultados dessas análises podem ser aplicados, por exemplo, no auxílio à elaboração de próteses de mão ou na otimização de equipamentos que necessitem de um bom desempenho, mesmo sob forte pressão das mãos, como empunhaduras de bicicletas profissionais e raquetes de tênis. Segundo o pesquisador, os sensores utilizados no handgrip proposto também poderiam ser aplicados em diagnósticos de membros inferiores, o que abre novas possibilidades para o projeto.

A aplicação priorizada no projeto é o uso na área de saúde. Lesões por esforço repetitivo (LER), distúrbios osteomusculares relacionados ao trabalho (DORT), síndrome de túnel do carpo e outras doenças ocupacionais são problemas que demandam uso deste aparelho para fazer avaliações. Além disso, portadores de fibromialgia, diabéticos e pessoas com disfunções musculares genéticas são exemplos de pacientes que fazem testes para identificar seu padrão de força. “Hipertensos e mulheres com gravidez de risco podem fazer uso do dinamômetro para que o médico possa identificar as variações de pressão arterial quando o paciente faz um esforço”, conta Marques. “Muitas pessoas com alguma debilidade ou disfunção muscular, além de pacientes em recuperação pós-operatória têm que fazer testes de esforço muscular para identificar padrões de força nesses contextos específicos”, completa o pesquisador. Estes resultados auxiliam os médicos a definir os procedimentos terapêuticos de reabilitação.

O handgrip pode ser usado para fazer trabalhos preventivos em empresas, visando à saúde e ao bem estar dos funcionários. A prevenção evita grandes remanejamentos e custos elevados com afastamentos. Outra aplicação é observar a evolução da força dos usuários em práticas esportivas específicas, onde a 30 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

mão é fonte de resultados, ou seja, onde a pegada interfere no rendimento do atleta, como judô, jiu-jitsu e escalada esportiva, dentre outros.

Até o momento, já foram elaborados vários protótipos do produto. Nenhum deles, entretanto, incorporou todos os componentes idealizados. Mesmo assim, os resultados apresentados em estudos científicos do pesquisador mostram-se superiores aos produtos similares, já que eles são capazes de avaliar as curvas forçatempo e não somente a força máxima de preensão. A fase atual do projeto envolve pesquisas para concluir o protótipo final. Depois da calibração dos transdutores e da realização de novos testes-piloto, serão avaliados pacientes com fibromialgia e doença renal crônica para identificar padrões das curvas força-tempo e características mecânico-fisiológicas específicas de sua ação muscular. Com auxílio do Centro Regional da Inovação e Transferência de Tecnologia (Critt), será iniciado o processo de pedido de uma patente da tecnologia como um todo e outra para a concepção da empunhadura. O pesquisador pretende comercializar o produto por meio de uma spin off. Já existem empresas interessadas na tecnologia.

Contato: José Marques Novo Júnior l Fone: (32) 3229-3287 E-mail: jose.marques@ufjf.edu.br . programa de INCENTIVO À inovaçÃO 31

Equipamento detecta adulteração no leite

O aparelho permite análises mais confiáveis que as disponíveis no mercado Um aparelho capaz de detectar se o leite foi adulterado com água ou sal.

Esse foi o resultado do projeto de pesquisa de Maria José Valenzuela Bell, Virgílio de Carvalho dos Anjos e Wesley Willian Gonçalves, pesquisadores do Departamento de Física da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF). O equipamento verifica a porcentagem de água no leite por meio da medição da condutividade elétrica.

A principal vantagem competitiva é a confiabilidade do resultado em comparação com a tecnologia mais próxima, além da portabilidade e do preço.

Ao incorporar características presentes nos produtos existentes no mercado e ainda oferecer novas vantagens, o novo aparelho pode revolucionar a maneira de fazer testes de qualidade no leite.

A pesquisa do grupo começou com o objetivo de identificar as propriedades básicas da água e do leite a partir de conceitos da Física. Depois, evoluiu para a verificação da porcentagem de água na bebida com a finalidade de detectar adulterações. “Pensamos em usar alguma propriedade da Física que variasse muito com a adição de água. Foi assim que chegamos à condutividade elétrica”, conta Valenzuela Bell, uma das idealizadoras do equipamento. A condutividade elétrica ou capacidade de conduzir corrente elétrica é inerente a algumas substâncias. Assim, para verificar se o leite foi adulterado, basta analisar sua condutividade. Se ela diferir do padrão de condutividade para esse líquido, isso representa um indício de que sua composição está alterada.

Na primeira fase da pesquisa, foram realizados testes para obter a condutividade padrão do leite. Em seguida, os pesquisadores pensaram em um modelo de equipamento. “Nossa idéia era fazer um aparelho pequeno, sem grandes sofisticações. Mergulhamos dois eletrodos e aplicamos uma tensão que gera uma corrente elétrica dentro do líquido”, explica Valenzuela Bell. Um processador, dentro do aparelho, compara o valor obtido com a condutividade padrão. Quanto menor a condutividade elétrica, maior a quantidade de água adicionada. O resultado da análise é rápido: a porcentagem de água presente no leite aparece em um visor.

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Um protótipo do aparelho foi construído e os testes feitos até agora foram bem sucedidos, tanto para o leite integral quanto para o desnatado. Para proteger a tecnologia, já foi depositado o pedido de patente no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). Para a fase industrial do produto há três possibilidades: criar uma spin off, criar uma spin off que ficaria incubada no Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (Critt) da UFJF ou ainda licenciar a tecnologia para empresas interessadas em fabricar e comercializar o aparelho.

O alvo da tecnologia são as empresas que fabricam laticínios ou produtos que têm o leite como principal matéria-prima, pois precisam verificar a qualidade do líquido adquirido. São considerados laticínios os leites pasteurizados (de caixinha), desnatados e condensados, além de queijos, cremes de leite, manteiga, doce de leite, iogurte, bebidas fermentadas e sorvetes. A necessidade de identificação da qualidade do leite está intimamente ligada ao fator produtividade. Quando se trata de derivados, a perda é ainda mais notória porque quanto mais água, menor é a quantidade de alimentos produzidos. Existe ainda uma tendência entre os laticínios de pagar o leite proporcionalmente à qualidade. Tais práticas vêm encontrando dificuldades, justamente porque não há aparelhos apropriados nestas empresas para determinar a qualidade do leite adquirido. Esta política de remuneração pode ser determinante no perfil de consumo desta nova tecnologia.

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Mercado em crescimento demanda novas tecnologias Já existem no mercado aparelhos para verificação da quantidade de água no leite. Os mais utilizados são o densímetro e o crioscópio. Nenhum deles utiliza o princípio físico da condutividade elétrica. O densímetro analisa a composição do leite pela sua densidade, baseado em padrões pré-estabelecidos.

O ponto fraco desse método é que, mesmo quando há acréscimo de água, o que alteraria a densidade do leite, a adulteração pode ser mascarada acrescentando-se sal à bebida. “O sal faz aumentar a condutividade do leite, fazendo parecer que está dentro dos padrões normais”, alerta Valenzuella Bell.

O crioscópio determina a quantidade de água no leite a partir do seu ponto de congelamento, que varia de acordo com a quantidade de água. A desvantagem aqui é o custo. Pelo fato de ser importado, o produto chega a custar R$ 12 mil. O método também demanda quantidades maiores de leite, além de não detectar outras substâncias misturadas no líquido. Provavelmente, foi essa a razão da demora para que viesse a público o caso da adulteração de leite com a adição de soda cáustica, ocorrido no ano passado. Por dois anos, os fraudadores conseguiram burlar o resultado das análises do crioscópio, misturando soda cáustica na água para gerar um pH dentro dos padrões esperados, sem que o aparelho indicasse a presença desta substância.

Devido às suas pequenas dimensões, o transporte do aparelho é fácil, por isso pode ser deslocado até os locais de recolhimento do leite.

Pode funcionar com pilhas ou ligado à rede elétrica. Também exige quantidades mínimas de amostra para fazer os testes – dois a três mililitros. Essa característica permite que o aparelho também seja usado pelos Laboratórios de Qualidade do Leite, órgãos que realizam diversos tipos de medição no líquido, incluindo a quantidade de água. No aspecto funcionalidade, possui alto grau de sensibilidade, acusando até uma adição mínima de 3% de água e acréscimos de 1g/l de sal (NaCl).

Outro público potencialmente consumidor seriam as cooperativas de leite. Como o aparelho desenvolvido tem custo muito baixo em relação ao crioscópio e é mais confiável que o densímetro, constituiria uma alternativa viável para as pequenas cooperativas que, muitas vezes, deixam de fazer a verificação adequada da qualidade do leite que adquirem. Nesse sentido, a nova tecnologia possui significativo caráter social, pois pode contribuir com a política de controle de qualidade do leite ao possibilitar a inclusão de vários níveis da cadeia de produção no monitoramento do leite e uma remuneração mais justa aos bons produtores.

Contato: Maria José Valenzuela Bell l Fone: (32) 3229-3307 E-mail: mjbell@fisica.ufjf.br . programa de INCENTIVO À inovaçÃO 35

Cana-de-açúcar com qualidade genética superior

Sistema Lolita produz melhores mudas com benefícios para a agricultura e a bovinocultura Devido à crescente demanda do setor sucroalcooleiro e do agronegócio do leite, que utilizam em suas lavouras exemplares de cana-de-açúcar com genótipo superior, existem atualmente cerca de 180 variedades diferentes da planta cultivadas no Brasil. Novas variedades são geradas a todo o momento, mas os produtores não conseguem suprir a necessidade de mudas. Como ter acesso a essas variedades e reproduzir as mudas com qualidade genética melhor? O pesquisador da Embrapa, Leônidas Paixão Passos, criou um método mais barato, eficiente e de fácil aplicação para obter mudas de genótipo superior de cana-de-açúcar, denominado Sistema Lolita. A tecnologia surge em um momento muito propício. A perspectiva é de que possa suprir necessidades de duas importantes atividades econômicas: o setor sucroalcooleiro, que hoje não consegue atender toda a demanda por mudas, e os pequenos produtores, para os quais a aplicação do sistema vai permitir acesso a mudas de cana com genótipo superior. Com isso, o rebanho pode apresentar maior vitalidade durante a seca, período em que a cana serve de silagem.

Para fazer a propagação de mudas, grandes produtores do setor sucroalcooleiro utilizam biorreatores. Como as mudas de cana não podem ficar em contato com o meio líquido, o aparelho faz um gotejamento com substrato nutritivo para que a planta cresça. O sistema é caro, pois utiliza grande quantidade de componentes importados. E apesar de eficiente, há um alto índice de perdas na transferência da muda para o solo – entre 10 e 13%. Apenas grandes produtores utilizam esse sistema, e mesmo assim têm dificuldade de suprir a demanda. Uma parcela importante de produtores, em propriedades com menos de mil hectares, não têm acesso à produção de mudas pelas biofábricas. “Procuramos fornecer esse substrato importante para o arranque inicial da planta, mas sem o aparato caro”, explica Passos.

O sistema Lolita troca o biorreator convencional por um tipo de biorreator caseiro de baixo custo. Com ele, é possível conseguir um número de

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mudas similar ao do biorreator convencional, mas com um aporte de investimento infinitamente menor. A tecnologia poderia, desse modo, atender aos produtores médios, que representam em torno de 30% do setor sucroalcooleiro. As propriedades de médio porte (com 200 ou 300 hectares) poderiam ingressar nesse lucrativo mercado, pois teriam acesso ao insumo fundamental: as mudas sadias. Segundo o pesquisador, há potencial inclusive para atender a grandes produtores, que, por sinal, já demonstraram interesse pelo Sistema Lolita. “Uma das perspectivas do nosso projeto é fazer a comercialização do pacote, ou seja, o biorreator mais a metodologia”, acrescenta.

Lolita O processo se dá com a retirada de tecido da planta matriz e sua colocação em um substrato nutritivo. Mais tarde, é feito o plantio no solo. A planta recebe o substrato pelo meio líquido, mas, ao mesmo tempo, é fixada em um pequeno vaso contendo material semelhante à terra, o que garante melhor aclimatação e menores perdas (entre 2% e 4%). Não há a necessidade de um equipamento especial para o manejo da muda, que fica em contato com meio líquido de forma indireta. A obtenção dos genótipos superiores para serem propagados pelo Lolita pode ser feita com um único exemplar adulto, comprado diretamente com os usineiros que vendem a cana in natura.

A nova tecnologia, portanto, otimiza a metodologia para a cultura de todos esses genótipos superiores e aperfeiçoa a técnica de micropropagação in vitro ao alterar a forma do receptáculo de armazenamento. Também resolve um ponto de estrangulamento da geração das mudas: a aclimatação com o meio em que será cultivada, pelo fato de a propagação ser híbrida, entre meio líquido e sólido. Outra vantagem é que ela diminui o risco de contaminações a níveis extremamente baixos. Segundo Passos, com o uso continuado de ferramentas de propagação, algumas variedades, como por exemplo, as destinadas ao uso medicinal, tendem a adquirir viroses e perder o vigor. “No nosso processo, adicionamos técnicas de controle de vírus com as quais nós conseguimos recuperar essas variedades, tornando-as disponíveis novamente”, conta.

Nos testes já realizados com o Lolita, a cada gema retirada da cana-deaçúcar obtiveram-se 20 mudas plantadas. O tempo de crescimento da planta até o momento do corte foi de seis meses – a metade do tempo das mudas obtidas pelo método tradicional. O protótipo já existe. A pesquisa está em fase de desenvolvimento do produto final, que inclui testes com genótipos superiores e com amostras maiores para confirmar estatisticamente a eficiência da técnica.

Apelo social Apesar do potencial para atender o setor sucroalcooleiro, a motivação inicial do pesquisador da Embrapa foi disponibilizar mudas de cana com genótipo superior para o pequeno produtor dedicado à bovinocultura de leite e inserido na agricultura familiar. “As melhores variedades de cana usadas para a produção de álcool e açúcar são também as que oferecem melhor nutrição para o gado leiteiro”, lembra Passos. Os animais são alimentados com cana no inverno. Com o sistema Lolita, que é mais simples que o biorreator, a idéia é obter as variedades superiores, fazer a propagação e permitir a esses pequenos produtores, em propriedades com 50 hectares, ou menos, a utilização das mudas. “Na verdade, muitos são excluídos dos benefícios do melhoramento genético e essa técnica pode mudar essa situação”, explica. Segundo o pesquisador da Embrapa, a técnica possui também uma intensa nutrição inicial da muda para auxiliar os produtores que não possuem recursos para gastar com adubo ou com calagem do solo (adição de calcário para corrigir o pH). O ideal é que eles plantem a cana com o mínimo de insumos, mas com sustentabilidade econômica e ambiental para atender à produção do leite. Minas Gerais é o maior produtor de leite do país, atividade alimentada basicamente pela agricultura familiar. A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) detém determinados direitos de propriedade intelectual com relação a essa tecnologia.

Garantia de produtividade Cultivar cana-de-açúcar com genótipo superior oferece ganhos de produtividade e qualidade. As mudas propagadas in vitro ficam em contato com

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Transferência de embriões em cabras e ovelhas ganha tecnologia mais eficiente

De fácil manuseio, aparelho permite utilização durante toda a vida reprodutiva das fêmeas e sem causar seqüelas Um aparelho para coletar embriões em cabras e ovelhas. Essa foi a tecnologia desenvolvida pelos pesquisadores José Henrique Bruschi, Jeferson Ferreira da Fonseca e Rui da Silva Verneque, da Embrapa Gado de Leite. O principal diferencial

uma composição nutritiva completa. São 21 elementos químicos, a maioria metais. Para que a nutrição aconteça, eles precisam estar em proporção equilibrada. Além disso, o meio tem que estar devidamente aerado e com pH adequado. No solo, esse equilíbrio é afetado. Cerca de 90% do terreno brasileiro é ácido e tem toxidez para o alumínio. Uma das saídas para corrigir o problema é realizar a calagem.

Pode-se plantar nessas condições, mas com menor rendimento.

Outras aplicações A técnica poderá ser adaptada para outras espécies que apresentem dificuldades para produzir mudas em larga escala. Alguns exemplos são gramíneas como o capim estrela, que possui alto valor nutritivo para o gado, mas é de difícil propagação. Outra alternativa são leguminosas nobres, por exemplo, a alfafa, ervilha e a chicória, cujas sementes têm preço elevado.

Contato: Leônidas Paixão Passos l Fone: (32) 3249-4882 l E-mail: lpassos@cnpgl.embrapa.br .

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do produto é ser específico para caprinos e ovinos. Isso proporciona grandes vantagens em relação às tecnologias disponíveis atualmente, especialmente em relação ao custo e à funcionalidade do equipamento, além de oferecer assepsia e bem-estar dos animais durante e após o procedimento.

A transferência de embriões é uma técnica utilizada para melhorar a qualidade genética dos animais de uma propriedade. Ela consiste em identificar animais com genótipos superiores, submetê-los à superovulação e ao acasalamento e coletar seus embriões. Há duas maneiras para se fazer a coleta: por método cirúrgico, por laparatomia ou laparascopia ou pela via transcervical, que permite atingir as tubas uterinas através da vagina e do útero. Fora do Brasil o método cirúrgico é o mais utilizado. Apesar de eficiente, ele diminui a vida útil da fêmea, pois as várias cirurgias provocam a aderência dos órgãos do animal. Por este método é possível realizar, no máximo, quatro coletas de uma doadora. Além disso, para realizar as cirurgias é necessário deslocar o animal da propriedade, submetendo-o a um estresse indesejado. “Uma boa cabra é a que produz muito leite e isso consome muito hormônio. Não é aconselhável misturar esse processo com uma condição estressante”, explica Bruschi.

Os métodos cirúrgicos também exigem alto grau de assepsia por causa da possibilidade de contaminação. Outro fator que torna esse método desaconselhável é que as doadoras de embrião, devido ao seu alto potencial produtivo, são animais caros. “O ideal é evitar transportá-las para diminuir o estresse e o risco de acidentes”, complementa.

Esses são alguns motivos que tornam a coleta via transcervical o método mais usado no Brasil. Entretanto, o aparelho utilizado hoje para fazer a coleta é o mesmo circuito usado em bovinos, isto é, um equipamento que não foi idealizado a partir da anatomia das cabras e ovelhas. Este foi o problema que os pesquisadores da Embrapa solucionaram ao desenvolver um equipamento exclusivo para fazer a coleta via transcervical em caprinos e ovinos. O circuito por onde os embriões transitam tem comprimento e diâmetro menores do que o usado em bovinos, além de ser mais fácil de manusear. A tecnologia proposta pode ser utilizada durante toda a vida reprodutiva da fêmea, não causa seqüelas após o procedimento e permite coletar uma média de 85% dos embriões.

“O circuito que desenvolvemos também proporciona maior bem estar durante a coleta, já que o aparelho bovino, por ter calibre maior, apresenta mais chance de machucar o animal”, aponta Bruschi. Outra vantagem é não desperdiçar o material utilizado durante a coleta, um tipo de diluente que faz a lavagem uterina e coleta os embriões ali depositados.

SISTEMA ELIMINA CONTAMINAÇÃO A coleta de embriões pela via transcervical é feita em campo, por isso é fundamental que o circuito utilizado impeça qualquer tipo de contaminação. Uma 42 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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importante inovação do equipamento desenvolvido na Embrapa é o fato de se tratar de um circuito fechado, que impede o contato do material coletado com o meio externo, evitando tanto perdas de embriões por contaminação, como a infecção das doadoras e receptoras. A tecnologia incorporou uma torneira ligada a três vias de trânsito de material: uma via fica em contato com a bolsa contendo a solução de lavagem, outra serve para a coleta de material e uma terceira é exclusiva para encaminhar o lavado uterino ao filtro de embriões. “O aparelho para bovinos tem apenas duas vias, por isso a mesma via que coleta os embriões no útero da doadora é retirada do animal e colocada no filtro de embriões. Como eles são muito frágeis, a mínima contaminação pode inviabilizar o uso”, esclarece o pesquisador. O circuito para cabras e ovelhas garante total assepsia para o procedimento. O tempo de realização de todo o processo é de aproximadamente sete minutos. Os testes realizados até agora apresentaram resultado zero para nível de contaminação e um índice de 72% de receptoras prenhes.

A pesquisa está na fase final. Um protótipo foi elaborado pela empresa DiskLab Ltda, com sede em Belo Horizonte, uma candidata a licenciar a tecnologia.

Outra possibilidade é criar uma spin off para fabricar e comercializar o produto cujo preço deve ser inferior ao circuito para bovinos. Como a tecnologia é inédita no mercado, além de ser mais barata, mais eficiente e não causar danos aos animais, a perspectiva é de que o método seja bem aceito no mercado de caprinos e ovinos.

MERCADO EM ASCENSÃO Embora tradicionais no Sul e Nordeste do Brasil, a caprinocultura e a ovinocultura são atividades relativamente novas na região Sudeste. Os carneiros criados aqui pertencem às raças chamadas de deslanadas, isto é, desprovidas de lã. Conhecidas no Nordeste brasileiro há mais de um século, acredita-se que a substituição da lã pela pelagem curta foi um mecanismo de adaptação usado pelo organismo desses animais para se adaptar ao ambiente quente e seco da região nordestina.

Eles apresentam grande rusticidade, menor exigência em relação aos pastos e, ao mesmo tempo, produzem excelentes peles e boa carne. Já a criação de caprinos no Sudeste está ligada principalmente às boas perspectivas de crescimento do mercado leiteiro. Segundo o pesquisador da Embrapa, até o final da década de 70, o Sudeste não tinha grandes criatórios de cabras leiteiras. Em 1978, no entanto, o queijo de cabra, até então um produto importado, foi considerado supérfluo e sua importação para o Brasil foi proibida. “Na época cerca de 300 toneladas de queijo deixaram de entrar no Brasil, a cada ano”, lembra Bruschi. “Muitas pessoas viram aí uma oportunidade e resolveram entrar nesse mercado”, completa.

Pouco depois, em 1985, foi divulgado no Brasil o resultado dos trabalhos de uma médica alergista inglesa descrevendo um processo alérgico à proteína do leite de vaca, que acometia 15% dos recém-nascidos, e o sucesso do tratamento com a 44 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

substituição do leite de vaca pelo de cabra. Com isso, além do mercado de queijos, abriu-se também a possibilidade de mercado para o leite de cabra in natura, um leite que possui moléculas de gordura de tamanho reduzido e menor quantidade de proteínas alergênicas. Finalmente, hoje também já se sabe que tanto as carnes de cabrito como as de cordeiro possuem baixas taxas de colesterol e gordura. A cada dia produtos como esses são mais consumidos por pessoas com problemas digestivos, por alérgicos ou, simplesmente, por aqueles que se preocupam com a qualidade de vida, o que configura a possibilidade de atingir o mercado dos alimentos funcionais.

Outro fator importante que reforça o contexto positivo para disseminação da técnica de transferência de embriões e a conseqüente necessidade do circuito específico para pequenos ruminantes é a proibição, por parte do governo brasileiro, da importação de animais ou sêmen, em razão da chamada doença da vaca louca, porque caprinos e ovinos poderiam ser transmissores portadores do vírus causador da doença. “Antes da proibição, essa era a alternativa para o produtor melhorar a produtividade do seu plantel. Os criadores traziam caprinos principalmente da Suíça e da França”, explica Bruschi. “Hoje, a única forma de se importar material genético é pela transferência de embriões”.

A taxa de crescimento do mercado de caprinos e ovinos no Brasil é de 2,5% ao ano, um contexto que leva a crer que a atividade está ganhando, a cada dia, maior importância no agronegócio brasileiro. Os consumidores para a tecnologia desenvolvida são os criadores que queiram trabalhar com genótipos superiores de cabras e ovelhas e promover sua reprodução. Após serem coletados, os embriões podem ser congelados ou transferidos para receptoras e podem ser vendidos em ambas as formas. A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) detém determinados direitos de propriedade intelectual com relação a essa tecnologia.

Contato: José Henrique Bruschi l Fone: (32) 3249-4900 E-mail: henrique@cnpgl.embrapa.br . programa de INCENTIVO À inovaçÃO 45

Matéria-prima biodegradável para a indústria de cosméticos

Pesquisadoras substituem derivados do petróleo por meio de compostos químicos sintetizados com produtos naturais O Brasil é o terceiro maior mercado consumidor de cosméticos no mundo, perdendo apenas para os Estados Unidos e o Japão. Em 2006, a população brasileira gastou US$ 18,2 bilhões em produtos de higiene e limpeza. Segundo dados da Associação Brasileira da Indústria de Higiene Pessoal, Perfumaria e Cosméticos (ABIHPEC), as projeções para o faturamento este ano apontam um crescimento de 12,3% para o setor em relação ao ano passado. Com a expansão deste mercado, especialistas e pesquisadores, preocupados em buscar matérias-primas e processos sustentáveis em todos os ramos industriais, estudam a substituição de derivados do petróleo no processo produtivo. É o caso das pesquisadoras Mireille Le Hyaric e Roberta Cristina Novaes dos Reis, e das alunas de iniciação científica Luana S. M. Forezi e Camila G. de Almeida, do Departamento de Química da UFJF. Elas estão envolvidas na síntese dos chamados compostos anfifílicos a partir de fontes químicas renováveis: os ácidos graxos e açúcares.

Os compostos anfifílicos ou surfactantes constituem uma classe importante de compostos químicos amplamente utilizados em diversos setores industriais. Suas propriedades especiais os tornam adequados para uma ampla gama de aplicações, como detergência, emulsificação, lubrificação, capacidade espumante ou anti-espumante, solubilização e dispersão de fases. A maior utilização dos surfactantes se concentra na indústria de produtos de limpeza (sabão e detergente), na indústria de petróleo e na indústria de cosméticos e produtos de higiene.

A grande maioria dos surfactantes disponíveis comercialmente é sintetizada a partir de derivados de petróleo.

A principal vantagem competitiva dos novos compostos é a fonte da síntese. Óleos e gorduras de fonte animal ou vegetal contêm ácidos graxos, enquanto a frutose (açúcar das frutas) e a sacarose (presente na cana-de-açúcar) são açúcares.

O novo surfactante, sintetizado a partir de produtos naturais facilmente encontrados na natureza, desempenha as mesmas funções que os compostos de origem petroquímica, mas com custo e impacto ambiental menores. E são

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A pesquisa ainda está em fase inicial, mas as pesquisadoras já estão escrevendo o pedido de patente com o objetivo de licenciar a tecnologia para empresas do setor de cosméticos. A utilização da tecnologia não demanda substituição de equipamentos, novos métodos de manuseio, armazenamento ou de controle de qualidade para realizar a síntese. “O que será substituído é a fonte das quais serão obtidos os surfactantes”, reforça Le Hyaric. Assim, as empresas que já realizam a síntese usando matéria-prima com origem no petróleo não precisarão fazer investimentos em novos maquinários.

Os primeiros experimentos já foram efetuados, ainda com um número limitado de microorganismos. “Caso não haja toxicidade, serão feitos testes para estudar a ação do produto em pele animal”, adianta Le Hyaric. Além disso, segundo ela, para comprovar se os compostos são mesmo biodegradáveis, serão realizados experimentos com bactérias para averiguar se elas podem digerir o produto.

O crescimento do setor de cosméticos, cada vez mais importante para a economia do Brasil, mostra o grande potencial desse produto. A tendência de substituir surfactantes sintéticos pelos naturais, de fonte renovável e com baixo custo, forma um contexto adequado para a chegada do produto ao mercado.

biodegradáveis. “Eles podem ser degradados por algumas bactérias presentes na natureza, o que reduz enormemente seu impacto no meio ambiente”, explica Le Hyaric.

Os surfactantes sintetizados a partir de substratos renováveis possuem grande diversidade química, possibilitando aplicações específicas para cada caso. A aplicação priorizada pelo projeto é a indústria de cosméticos. De acordo com Le Hyaric, os testes realizados até agora mostram uma atividade antibacteriana significativa pelos compostos. “Isso pode ser aproveitado em produtos como xampus, condicionadores, sabonetes, desodorantes e cremes dentais, entre outros”, acredita a pesquisadora. Como o custo previsto para o novo composto é bem menor que o utilizado atualmente pela indústria cosmética, é possível que haja redução no preço do produto final para o consumidor.

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1001 utilidades Os surfactantes são moléculas constituídas por uma porção hidrofóbica, isto é, que não demonstra afinidade com a água, e outra porção hidrofílica, que, ao contrário, tem afinidade com a substância. O fato de possuir grupos hidrofílicos e grupos hidrofóbicos na mesma molécula confere a esses compostos propriedades únicas. É por isso que eles podem ser utilizados de muitas maneiras. Algumas delas são: • Detergência: remoção de sujeira.

• Emulsificação: dar consistência e textura a uma substancia.

• Lubrificação: entram na formulação de óleos lubrificantes para veículos em geral.

• Capacidade espumante e anti-espumante: indústria de cosméticos e de produtos de limpeza.

• Aditivos em condimentos: na indústria alimentícia.

• Atividade antibacteriana, antifúngica, antiviral e antitumoral.

• Formulação de pesticidas e herbicidas.

• Aplicação na indústria petrolífera para dispersão do derramamento de óleos e limpeza de reservatórios.

• Fabricação de fármacos com propriedades anestésicas, tranqüilizantes, antihistamínicos, antiinflamatórias, narcóticas e antibacterianas, entre outras.

Contato: Mireille Le Hyaric l Fone: (32) 3229-3310 l E-mail: mireille.hyaric@ufjf.edu.br. programa de INCENTIVO À inovaçÃO 49

Projetos de iluminação mais baratos

Sistema eletrônico reduz custo com utilização de um único reator para acender série de lâmpadas fluorescentes O mundo avança gradativamente para o uso universal de lâmpadas elétricas de baixo consumo de energia, como as lâmpadas fluorescentes. Elas passaram a ser adotadas massivamente para uso doméstico no Brasil durante o racionamento de eletricidade, o chamado apagão, ocorrido em 2001. Além de consumir menos energia elétrica e iluminar mais, elas podem durar até 10 vezes mais que as lâmpadas incandescentes. Com o objetivo de tornar o uso dessas lâmpadas ainda mais eficiente e barato, o engenheiro eletricista, professor e pesquisador Henrique Antônio Carvalho Braga, da UFJF, desenvolveu um sistema de iluminação eletrônica de baixo custo para ser usado em projetos com lâmpadas fluorescentes.

Diferentemente das incandescentes, as lâmpadas fluorescentes funcionam pelo princípio da descarga elétrica de gases. Para iluminar o ambiente, elas necessitam de um suporte específico: soquetes (para o encaixe da lâmpada) e um reator, responsável por manter as condições elétricas dentro de determinados valores, antes e depois da partida ou acendimento. “Sem o reator, a lâmpada seria destruída por excesso de potência”, explica Braga. Há dois tipos de reatores no mercado: os eletromagnéticos e os eletrônicos. Há várias pesquisas voltadas para a otimização do uso dos reatores eletrônicos. O foco do projeto foi diminuir o custo desses reatores, reduzindo o número de peças usadas para construir o produto. O resultado é uma alternativa que cumpre as funções do reator eletrônico convencional, mas com menores custos de investimento, operação e manutenção.

O sistema de iluminação eletrônica de baixo custo proposto pelo pesquisador é constituído de um estágio retificador e um estágio de inversão de alta freqüência não-ressonante, capaz de acender um mínimo de duas lâmpadas em série.

Um único retificador, ao invés de alimentar somente uma lâmpada, como acontece em projetos convencionais, pode alimentar uma fila de pontos de luz contendo várias luminárias. A inovação do sistema está na forma de associação em série das lâmpadas, usando apenas um interruptor estático para cada conjunto de inversor não-ressonante. O retificador, por sua vez, emprega projeto e topologia convencional. Com isso, é possível acionar simultaneamente diversos conjuntos de

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Fototacômetro inova na manutenção de equipamentos rotativos industriais luminárias em paralelo, cada uma das quais contendo a unidade inversora alimentando duas lâmpadas associadas em série. Isso reduz o investimento de implantação do projeto de iluminação.

Grandes projetos de iluminação Para aplicações domésticas convencionais e instalações com poucas luminárias, acredita-se que o novo conceito não traz muitos benefícios. Entretanto, para a iluminação de grandes superfícies (anfiteatros, galpões industriais e supermercados, entre outras), a idéia pode resultar em uma economia significativa. “Projetos para grandes instalações podem ter impacto econômico significativo, na medida em que os circuitos de iluminação ficarão mais simples, empregarão um número menor de elementos e usarão um único reator para acender várias lâmpadas”, acredita Braga. A economia acontece tanto em relação ao custo inicial como na manutenção do projeto, já que a quantidade de reatores utilizada é menor. “Quando ocorre um problema é mais fácil localizar a origem. Por exemplo, se toda uma fileira de lâmpadas se apagou, basta ir até o retificador e providenciar a manutenção ou a sua substituição”, explica o pesquisador.

O professor pretende transferir a tecnologia. A idéia é que os reatores sejam produzidos de maneira personalizada, de acordo com a necessidade do cliente final, ainda que módulos típicos possam ser fabricados previamente para atender às demandas de projetos mais comuns. Um mercado possível são as empresas fabricantes de lâmpadas, que poderiam se interessar pelo conceito do projeto, mais econômico tanto em termos de custo de implantação quanto em relação ao consumo de energia.

Nesse contexto, a tecnologia pode ser uma aliada no combate ao desperdício de energia elétrica. A Austrália anunciou este ano que vai eliminar gradualmente as lâmpadas incandescentes, que deverão deixar de ser vendidas em 2010 naquele país. A Philips, maior fabricante de lâmpadas do mundo, anunciou que vai deixar de comercializar os modelos incandescentes na Europa e nos Estados Unidos até 2016.

Aparelho agrega tecnologia laser, filtragem óptica, microcontroladores e transmissão de dados wireless Motores, bombas, ventiladores, exaustores e várias outras máquinas rotativas presentes em plantas industriais precisam estar, sempre, bem balanceadas. Desbalanceamentos provocam vibrações, as quais podem provocar danos aos equipamentos, interferindo na linha de produção e podendo causar prejuízos elevados para a empresa. Com o objetivo de criar um equipamento nacional, de baixo custo e alta tecnologia para ser usado em procedimentos de correção de desbalanceamentos e máquinas rotativas, o pesquisador Virgílio de Carvalho dos Anjos, físico do Instituto de Ciências Exatas da UFJF, desenvolveu um fototacô-

Contato: Henrique Antônio Carvalho Braga l Fone: (32) 2102-3458 E-mail: henrique.braga@ufjf.edu.br .

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metro a laser. “Partimos da seguinte idéia: fazer um equipamento baseado em princípios já comprovados, mas com aperfeiçoamentos inéditos internacionalmente”, informa Virgílio.

O fototacômetro desenvolvido por Virgílio, juntamente com os pesquisadores José Cássio Scheffer, Maria José Valenzuella Bell e Robson Ferenzini, utiliza um princípio básico da física, a reflexão da luz. Agrega tecnologia laser, filtragem óptica, microcontroladores e transmissão de dados wireless. O resultado é um equipamento que une duas funcionalidades: visualizar a velocidade de rotação por meio de um display LCD e fornecer um sinal de referência de fase para procedimento de balanceamento. Atualmente, sistemas de correção de desbalanceamento consistem geralmente de um sistema microprocessado, um sensor de vibração e uma referência de fase. A massa de correção do desbalanceamento e seu ângulo de posicionamento são calculados respectivamente através do sinal fornecido pelo sensor de vibração e o pulso de referência de fase. Neste conjunto o fototacômetro fica encarregado de fornecer a referência de fase. O fototacômetro emite um feixe de laser semicondutor que é refletido em uma fita adesiva reflexiva posicionada no equipamento a ser balanceado. Obtém-se então um sinal com o qual é calculado o ângulo de posicionamento da massa de correção em relação à fita reflexiva. O equipamento será praticamente imune a interferências externas pois o feixe laser é modulado em freqüência, e o sinal óptico refletido é filtrado em comprimentos de onda de luz específicos.

A tecnologia disponível hoje em termos de fototacômetro a laser é importada, de preço elevado, e não apresenta o nível de sofisticação deste projeto.

A falha inesperada de um equipamento em uma planta industrial pode representar altíssimo custo, tanto em manutenção como em fluxo de produção. Devido a isto, atualmente as empresas têm, cada vez mais, adotado práticas de manutenção preditiva. Trata-se de um monitoramento periódico de parâmetros em equipamentos industriais, os quais podem fornecer informações sobre o estado do equipamento. Uma das técnicas utilizadas é análise de vibrações mecânicas. Esta técnica, entre outras coisas, permite uma análise bastante precisa da condição de funcionamento de equipamentos rotativos. O nível de desbalanceamento de um rotor é uma das informações que podem ser obtidas com esta técnica. Com base nestas informações o setor de manutenção pode programar os procedimentos de balanceamento de forma organizada, otimizando fluxo de produção e custo de manutenção. O fototacômetro a laser é uma das ferramentas utilizadas nestes procedimentos.

O produto está sintonizado com esta crescente tendência de manutenção preditiva em plantas industriais. São técnicas que permitem aos setores de manutenção das empresas, não apenas detectar problemas antes que eles resultem em parada de máquina, mas também agir de modo pró-ativo, analisando a causa desses problemas. O desenvolvimento de tecnologias nacionais nesta área está então implicitamente ligado ao desenvolvimento industrial brasileiro.

A motivação para iniciar o projeto foi uma demanda da Preditec Ltda. A empresa, uma spin off da UFJF, é especializada em prestação de serviços de manutenção preditiva industrial e será a responsável pela realização dos testes em campo dos protótipos desenvolvidos no projeto. Um protótipo bastante limitado, se comparado ao novo projeto, já vem 54 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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Rastreador monitora e previne acidentes ferroviários

Sistema acoplado aos rolamentos dos vagões capta, armazena e transmite informações geradas por sensores A segurança da malha ferroviária envolve uma etapa fundamental: o monitoramento contínuo da temperatura dos rolamentos dos vagões. A partir de certa faixa de aquecimento, o risco de descarrilamentos é muito alto. Acidentes dessa natureza acarretam grande prejuízo financeiro pela perda da carga, danos aos vagões, contaminação do meio ambiente dependendo do tipo de carregamento e, o mais grave, danos às pessoas. Daí a importância de minimizar esse risco. O pesquisador José Luis Bellini Leite, analista da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) em Juiz de Fora, em parceria com a Vale Verde Assessoria Agropecuária e Informática Ltda., desenvolveu um protótipo de rastreador para monitorar de forma barata e eficiente a temperatura dos rolamentos dos trens. O sistema permite captar, armazenar e transmitir informações geradas por sensores acoplados aos rolamentos nos vagões. sendo utilizado com sucesso pela Preditec em serviços de balanceamento de máquinas rotativas em indústrias em todo o Brasil. A tecnologia deve ser transferida para a empresa com o apoio do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (Critt), que também vai auxiliar a equipe do projeto a registrar patente nacional e internacional da tecnologia. Além de substituir fototacômetros importados, há potencial para exportar o produto. A Preditec também investe, por conta própria, em três outros projetos nesta área: Sensor de vibração wireless, coletor/analisador de vibrações (capaz de fazer cálculos para balanceamentos) e monitor de condicionamento de equipamentos de longa distância via GSM. Pesquisa recente realizada pela Associação Brasileira de Manutenção (Abraman) revelou que os critérios utilizados pelas empresas na hora de contratar serviços de manutenção são qualidade, preço, experiência, prazo e tecnologia. O projeto atende a todos esses quesitos ao aliar alto grau de confiabilidade, menor custo em relação ao principal concorrente, transmissão remota de dados coletados na análise, redução da interferência da luminosidade do ambiente e mensuração precisa da referência de fase para balanceamento de máquinas rotativas.

Contato: Virgílio de Carvalho dos Anjos l Fone: (32) 3229-3307, ramal 237 E-mail: virgilio@fisica.ufjf.br .

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Existe uma tecnologia no mercado para fazer o monitoramento da temperatura dos rolamentos. Ela se baseia em um sistema de sensores a laser e fibras ópticas. Quando os vagões passam por esses sensores, eles medem a temperatura dos rolamentos. O sistema, importado, tem custo superior a R$ 20 milhões, pode apresentar falhas de comunicação e orientação para ações preventivas contra descarrilamentos. Há registro de acidentes que ocorreram porque a locomotiva estava dentro de um túnel no momento em que a central enviou o alerta sobre o aumento de temperatura nos rolamentos. “Nesse caso, o sensor detectou que a temperatura estava acima do normal, mandou a informação para a central, mas quando ela retornou o aviso para o maquinista, ele já tinha entrado no túnel e não conseguiu receber a mensagem. Assim que saiu do túnel, o trem descarrilou”, conta Abel Fernandes, da empresa Vale Verde, recém-graduada do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (Critt) da UFJF. Um evento como esse representa um custo milionário para a empresa de transporte. “Acarreta também uma crise de confiança nessas empresas. Foi aí que vimos uma oportunidade de oferecer uma solução barata e eficiente para resolver o problema adaptando uma tecnologia que nós já estávamos desenvolvendo”, conta.

Sensores com várias aplicações Antes de trabalhar com os rastreadores para aplicação na área de logística, os pesquisadores já trabalhavam em um equipamento mais geral, que fosse capaz de captar, armazenar e transmitir informações geradas por sensores. “Nossa idéia era desenvolver um sistema flexível, que pudesse ser programado de acordo com o que se quisesse medir, bastando para isso fazer adaptações no sistema e no conjunto de sensores a ser utilizado”, lembra Bellini. O novo rastreador tem capacidade de armazenar até 8 mil leituras, permitindo configuração do intervalo de armazenamento e do início da transmissão de dados. Os dados coletados são enviados a uma plataforma central. A transmissão é feita via rádio pelo sistema conhecido como ZigBee, tecnologia que permite a transmissão de dados a uma distância de 50 metros. Isso atende à necessidade de oferecer um fluxo rápido de informações. O projeto original possui um GPS (Global Positioning System) para informar o posicionamento geográfico.

A primeira aplicação da tecnologia foi pensada para fins de pesquisa de campo em comportamento de bovinos. Nessa aplicação, o equipamento é acoplado ao pescoço do animal para coletar informações geradas por sensores que medem temperatura e posicionamento geográfico e outras variáveis de interesse da pesquisa. O rastreador pode receber até 280 tipos de informações diferentes. Estes dados, então, são enviados para a central, transformando-se assim em material de pesquisa. Os diferenciais que a tecnologia oferece são a facilidade e a precisão com que os dados são disponibilizados para o pesquisador. Testes realizados com o protótipo foram iniciados na Embrapa Gado de Leite, em Juiz de Fora.

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Logística A tecnologia proposta pelos pesquisadores para a área de logística, mais especificamente para empresas que operam a malha ferroviária, será capaz de mensurar a temperatura dos rolamentos, por meio de sensores acoplados a eles (termômetros) que enviam a informação para o rastreador, que por sua vez possuirá um sistema inteligente de alerta disponibilizado na cabine do maquinista. A informação poderá ainda ser enviada via satélite para uma central de monitoramento localizada na empresa. “Colocando-se um termômetro em cada rolamento, em vez de fazer o monitoramento somente em pontos de passagem específicos, podemos monitorar, em tempo real, a temperatura e alertar o maquinista independente de ação de terceiros”, ressalta Bellini.

O sistema permite ainda o monitoramento de outras variáveis de interesse, seja da carga ou da manutenção de vagões e locomotivas funcionando em um esquema de rede. Por meio dele, o coletor central envia solicitações de transmissão de dados a todos os coletores, obtendo dessa forma um conjunto importante de informações. Os dados são transmitidos à sede da empresa para análise e tomada de decisão, além de servirem para acompanhamento do desempenho do vagão e/ou da locomotiva.

Um protótipo específico será aprimorado para essa aplicação, pois ela exige grande robustez, principalmente na estrutura física. A principal vantagem em relação ao sistema a laser é o preço, já que a tecnologia utiliza matéria-prima bem mais barata. A manutenção também é mais simples. “Como está estruturada em módulos, os reparos podem ser feitos pontualmente, reduzindo custos por parte da empresa”, explica Bellini. O sensor mais importante no projeto é o de temperatura, mas outros podem ser adicionados caso haja interesse do cliente, por exemplo, o GPS. Na verdade, o rastreador pode suportar até 255 sensores diferentes. Assim, 255 variáveis podem ser monitoradas e avaliadas em tempo real. A empresa MRS Logística mostrou-se interessada na tecnologia. Ela pode ser uma investidora no aperfeiçoamento do protótipo e possível compradora dos rastreadores. A empresa teve interesse ainda em testar a tecnologia em seus veículos de manutenção. O objetivo é a otimização do trabalho das equipes de manutenção e sua agilização no atendimento de chamadas. A Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) detém determinados direitos de propriedade intelectual com relação a essa tecnologia.

Transporte por ferrovias volta a crescer As concessionárias de ferrovias devem transportar 280,6 bilhões de TKU (toneladas por quilômetro útil) em 2008 de acordo com previsão da Associação Nacional dos Transportadores Ferroviários (ANTF). Isso representa uma elevação de 9% em relação a 2007. Ainda segundo dados da ANTF, esse crescimento se deve à expansão da demanda por transporte ferroviário e aos investimentos feitos pelas companhias.

Neste ano, estão previstos aportes de mais R$ 2,585 bilhões por parte das concessionárias. Atualmente, o sistema ferroviário brasileiro conta com cerca de 2,6 mil loco60 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

motivas e aproximadamente 90 mil vagões. No ano passado, entraram em operação mais 5.793 vagões novos e 184 locomotivas.

Um boi na frente do trem Na produção de gado leiteiro, é importante saber quando o animal está no cio, pois quando fica prenhe e gera uma nova cria, um novo ciclo de produção de leite é iniciado. Essa produção tem um pico e depois começa a cair. Portanto, os ciclos são reiniciados quando se detecta o cio do animal e se consegue sua prenhês. “Se o produtor não detecta que o animal está no cio, passa o período fértil, o animal não recebe inseminação e perdese esse ciclo de produção. Isso alonga o período entre partos, o que significa produzir menos leite e menos animais”, explica Bellini. Esse enorme impacto econômico poderia ser evitado com o entendimento do comportamento sexual dos animais.

As pesquisas sobre comportamento animal têm, portanto, relação direta com a produção do gado leiteiro. Elas fornecem subsídios para o produtor identificar quando um animal entra em cio. Segundo o analista da Embrapa, trata-se de um trabalho difícil porque os profissionais que trabalham nessa área têm que passar horas em campo observando o comportamento dos animais. “Pensamos em racionalizar o procedimento criando um mecanismo de monitoramento que indicasse mudanças no comportamento dos animais sem que a pessoa tenha que ficar observando in loco”, conta Bellini. A necessidade surgiu em um projeto conjunto com a Faculdade de Engenharia Agrícola (Feagri) da Unicamp, onde um dos objetivos era desenvolver um sistema que gerasse dados relevantes para a produção de leite com bovinos. “A idéia inicial do projeto era coletar as informações, depois armazená-las e, então, transmiti-las de modo que ficassem disponíveis para o pesquisador”, explica o analista da Embrapa. Como o sistema foi construído para medir outras variáveis de interesse, posteriormente foi adaptado para o rastreamento na área de logística. A empresa Vale Verde, que auxiliou no desenvolvimento do rastreador para a pesquisa, tem interesse em continuar a parceria para a adaptação do coletor para o atendimento das necessidades da logística.

Contato: José Luiz Bellini Leite l Fone: (32) 3249-4892 l E-mail: bellini@cnpgl.embrapa.br . programa de INCENTIVO À inovaçÃO 61

Sistema automatizado analisa defeitos em pavimentos e auxilia prevenção

Projeto recebeu o nome de Veículo Brasileiro para Avaliação de Rodovias (VBAR) Um buraco em uma rodovia não aparece do nada. O processo de ruína de um pavimento de asfalto sempre começa com uma pequena trinca. Com o passar do tempo, a ação do clima e o tráfego intenso fazem a trinca aumentar e, aos poucos, virar um perigoso obstáculo para motoristas e uma grande dor de cabeça para os administradores das rodovias. Um processo desenvolvido pelo pesquisador Edgar Ricardo Ferreira, engenheiro civil especialista em Mecânica dos Pavimentos e professor na UFJF, pode detectar defeitos em pavimentos de forma rápida, econômica, segura e totalmente automatizada. O projeto, que recebeu o nome de Veículo Brasileiro para Avaliação de Rodovias (VBAR), consiste em equipar um furgão com vários sensores ligados a um sofisticado software de análise de dados. Esse veículo percorre toda a extensão de uma rodovia com o objetivo de detectar, classificar, mensurar e definir o grau de intensidade dos defeitos superficiais dos pavimentos asfálticos. Também mede a irregularidade do pavimento, permite obter o perfil subsuperficial (abaixo do chão) e, finalmente, fazer levantamentos marginais da rodovia. O resultado é mais qualidade e segurança da malha rodoviária.

“Os maiores causadores de danos nas estradas são os caminhões de carga, por causa do peso, e o clima, basicamente o calor e a chuva no caso brasileiro.

Além disso, muitas vezes a rodovia não está adequada para o nível de carga que precisa suportar”, explica Ferreira. Para realizar algum tipo de intervenção em uma rodovia, a primeira coisa a fazer é avaliar a superfície do pavimento, identificando os tipos de defeitos existentes, sua severidade e sua extensão. Com essas informações é possível estimar as condições atuais e futuras de rolamento, segurança e suporte.

Em relação ao que se pratica hoje no Brasil, a tecnologia proposta tem como diferencial oferecer um processo automático, sem interferência humana – uma tendência mundial nessa área. Não há necessidade inter62 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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romper o fluxo de veículos na rodovia, já que o veículo avaliador e todo o conjunto de sensores que ele carrega foram projetados para trafegar na velocidade operacional. “As técnicas brasileiras são muito rudimentares. Já a tecnologia mais avançada, importada, é uma verdadeira ‘caixa preta’”, acredita Ferreira. Mas segundo o pesquisador, isso está mudando. Há uma tendência crescente na engenharia rodoviária de adotar procedimentos automatizados que gerem informações digitais. “Foi aí que eu vi uma oportunidade”, diz.

Análise detalhada em toda a rodovia A tecnologia agrega vários instrumentos de medição. Uma câmera fotográfica industrial robusta, de alta resolução, fica acoplada à traseira do veículo. Enquanto o carro se desloca na rodovia, a máquina fotografa o pavimento, obtendo imagens que serão transferidas para um computador, onde serão processadas e analisadas. O resultado será um inventário dos defeitos do pavimento.

Outro sensor informa o perfil da superfície do pavimento. Isso é necessário porque há um grande desconforto para os motoristas quando o eixo da pista começa a variar muito da posição em que foi projetado.

São as chamadas irregularidades longitudinais, um tipo de defeito funcional que normalmente ocorre por causa do excesso de peso na rodovia. Essas irregularidades têm que ser medidas e corrigidas. Outro equipamento chamado GPR permite, de forma contínua e com alta resolução, o mapeamento das camadas que constituem a estrutura do pavimento. O aparelho 64 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

informa o que há nas camadas subsuperficiais, a cerca de um metro de profundidade, coletando dados importantes para a avaliação dos defeitos. O veículo avaliador também utiliza filmadoras voltadas para o acostamento da rodovia que vão registrar, por exemplo, as condições das placas de sinalização, do acostamento e das drenagens superficiais. Todos os sensores ficam sincronizados com a velocidade do veículo. Os dados obtidos servirão para se fazer a avaliação do pavimento e, a partir daí, decidir onde, como e quando intervir na recuperação da rodovia.

O grande mérito do projeto é a sofisticação do software, baseado em algoritmos que processam as informações. “Utilizo sensores disponíveis no mercado, mas os organizo para que eles façam uma análise detalhada – funcional e estrutural – das condições do pavimento por meio desse programa de computador”, afirma o pesquisador.

Prevenção Uma importante vantagem da tecnologia desenvolvida é a possibilidade de gerar um banco de informações que permita o acompanhamento da qualidade das rodovias, a comparação dos defeitos e sua ocorrência ao longo do tempo. As informações armazenadas em um banco de dados poderiam ser usadas em programas de modelo de desempenho de pavimento brasileiro. Os modelos permitiriam determinar o desgaste do pavimento analisado – por exemplo, em quanto tempo uma trinca vai se transformar em um buraco. Assim, torna-se possível planejar intervenções. “Se você deixa para fazer a intervenção mais tarde, o custo será sempre crescente, porque o pavimento não se recupera. O uso só faz piorar as condições do asfalto”, alerta o pesquisador. Outro benefício é a possibilidade de determinar quais ações serão priorizadas no caso de uma rodovia com problemas em vários trechos. A maior contribuição dessa tecnologia é que sua utilização permitirá aos órgãos gestores de rodovias contar com dados para tomar decisões na hora certa, otimizando a utilização de recursos. Isso se traduzirá em maior segurança nas estradas e, conseqüentemente, em um número menor de vítimas de acidentes de trânsito.

A pesquisa já está avançada. Ferreira busca agora parceiros para construir um protótipo. As possibilidades de transferência para o mercado incluem o licenciamento ou a criação de uma spin off (empresa nascida a partir de um grupo de pesquisa e voltada para a exploração de um produto ou serviço de alta tecnologia) que prestaria serviços para as concessionárias rodoviárias ou para o governo. Embora já seja conhecida fora do Brasil, não existem similares da tecnologia no país.

Contato: Edgar Ricardo Ferreira l Fone: (32) 8829.2124 l E-mail: edgarjf@superig.com.br . programa de INCENTIVO À inovaçÃO 65

Tecnologia inédita no Brasil auxilia gestão de recursos hídricos

Objetivo é analisar os parâmetros da circulação da água em reservatórios, rios e lagos A qualidade da água está diretamente relacionada à movimentação da massa d’água. Parada, é muito mais vulnerável a problemas de contaminação porque os processos de renovação são mais lentos. Quando associada à maior circulação, a água tem uma capacidade de se auto-restabelecer muito maior. Nesse sentido, determinar quais áreas de um reservatório de abastecimento de água têm mais ou menos circulação é uma informação que as companhias de saneamento poderiam considerar antes de definir os locais de captação de água. “Captar água onde ela tem mais circulação causaria impactos em relação à qualidade da água e em termos de custo de tratamento dessa água”, afirma Arcilan Trevenzoli Assireu, físico, pesquisador associado do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e professor do programa de pós-graduação em Ecologia da UFJF. Ele está desenvolvendo o Derivador Monitorado para Estudos da Qualidade da Água, equipamento que serve para analisar os parâmetros da circulação da água em reservatórios, rios e lagos. Além do apoio do Programa de Incentivo à Inovação (PII), a pesquisa recebeu financiamento, em diferentes fases, da empresa Furnas Centrais Elétricas e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

O derivador funciona da seguinte maneira: o equipamento é lançado na água, passando a ser conduzido pelos movimentos que estão ocorrendo nela. “O objetivo é quantificar estes movimentos. Isso é determinado pelas sucessivas posições do aparelho no tempo”, explica Assireu. O aparelho constitui-se de uma esfera em fibra de vidro. No interior, uma carga eletrônica capaz de codificar os sinais que o derivador está medindo. Um aparelho de GPS acoplado a um transmissor envia os dados para terra terra firme, onde será feita a análise.

“Uma vela de um metro de comprimento fica acoplada ao instrumento. Nós a chamamos de elemento de arrasto porque ela serve para conectar o instrumento ao movimento da água, minimizando a contribuição do vento sobre o derivador”, complementa. O transporte do equipamento tem que ser induzido pelo movimento da água e não do vento. Variando a profundidade da vela, é possível saber a

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O uso da água imprópria para o consumo é responsável por 60% dos doentes do mundo. Todos os dias, cerca de 4 mil crianças morrem em conseqüência de doenças relacionadas à má qualidade da água, como a diarréia.

velocidade associada à circulação do corpo d’água em diferentes profundidades.

O equipamento fornece assim informações sobre as áreas de maior e menor circulação do corpo d’água e também quais as direções dessa circulação – as chamadas regiões de convergência e divergência. Isso é importante porque, em caso de derramamento de poluentes em um lago, por exemplo, é possível saber em que direção a substância vai se espalhar, ou seja, qual a parte do reservatório ficará mais contaminada. Isso ajuda muito para definir medidas de contenção. As informações coletadas pelo derivador serão decodificadas e disponibilizadas em tempo real, constituindo um subsídio fundamental para garantir maior eficiência dos procedimentos de contenção de derramamentos tóxicos no caso de acidentes, como o que ocorreu na cidade de Cataguases (MG) em 2003, quando cerca de 600 mil pessoas em vários estados do país ficaram sem água.

Determinar regiões de convergência pode auxiliar também a identificar regiões com maior concentração de produtos que desqualificam a água para a irrigação ou o consumo. A agricultura é a atividade econômica que mais consome água e, segundo dados da Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO), esse consumo tende a crescer em torno de 15 a 30% nos próximos 30 anos, devido ao aumento da demanda por alimentos. A verificação da qualidade da água pode diminuir a transmissão de doenças e os gastos do governo com saúde pública.

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Tecnologia supre carência do mercado Estabelecer medidas de contenção é uma aplicação comum nos oceanos, onde os derivadores são usados já há muito tempo. Quando acontece um derramamento de óleo, por exemplo, esses equipamentos são lançados para se verificar para onde as correntes estão indo. A partir dessas informações, é feita a orientação e o gerenciamento das medidas de contenção do óleo.

Os derivadores oceânicos que fazem uso do posicionamento via GPS, usados hoje no Brasil, são importados. Motivado pela importância que representa o movimento da água para o correto gerenciamento dos recursos hídricos, o pesquisador passou a trabalhar no sentido de adequar o derivador oceânico para aplicá-lo em ecossistemas menores, como reservatórios, hidrelétricas, lagoas e lagos. Não há concorrentes nacionais para o produto. Na opinião de Assireu, o resultado do projeto, além de diminuir a dependência do país em relação à tecnologia estrangeira, é uma oportunidade de aumentar a capacitação técnica nacional na área de telemetria, circuitos eletrônicos e engenharia de flutuação, entre outras. Não há intenção de patentear a invenção. O modelo de negócio escolhido é criar uma spin off e prestar serviços para agências reguladoras de água, empresas públicas ou privadas que gerenciam recursos hídricos e centrais elétricas – agentes que compõem o perfil consumidor desta tecnologia. O protótipo já foi construído e está em fase de testes.

A possibilidade de inserção de sensores de qualidade de água coloca o equipamento em desenvolvimento no contexto do monitoramento por instrumentação automática e transmissão telemétrica de dados. Esses dados coletados são armazenados em uma memória e enviados em tempo real para a estação em terra. A telemetria aqui utilizada é um tipo de sistema eletrônico de transferência de dados sem fio que emite sinais de rádio contendo a posição geográfica do derivador ou outros dados. O sistema será empregado para facilitar a recuperação e o reaproveitamento dos derivadores. No oceano, dadas as dimensões envolvidas, o equipamento é descartado quando a bateria acaba, pois o custo da embarcação para buscá-lo é maior que o do próprio derivador.

A água é um recurso natural de valor inestimável. Mais que um insumo, é um recurso estratégico para o desenvolvimento econômico, fundamental para a manutenção dos ciclos biológicos, geológicos e químicos, que mantêm em equilíbrio os ecossistemas. A conservação da quantidade e da qualidade da água depende das condições naturais, mas também depende, e muito, da ação do homem nas bacias hidrográficas. Por isso, é necessário rigor na verificação de qualidade da água. “Aumentou muito a ocupação desordenada dessas bacias. Um exemplo programa de INCENTIVO À inovaçÃO 69

Pesquisadores produzem vidro em temperatura ambiente

Invenção foi possível com o emprego de materiais orgânicas e inorgânicos

é o excesso de fertilizantes que causa problemas sérios de contaminação”, alerta Assireu. A tecnologia encontra, portanto, um cenário bastante favorável para aplicação. Nunca houve tanta preocupação com os recursos hídricos. Assistimos a um processo em que a qualidade da água não acompanha o crescimento do consumo.

“Antes, a água in natura tinha uma boa qualidade. Hoje não é mais assim e o custo com o tratamento é muito alto”, afirma o pesquisador.

O vidro que conhecemos é obtido a partir de areia e calcário que, depois de misturados, são colocados em um forno. Submetida a temperaturas que podem chegar a 1.500°C, a mistura forma uma massa transparente com consistência de melado, chamada vidro fundido. Ao esfriar rapidamente, ela endurece e forma o vidro propriamente dito. A fabricação demanda, portanto, grande quantidade de energia para aquecimento dos fornos.

Pesquisadores do Departamento de Química da UFJF conseguiram, porém, produzir vidro à temperatura ambiente, a partir do emprego de materiais orgânicos e inorgânicos. O grupo é coordenado pelo professor Luiz Fernando Cappa de Oliveira e conta ainda com os pesquisadores Maurício Antônio Pereira da Silva, Douglas Faza Franco e Sidney José Lima Ribeiro. Entre as vantagens competitivas do novo material estão a significativa redução no consumo de energia para a produção e a possibilidade de incorporar novas características ao vidro, obtendo-se com isso novos usos.

Fazendo a água mexer A circulação dos corpos d’água depende de vários fatores. Dependendo das dimensões, ela pode variar muito em um mesmo reservatório. Acidentes geográficos, exposição ao vento (pontos mais ou menos abrigados ao vento), o tipo de entorno, todos esses fatores definem como será a resposta da massa d’água à forçante vento. Um entorno mais recortado ou mais regular, como nos costões, e a profundidade do reservatório são alguns dos fatores que interferem no comportamento, na velocidade e nas direções do corpo d’água. O fato de haver tantos aspectos envolvidos mostra a importância de se contar com o auxílio dos derivadores para fazer esse tipo de medição.

Contato: Arcilan Trevenzoli Assireu l Fone: (12) 3945-6893 E-mail: arcilan@dsr.inpe.br ou arcilan@ltid.inpe.br .

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Os vidros produzidos à temperatura ambiente têm aplicação exclusivamente tecnológica. Seu alvo, portanto, não é a indústria vidreira tradicional, mas o mercado que utiliza o material para finalidades especiais, tanto na área tecnológica como na acadêmica e industrial. Medidores de pH, filtros ópticos, baterias, vidros guias de ondas e vidros para janelas inteligentes são alguns exemplos de aplicação dos vidros híbridos. O vidro utilizado hoje para aplicações tecnológicas é produzido também a partir da sílica. “A idéia é oferecer alternativas mais baratas tendo em vista os altos preços praticados pela indústria de equipamentos de alta tecnologia”, diz Oliveira. O vidro híbrido não tem as características de um vidro resistente. Por outro lado, dependendo do material adicionado à mistura, adquire propriedades específicas que podem ser muito úteis na área de aplicações tecnológicas.

Inúmeras possibilidades Esta é uma das inovações do processo: gerar uma enorme gama de possíveis mudanças no material vítreo ao incorporar novos materiais no processo de fabricação. Em princípio, qualquer tipo de substância dopante (qualquer composto químico que, adicionado em pequenas quantidades a uma substância pura, altera as qualidades dessa substância), orgânica e/ou inorgânica, pode ser incorporada.

“O vidro comum é exposto a temperaturas médias de 1.200°C. Por isso, não é qualquer material que pode ser exposto a essas temperaturas”, lembra Oliveira. “Uma série de corantes – os corantes alimentares – não podem ser adicionados ao vidro comum, pois se decompõem a essas temperaturas. Mas como a síntese do nosso vidro híbrido é feita à temperatura ambiente, podemos usá-los em nosso processo”, completa. A vantagem do vidro híbrido poderia ser a sua fabricação segundo as exigências e especificações de cada equipamento que exige esse tipo de material.

A pesquisa começou por acaso. Um estudante que trabalhava no laboratório preparou uma mistura e a deixou descansando mais tempo do que deveria. Dois dias depois, tinha se solidificado. A partir daí, começaram os estudos sobre o que tinha acontecido. Algumas aplicações tecnológicas já foram testadas pelos pesquisadores em laboratório, como suporte dos medidores de pH ou índice de acidez. Os indicadores de pH estão presentes no vidro e, em contato com a amostra testada (água da piscina, por exemplo) fornecem coloração específica em função do seu índice de acidez. O vidro híbrido também pode ser dopado com sais de lítio. Com isso, pode-se conseguir o transporte de elétrons em reações de óxidoredução espontâneas – a mesma reação que ocorre no interior das pilhas.

Mesmo tendo várias opções devido às características do vidro híbrido, a aplicação da tecnologia priorizada no projeto é a utilização do material como filtro óptico, que se destina a filtrar certa faixa de freqüência de luz. “Quando temos um vidro de tonalidade verde, por exemplo, significa que as demais cores foram bloqueadas e somente a luz verde conseguiu atravessar o vidro. Nesse caso, o vidro funcionou como um filtro óptico para a cor verde”, explica o pesquisador Maurício 72 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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Silva, especialista na área de vidros que também trabalha no projeto. Filtros ópticos podem ser usados para melhorar a performance de equipamentos baseados em lasers, entre outras aplicações.

Uma restrição encontrada durante as pesquisas foi o comportamento do novo vidro em ambiente úmido. Após aproximadamente um mês de exposição à umidade, o material pode se decompor. Isso acontece porque ele absorve água do ambiente, sendo necessário novo processo de secagem. Entretanto, segundo Oliveira, caso as condições de uso sejam controladas, com vedação e utilização do vidro em atmosfera seca, a vida útil do material é indefinida. As pesquisas para a resolução do problema estão em desenvolvimento. O objetivo principal é estudar a estrutura molecular do vidro formado, buscando métodos de síntese que o tornem mais estável.

Leitor óptico de código de barra com nova tecnologia: SpinLaser

Nova tecnologia, batizada de SpinLaser, substitui o atual prisma de alta resolução Os códigos de barra foram desenvolvidos na década de 1940 como uma alternativa de identificação automática de produtos. Hoje, estão difundidos em todo o mundo, com uma utilização que vai muito além dos supermercados. A identificação por código de barras está presente nos hospitais, no controle dos estoques em empresas, nos bancos, nas bibliotecas, nos bancos de sangue, nos

Antiga invenção da humanidade A história da descoberta do vidro é bem antiga. Os primeiros registros datam de 5 mil anos a.C., quando mercadores fenícios descobriram acidentalmente o material ao acenderem uma fogueira na beira da praia. Quando eles apoiaram blocos de nitrato de sódio na fogueira para segurar as panelas, o fogo em contato com a areia e o nitrato de sódio originou um líquido transparente: o vidro. Material muito versátil, sua estrutura química é infinitamente variável, conduzindo, por isso, a um amplo leque de propriedades. Adapta-se de maneira ímpar à fabricação de recipientes. É inodoro, higiênico, fácil de limpar e pode ser completamente transparente. Além da forma plana, mais conhecida, o vidro pode ser usado em diversas aplicações, como as fibras de vidro usadas na indústria da construção ou para reforçar outros materiais como o plástico e o cimento.

Contato: Luiz Fernando Cappa de Oliveira l Fone: (32) 3229-3310, ramal 28 E-mail: luiz.oliveira@ufjf.edu.br .

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correios, no controle de acessos e em outras centenas de aplicações. Na UFJF, está em andamento o projeto de um novo leitor óptico de código de barra com novas funcionalidades. E o melhor: mais barato que os leitores vendidos hoje no mercado. O projeto é coordenado pelo físico José Paulo de Mendonça, professor da UFJF, e conta com o apoio de Felipe Campus Kitamura, estudante do curso de Medicina, e de Pedro Paulo Ferreira, aluno do curso de Física.

O leitor de código de barras possui um feixe de laser que transforma as barras presentes nos códigos em uma codificação binária. A seqüência de barras pretas e brancas é a representação de um pequeno conjunto de números e/ou letras, impressos de uma forma que o leitor óptico possa interpretar. Os leitores de códigos de barra utilizados hoje nos mais variados setores precisam de um prisma, uma peça de cristal de alta resolução que gira e faz a leitura das barras.

A grande inovação do leitor desenvolvido no projeto é que ele não utiliza o prisma de alta resolução para fazer a leitura e sim uma nova tecnologia desenvolvida pelos pesquisadores chamada SpinLaser (SL). O novo leitor deve ter preços significativamente mais baixos quando comparado com os atuais. A tecnologia SpinLaser permite ler qualquer tipo de código com a mesma eficiência dos leitores convencionais e ainda agrega funcionalidades inovadoras.

Outro diferencial é que ele dispensa a necessidade do fundo branco para fazer a leitura do código. Atualmente, não existem leitores que consigam realizar a leitura em fundo diferente de branco. Além disso, a nova tecnologia pode realizar até oito leituras simultâneas. Essa funcionalidade pode ser útil em terminais fixos de pesquisa de preço nos supermercados, onde até oito pessoas podem pesquisar códigos diferentes ao mesmo tempo. Além disso, ao contrário da maioria dos concorrentes, que só conseguem fazer a leitura a curta distância, o leitor consegue identificar códigos com até 50 cm de distância. Ao dispensar o componente importado, toda a eletrônica envolvida no equipamento foi simplificada. “Hoje, os custos de reposição são altos porque as peças são importadas.

Muitas vezes, não compensa fazer a manutenção e o usuário prefere trocar o aparelho. O leitor que desenvolvemos resolve o problema ao nacionalizar a manutenção”, explica.

O projeto está na fase de desenvolvimento do produto. Todas as funcionalidades já foram testadas com sucesso. A próxima fase é a criação de protótipos.

Uma das preocupações é usar um design prático para o usuário. A motivação para iniciar a pesquisa foi a demanda de uma empresa, que buscava um tipo de leitor de código de barras mais barato para ser oferecido ao mercado de supermercados e atacadistas. A tecnologia deve, portanto, ser transferida para essa empresa com o auxílio do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (Critt).

A empresa financia parte do projeto com bolsas para os estudantes. O tempo de 76 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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Inovação reduz tempo de atendimento nos restaurantes

Cliente pode solicitar seu pedido diretamente à cozinha, além de serviços como limpeza e fechamento da conta

vida útil do laser determina a vida útil dos leitores, que é de dois a três anos.

Embora existam vários fabricantes no mercado, os pesquisadores acreditam que as novas funções e o menor custo devam motivar os clientes finais a fazer a troca de seus leitores. Pelo seu caráter inovador e pela redução de preço, há grande potencial para exportação do produto final.

O cliente entra no restaurante, senta e faz o próprio pedido por meio de um dispositivo acoplado à mesa. Esse modelo de atendimento pode ser viabilizado por meio do MYO, sigla para Make your order, sistema idealizado pelo engenheiro eletricista André Diniz de Oliveira, professor do Colégio Técnico Universitário da Universidade Federal de Juiz de Fora (CTU-UFJF). A idéia do projeto foi da aluna Narjara Ribeiro, do Curso Técnico de Eletrotécnica. O objetivo é diminuir o tempo de atendimento nos restaurantes por meio de uma tecnologia barata que pode reduzir custos e ainda oferecer um diferencial para o estabelecimento.

A automação comercial na hora de fazer pedidos em restaurantes já é uma realidade. É comum encontrar estabelecimentos onde os garçons anotam os pedidos dos clientes em computadores de mão, os cha-

Por trás das barras Existem diferentes tipos de códigos, que variam conforme sua aplicação.

O UPC/EAN é usado para identificação de bens de consumo para o segmento do varejo. O código 39, desenvolvido para algumas indústrias que precisavam codificar o alfabeto e números em um único código, é usado largamente em diversos segmentos industriais. Já o código 128 é mais compacto, usado principalmente na indústria de transporte. O intercalado 2 de 5 também possui simbologia compacta, sendo usada em operadores logísticos. Outros exemplos são o Postnet, utilizado no serviço postal dos Estados Unidos, e o PDF417, semelhante a um quebra-cabeça, mais difundido no ramo hospitalar e farmacêutico.

Contato: José Paulo R. F. de Mendonça l Fone: (32) 3229-3307 l E-mail: jpaulo@fisica.ufjf.br .

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mados palm tops, que seguem diretamente para uma central na cozinha. Em outro modelo, o restaurante disponibiliza uma central de pedidos para onde o cliente se desloca para fazer o pedido. O MYO incorpora essas tecnologias de automação comercial, mas propõe um avanço: o próprio cliente faz o pedido. “O objetivo não é eliminar a figura do garçom, mas agilizar o atendimento. O cliente chega e faz o pedido que vai direto para a cozinha. Com isso ele poderá ser atendido mais rapidamente”, explica André Diniz. Em alguns tipos de estabelecimentos, é possível que haja redução de mão-de-obra, o que geraria economia para o proprietário e, possivelmente, a redução de preços para o consumidor.

O sistema permite também que o cliente solicite outros serviços como limpeza ou troca da mesa e a emissão de comandas. Isso porque ele mesmo encerra a conta e gera a nota fiscal. O cliente pode ainda controlar o valor da conta ao longo do atendimento. Da mesma maneira que o sistema acoplado à mesa envia dados, também pode receber informações. Outros diferenciais que o MYO oferece e que poderiam ser explorados pelo estabelecimento são a troca de mensagens entre as mesas e o envio de pequenas propagandas para os clientes sobre os serviços e produtos do restaurante.

Em um mercado altamente competitivo como o de restaurantes, esses serviços inovadores poderiam significar vantagens em relação aos concorrentes.

O MYO é composto por dispositivos simples, instalados nas mesas, com teclado e display para interface com o usuário. “Pensamos em algo que não ocupasse muito espaço, provavelmente baseado em touch screen e protegido, em caso de contato com bebidas e alimentos”, detalha André Diniz. O pequeno equipamento ficaria instalado na parte inferior da mesa para ser puxado, como uma gaveta, no momento do pedido. A interação da mesa com o computador central se daria por uma rede sem fio, usando transmissão por radio freqüência. Esse computador verifica continuamente o estado das mesas. Quando um pedido é feito, imediatamente uma sinalização correspondente repassa as informações ao operador para que as providências sejam tomadas.

O pesquisador pensou ainda em versões diferentes para o produto: uma mais básica voltada para bares, com botões pré-definidos, limitando as possibilidades de pedidos, mas facilitando o processo; outra, mais complexa, seria voltada para restaurantes que quisessem maior interação com o cliente. Nesse caso, eles poderiam criar um tipo de banco de dados com um histórico dos pedidos dos clientes para ajudá-los nas escolhas ou fazer sugestões. O mesmo software poderia ser utilizado para fazer o controle de estoques. Cada item retirado no atendimento a um pedido seria deduzido do total do estoque. Embora exista grande numero de concorrentes no mercado de automação comercial, a possibilidade de adaptar o MYO à necessidade específica de cada cliente pode ser um diferencial. Esse é um ponto forte, já que um único sistema tem condições de agregar diversos dispositivos.

Contato: André Diniz de Oliveira l Fone: (32) 4009-3009 l E-mail: andre.diniz@ufjf.edu.br .

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Acesso à internet pela rede elétrica

Essa é a nova opção para o usuário se conectar à web Imagine ligar o computador em qualquer tomada da casa e acessar a internet.

Realidade em alguns países do mundo, a idéia pode ser concretizada no Brasil com o chipset, circuito integrado de um modem Power Line Communications (PLC) para aplicações banda larga e smart grid, em desenvolvimento no Departamento de Energia Elétrica da Faculdade de Engenharia da UFJF pelo pesquisador Moisés Vidal Ribeiro. O chipset PLC é um dispositivo de comunicação digital de transmissão de dados multimídia – voz, dados e vídeo – com taxas superiores a 500 Mbps (Megabites por segundo), por meio das redes de distribuição de energia elétrica. A tecnologia pode ter um impacto significativo, na medida em que viabiliza a inclusão digital.

O chipset é um circuito integrado projetado para ser o principal componente de um modem para conexão à internet por meio da rede elétrica. “Basicamente, o que estamos fazendo é criar um módulo de comunicação de dados que permite equipamentos diversos se comunicarem apenas com a conexão nas redes de distribuição de energia elétrica”, explica Ribeiro. A tecnologia tem recebido o nome de Power Line Communications – PLC. Para transformar a rede elétrica de um local em rede de dados é necessário apenas conectar um par de modens PLC a duas tomadas comuns e conectá-los às placas de rede dos computadores com cabos de rede comuns.

Como utiliza uma infra-estrutura já disponível, isto é, uma rede elétrica pronta para ser utilizada e que atende a quase todo o país, essa tecnologia possibilita levar a internet a pessoas que hoje não têm acesso à rede. Seria uma alternativa, por exemplo, às redes de fibra óptica. “Apesar do crescimento acelerado da banda larga (nome usado para definir qualquer conexão à internet acima da velocidade padrão dos modens analógicos, ou seja, acima de 56 Kbps – Kilobites por segundo) nos últimos anos no Brasil, o acesso ainda está concentrado nos municípios de maior potencial econômico”, lembra o pesquisador. A tecnologia abre a possibilidade de transformar toda a rede elétrica de uma residência ou um edifício, por exemplo, numa rede local de dados. “Cada tomada pode ser um ponto de acesso simples e direto”, completa.

A combinação de soluções híbridas também é uma expectativa, ou seja, no caso de a pessoa ter um roteador, que é comunicação sem fio, ele pode ser conectado ao modem, mas os dados chegam pela rede elétrica.

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O dispositivo que está sendo desenvolvido pretende suprir uma carência de tecnologia nacional para fazer o modem PLC. Esse tipo de tecnologia já é utilizado em países como Estados Unidos e Inglaterra. No entanto, o alto custo da importação desses equipamentos inviabiliza o investimento nesse modelo de acesso à internet no Brasil. O objetivo do projeto é produzir um modem nacional com taxas de transmissão mais altas, que reduziria o custo de implantação da tecnologia PLC, além de adaptá-la às condições da rede elétrica brasileira.

A taxa de transmissão idealizada para o equipamento é superior a 500 Mbps, podendo chegar a 700Mbps, enquanto nos modens importados é de até 200 Mbps.

“O melhor de tudo é desenvolvermos essa solução no Brasil. Temos um mercado gigantesco. Por isso, nosso foco principal é obter um produto barato”, salienta Ribeiro. Segundo o pesquisador, a aplicação dessa solução sempre vai depender do custo-benefício em relação a outras opções de acesso, daí a importância de criar um modem com custo atraente.

Além do acesso à internet residencial, comercial e industrial, o modem PLC pode ser usado para comunicação em sistemas de potência, rede de dados em automóveis, aviões e barcos. A tecnologia poderia ser usada ainda para interconectar dispositivos eletrônicos dentro de casa. São as chamadas aplicações em smart grid, elementos de controle automatizados que incorporam determinado grau de inteligência, como desligar um eletrodoméstico em outro cômodo da casa ou até mesmo pela internet, em um tipo de “casa inteligente”.

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Dados protegidos O modem PLC não deve causar interferência em equipamentos que também utilizam radiofreqüência. Isso é possível porque ele utiliza o conceito de análise cognitiva. Dessa forma, é capaz de captar as freqüências transmitidas por outros aparelhos, nos quais poderia haver interferência, de maneira a não transmitir nessas bandas.

As informações trafegadas ficam concentradas em cabos de energia e são protegidas por meio de criptografia. “Isso torna essa tecnologia mais segura que o sistema de comunicação de dados sem fio, que pode, por exemplo, ser acessado por vizinhos e necessita de uma identificação de usuário e senha”, compara Ribeiro. Ele afirma que acessar a internet pela rede elétrica não aumenta o risco de os equipamentos queimarem. O risco é o mesmo que em qualquer aparelho ligado à rede elétrica, como uma televisão ou um forno de microondas. O modem PLC não aumenta o consumo de energia na casa, pois transmite um sinal de baixíssima potência.

Estrutura O Brasil é hoje o terceiro país do mundo em venda de computadores. A previsão para este ano é de que sejam vendidos 14 milhões de máquinas. Mas, será que todos esses equipamentos terão acesso à internet em banda larga? O mercado de acesso à grande rede utiliza hoje vários tipos de tecnologia: ISDN/DSL, ADSL, modem a cabo, radiofreqüência/wireless e por satélite (ver box). Entretanto, mesmo com tantas opções, programa de INCENTIVO À inovaçÃO 85

boa parcela da população não tem acesso a esses serviços, seja pelo preço, seja porque eles não estão disponíveis em todos os lugares. “Muitos provedores de acesso precisam de infra-estrutura de cabos para fornecer acesso onde chamamos de última milha (locais onde não possuem serviços de transmissão de dados)”, lembra Ribeiro. Se for um lugar distante, por exemplo, com pequena concentração populacional, não compensa para a empresa criar essa infra-estrutura. Nesse caso, o modem PLC é um meio de oferecer internet com banda larga para camadas mais pobres da população com custo reduzido, uma vez que o país já possui uma estrutura instalada de energia elétrica.

Ainda não existe patente dessa tecnologia. O objetivo do pesquisador é fazer o licenciamento para uma empresa que queira produzir e comercializar o modem PLC. Um dos focos é o mercado externo. A definição de possíveis interessados depende do modelo de negócio que será adotado.

O acesso à internet por meio da rede elétrica poderia ser oferecido pelas próprias concessionárias de energia elétrica. Outro modelo seriam empresas da área de telecomunicações, que alugariam a estrutura de cabeamento de energia da concessionária para oferecer o serviço. “Estamos criando um produto para infra-estrutura de telecomunicações. O modelo de negócio ainda será definido, mais acreditamos que, com o resultado do nosso projeto, teremos mais concorrentes entre provedores de acesso à internet, o que é sempre benéfico para o consumidor final”, finaliza.

Inclusão Digital O processo de inclusão digital é fazer com que todas as pessoas tenham acesso às tecnologias da informação e da comunicação (TICs). Isso permitiria a inserção de todos na sociedade da informação. Faz parte também da inclusão digital ter acesso a informações disponíveis na internet para, com isso, produzir e disseminar conhecimento. No Brasil, vários programas têm sido desenvolvidos com esse objetivo. No âmbito federal, o Computador para Todos – Projeto Cidadão Conectado registrou mais de 19 mil máquinas financiadas até meados de janeiro. Em Minas Gerais, está em andamento o Projeto Estadual de Inclusão Digital, sob a gestão da Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior de Minas Gerais. O programa oferece acesso à internet, treinamentos profissionalizantes, laboratórios vocacionais, pesquisas e videoconferências.

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Tipos de acesso à internet • ISDN/DSL Bastante difundido no Brasil, este tipo de acesso utiliza redes de telefonia convencionais para transmitir dados em alta velocidade. Para funcionar, é necessário que a rede de telefonia seja 100% digital. Requer um modem apropriado. É possível ampliá-la desde que as redes sejam substituídas por cabo de fibra óptica.

• ADSL É um tipo de conexão DSL, só que nela os dados podem trafegar mais rápido em um sentido do que no outro. Os provedores anunciam a tecnologia como um serviço que faz downloads mais rápidos. A vantagem é que o usuário faz a conexão ponto a ponto com a central telefônica, sem precisar compartilhar sua linha com outros usuários, como acontece na conexão via cabo. O modem pode ser ligado por meio de uma placa ethernet, através de uma porta USB ou ainda em modo wireless (sem fio).

• Modem a cabo Utiliza as redes de transmissão de TV por cabo convencionais para transmitir dados. É o modelo que tem mostrado maior crescimento para acesso à internet no Brasil. Utiliza uma topologia de rede partilhada, onde todos os usuários partilham a mesma largura de banda. Utiliza um cabo e um modem. O computador do usuário tem que ter a placa ethernet.

• Wireless/rádio Utiliza ondas de radiofreqüência para transmitir dados. Pode ser de dois tipos: rádio MMDA WLAN, que distribui o sinal de internet por meio de antenas espalhadas em determinados pontos, formando uma grande rede de usuários, e Wireless WiFi, que emite um sinal de rede em determinada área para que assinantes, com modens adequados em seus computadores, captem o sinal e acessem a internet sem usar nenhum tipo de fio.

• Satélite Utiliza satélites de comunicação para transmitir o sinal de internet aos computadores que os captam através de antenas parabólicas comuns e receptores. Tem a vantagem de atender áreas mais remotas. Usada em menor escala por empresas e instituições financeiras.

Contato: Moisés Vidal Ribeiro l Fone: (32) 2102-3483 E-mail: mribeiro@engenharia.ufjf.edu.br . programa de INCENTIVO À inovaçÃO 87

Monitor inteligente analisa qualidade da energia elétrica Capacidade de observação e interação permite análise mais precisa das condições de transmissão e distribuição A qualidade da energia elétrica (QEE) envolve o suprimento de energia com tensão adequada, sem deformações, e a continuidade do serviço. O desempenho das concessionárias é medido pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), com base em dois indicadores: o número de horas que um consumidor fica sem energia elétrica durante um período e quantas vezes houve a interrupção no fornecimento para uma residência, comércio ou indústria. Por esse motivo, as concessionárias de energia elétrica têm que fazer um monitoramento contínuo e sistemático dos índices de desempenho da qualidade da energia elétrica. O pesquisador Moisés Vidal Ribeiro, do Departamento de Energia Elétrica da Faculdade de Engenharia da UFJF, desenvolveu o projeto “Monitor cognitivo para a qualidade da energia elétrica”. Já existem monitores da qualidade da rede elétrica. O grande atrativo da tecnologia é a capacidade cognitiva do equipamento. O monitor seria dotado de funcionalidades como observação, aprendizado e interação, que possibilitariam uma análise mais precisa das condições de transmissão e distribuição de uma rede elétrica.

A competitividade de uma indústria está estreitamente atrelada à manutenção da tensão de fornecimento em padrões ideais ou próximos. Isso justifica a relevância da análise contínua das causas e conseqüências dos distúrbios no sistema que afetam a qualidade da energia elétrica. Em alguns segmentos industriais, como o têxtil, o siderúrgico e o petroquímico, o impacto econômico de uma interrupção elétrica de até um minuto pode ocasionar prejuízos de até US$ 500 mil. Ao mesmo tempo, oscilações no fornecimento podem danificar seriamente os aparelhos eletrônicos nas residências. Entretanto, os distúrbios elétricos são eventos que podem ser medidos ou registrados por instrumentos de monitoramento do sistema elétrico. Os monitores de QEE disponíveis atualmente mensuram apenas as oscilações presentes na rede elétrica, detectando se há falhas.

A proposta desse projeto é desenvolver um monitor que, além de detectar as falhas no sistema elétrico, seja capaz de mostrar o momento exato, o local e o motivo que originou a oscilação. “O monitor cognitivo 88 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

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quantifica, qualifica e localiza o problema”, afirma Ribeiro. Com ele, a concessionária poderá obter informações em tempo real sobre o status do sistema de potência. Se houvesse uma interrupção do fornecimento de energia devido à queda de uma árvore, por exemplo, a concessionária saberia instantaneamente sobre o ocorrido. Saberia, inclusive, o motivo. “Isso é possível graças à capacidade do monitor cognitivo de identificar a causa devido à assinatura do distúrbio gerado pelo contato do galho da árvore com os cabos de energia”, explica Ribeiro. Esse nível de precisão facilita o trabalho de correção dos problemas, já que as equipes de manutenção poderão se locomover para o local da ocorrência com os equipamentos apropriados.

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O grande diferencial é que o monitor será capaz de aprender com as situações, facilitando a tomada de decisões. Essa capacidade cognitiva, uma espécie de inteligência artificial, é obtida pelo uso de diferentes algoritmos para análise das informações sobre os sinais elétricos. “A idéia é desenvolver um sistema que armazene os dados de um distúrbio ocorrido e use as informações para identificar o mesmo evento em outra ocasião”, explica o pesquisador. Segundo ele, o sucesso da tecnologia depende do desenvolvimento dos algoritmos de processamento de sinais e de inteligência computacional. Eles são os responsáveis pela detecção, segmentação, estimativas, identificação, classificação, compressão e decomposição dos dados coletados. “Trata-se de um sistema de análise da qualidade da energia elétrica composto por vários hardwares sem muita sofisticação, instalados no sistema de potência, e um software robusto, repleto de algoritmos”, completa.

Por causa desse nível de precisão, o aparelho possui uma ampla gama de aplicações, podendo identificar, além da qualidade da energia elétrica, a detecção de furtos de energia na rede elétrica. Segundo dados da ANEEL, os furtos de energia elétrica geram prejuízos da ordem de R$ 5 bilhões por ano às concessionárias energéticas brasileiras.

Os monitores cognitivos são instalados ao longo da rede elétrica. A partir da intercomunicação entre os hardwares presentes na rede (os postes, por exemplo), eles fornecem detalhes da qualidade da energia elétrica. A central de transmissão recebe os dados e dispara uma ação corretiva. Se uma indústria demanda excessiva carga elétrica, gerando com isso oscilações no sistema como um todo, a concessionária será capaz de tomar medidas corretivas para restabelecer o padrão adequado da qualidade da energia elétrica. Do mesmo modo, o monitor consegue detectar desperdícios que estejam ocorrendo na rede, além de tratar de forma diferenciada grandes consumidores. As concessionárias terão uma ferramenta de gerenciamento por meio da qual será possível minimizar as oscilações e evitar quedas bruscas no sistema, além de realizar medidas preventivas, corretivas e preditivas com rapidez e precisão.

Independente do fato de o projeto ainda estar no início, a opção do pesquisador é o licenciamento da tecnologia. Para isso, deve ser feito registro nacional e internacional de patente. As concessionárias de energia elétrica compõem o mercado consumidor dessa tecnologia. Além delas, algumas empresas de grande porte também monitoram a qualidade da energia elétrica para medir impactos causados a terceiros. Entretanto, o licenciamento deve ser feito para empresas que fabricam monitores de tensão para QEE. A revitalização da estrutura dos negócios do setor de energia gerou oportunidades para tecnologias inovadoras. Aperfeiçoar o monitoramento da qualidade da energia elétrica é uma dessas oportunidades.

Contato: Moisés Vidal Ribeiro l Fone: (32) 2102-3483 E-mail: mribeiro@engenharia.ufjf.edu.br. programa de INCENTIVO À inovaçÃO 91

Equipamento mede nível da água e sinaliza risco de enchentes e inundações

Detector transmite informações por meio de ondas eletromagnéticas Enchentes e alagamentos vêm se tornando cada vez mais constantes. Dados da Organização das Nações Unidas informam que as emergências por inundações no mundo saltaram de uma média anual de 200 para cerca de 400 entre 1996 e 2006. Todos os anos diversas cidades do Brasil sofrem com o problema das enchentes. O desafio para o poder público é tentar prevenir essas situações para minimizar os efeitos dos desastres naturais. O projeto desenvolvido pelo físico Márcio de Pinho Vinagre, da UFJF, consiste num equipamento para medir o limiar do nível de água em açudes, represas ou rios. A medição é feita utilizando um conceito básico da Física: a propagação de ondas magnéticas.

As ondas eletromagnéticas não são transmitidas na água. A partir desse pressuposto, o pesquisador propôs construir o Detector robusto de nível de água a quatro estágios para monitoramento de açudes e rios. A tecnologia pretende solucionar a falta de previsão de enchentes. A idéia é que o equipamento seja utilizado pela defesa civil das prefeituras ou corpo de bombeiros como instrumento de monitoramento dos níveis de rios que podem subir repentinamente, principalmente no período de chuvas. Funciona como instrumento de previsão e prevenção de enchentes e alagamentos, situação que gera prejuízo econômico e um problema de ordem social para prefeituras e para o Estado.

Atualmente, não há solução para esse grave problema. A defesa civil trabalha apenas com suposições, de acordo com a previsão do tempo e de chuvas para determinada região, e com os avisos de casos de alagamentos por parte da população já afetada. Não há nenhum tipo de monitoramento constante.

O detector pode ser empregado em diversos segmentos de medição de limiar de nível da água, como em grandes reservatórios hidroelétricos, grandes represas e açudes, rios em perímetro urbano ou fora dele – ou seja, onde for interessante conhecer os efeitos do comportamento pluviométrico. Se implantada, a tecnologia poderá gerar significativo impacto, principalmente nas comunidades carentes, geralmente as que mais sofrem com as enchentes.

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Solução simples Márcio Vinagre idealizou um equipamento que funciona por meio da emissão e recepção de ondas por antenas externas. O aparelho teria quatro antenas de transmissão e uma antena de recepção central. Elas são instaladas em seqüência no equipamento, fixado, por sua vez, em locais estratégicos ao longo do leito dos rios ou represas a serem monitoradas. “Quando a primeira antena é submersa, continua transmitindo ondas, mas elas não chegam ao receptor. O não recebimento do sinal é que indica o aumento do nível da água. Se o rio continuar subindo, isso vai acontecendo sucessivamente até a quarta antena”, explica o pesquisador. O receptor é na verdade um computador instalado no quartel do corpo de bombeiros ou na central de defesa civil e que dará os sinais de alerta. Enquanto o receptor estiver rastreando as ondas das quatro antenas, os rios ou reservatório de água estiver com seus níveis normais.

Conforme as antenas vão sendo inundadas, o produto vai mostrar quatro níveis pré-determinados de normalidade ou anormalidade do rio monitorado: normal, alarmante, crítico, emergencial.

Com isso pode-se prever e agir com antecedência junto às populações em situação de risco. “O principal objetivo era fazer um equipamento robusto, de fácil fabricação e que resolvesse de maneira eficaz alguns problemas em relação a enchentes”, afirma Vinagre. “Muitas vezes o rio enche em questão de minutos, impedindo que as pessoas possam sair de suas casas ou se proteger”, acrescenta.

O detector é um medidor qualitativo, isto é, indica o grau de risco ou a possibilidade de grandes enchentes e alagamentos que o rio monitorado apresenta para a população ribeirinha ou para a cidade que ele corta. O local de colocação da antena depende da geografia do local – com mais ou menos inclinações, plano ou acidentado –, já que isso determina quais áreas seriam atingidas por alagamentos. Entretanto, segundo Vinagre, um ou dois sensores seriam suficientes para fazer o monitoramento.

Uma condição imprescindível para o perfeito funcionamento do equipamento é a perfeita blindagem do aparelho. Isso garante que as ondas eletromagnéticas sejam transmitidas apenas pelas antenas externas, gerando dados corretos. Para que a tecnologia fosse confiável o pesquisador optou por utilizar ondas de alta freqüência, mais facilmente blindadas e com menor poder de penetração e propagação em materiais condutores. O produto é alimentado por uma bateria com durabilidade aproximada de seis meses. O aparelho foi idealizado para áreas habitadas, por isso a transmissão de dados para a central de monitoramento aproveita a tecnologia utilizada nas transmissões da telefonia celular já disponível nestas áreas. Outra possibilidade é disponibilizar as informações do detector em redes de computador para que várias instituições (polícia, 94 programa de INCENTIVO À inovaçÃO

hospitais, corpo de bombeiros) tenham acesso a elas ao mesmo tempo, facilitando a tomada de decisões em situações emergenciais.

Outra vantagem do aparelho reside no fato de que ele é insensível à qualidade da água. “O projeto baseia-se em uma idéia muito simples, mas que não é tão fácil de colocar em prática”, explica Vinagre. “Geralmente, a água da chuva que desce pelo rio é muito poluída, tem muito barro, galhos de árvores, lixo. Por isso, pensei em um aparelho mais robusto, que continuasse funcionando, independente da sujeira e da turbidez da água”, completa. Existem vários equipamentos no mercado que medem a quantidade de água de um reservatório, mas além de não efetuarem o controle de ameaças de um rio ou represa, são muito sensíveis à qualidade da água, deixando de funcionar se ela estiver muito suja, por exemplo.

Não existe similar da tecnologia no Brasil, por isso o pesquisador pretende requerer a patente com o auxílio do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (Critt). Duas opções foram pensadas para a transferência da tecnologia: a geração de uma spin off ou a realização de parcerias com o poder público, como prefeituras ou órgãos do Estado para implementar o projeto.

Elemento surpresa As trombas d’água são resultado de chuvas intensas na cabeceira dos rios. O grande volume de água faz surgir uma forte e imensa onda que desce rio abaixo, inundando tudo em seu caminho. O Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (Ibama) já registrou casos em que a água subiu 20 metros em apenas cinco minutos. Um dos locais onde a tromba ocorre com freqüência é a Chapada dos Veadeiros, nordeste de Goiás. No rio Preto e no rio São Miguel, que nascem em altas cabeceiras e correm por entre fendas de morros, o fenômeno é freqüente, inclusive com registro de vítimas, pegas de surpresa pela força da água. Outro exemplo da importância do monitoramento do nível da água ocorre no Nordeste. Quando os açudes começam a encher na época das chuvas, muitas vezes não comportam toda a água, provocando transbordamentos por cima dos diques. Como estes em geral são feitos de barro, a erosão da água chega a provocar sua destruição.

Contato: Márcio de Pinho Vinagre l Fone: (32) 3229-3446 l E-mail: marvin@lacee.ufjf.br . programa de INCENTIVO À inovaçÃO 95

SEBRAE – MG Roberto Simões Presidente do Conselho Deliberativo Afonso Maria Rocha Diretor Superintendente Luiz Márcio Haddad Pereira Santos Diretor Técnico Matheus Cotta de Carvalho Diretor de Operações Anízio Dutra Viana Gerente da Unidade de Inovação e Tecnologia Lauro Diniz Assessor de Comunicação João Roberto Marques Lobo Gerente da Macro Região Leste Marcelo Rother de Souza Analista Macro Região Leste Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior Alberto Duque Portugal Secretário de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior Evaldo Ferreira Vilela Secretário Adjunto de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior e Gerente do Projeto Estruturador Rede de Inovação Tecnológica Vicente José Gamarano Subsecretário de Estado de Inovação e Inclusão Digital Anna Flávia Lourenço E.M. Bakô Gerente Adjunta do Projeto Estruturador Rede de Inovação Tecnológica UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA Henrique Duque de Miranda Chaves Filho Reitor José Luiz Rezende Pereira Vice-reitor Marta Tavares D’Agosto Pró-reitora de Pesquisa André Luís Marques Marcato Secretário de Desenvolvimento Tecnológico da UFJF Luiz Carlos Tonelli Diretor do Centro Regional de Inovação e Transferência de Tecnologia (Critt) Patricia Rodrigues Rezende de Souza Programa de Incentivo à Inovação (Pii) - UFJF / CRITT Agradecimento especial: Instituto Nacional de Propriedade Intelectual (INPI) e Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA).

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