Categoria: 2005

Em uma indústria como a Companhia Siderúrgica Nacional(CSN) de Volta Redonda (RJ) onde há alto-fornos de 100 metros e altura e 13 de diâmetro, uma informação imprecisa pode dificultar a produção em série e levar ao reprocessamento do aço (liga de ferro e carbono). Em artigo da revista Engeneering Applications of Artificial Intelligence pesquisadores da Unicamp desenvolveram um sistema computacional para a tomada de decisões 16% mais preciso que o modelo em funcionamento na CSN. Utilizando redes neurais artificiais, eles estimam que, se o software for implementado, a economia pode chegar a um milhão de dólares por ano.

No entanto, segundo Carlos Tadeu Reis, Engenheiro de Desenvolvimento da CSN, o sistema foi testado, em 2004, por um período de seis meses a um ano, e alcançou desempenho semelhante ao programa japonês da empresa Nippon Steel Corporation. Essa, na opinião do engenheiro, oferece o melhor modelo dinâmico do mundo na área refino de aço. Reis não quis revelar valores, mas afirma que o programa custou caro. Ele acredita que o software brasileiro pode superar o modelo japonês e tem planos de realizar melhoramentos antes de colocá-lo em funcionamento na CSN. A intenção é aumentar o número de variáveis na entrada do modelo, ou seja, estabelecer mais parâmetros para que o programa tenha um campo de conhecimento mais abrangente na interpretação informações.

O sistema de redes neurais artificiais (neurocomputadores) para controlar uma das etapas de produção – o Processo de Refino de Aço com Sopro de Oxigênio (BOS, sigla em inglês) – foi desenvolvido pela professora de Faculdade de Engenharia Química da Unicamp (FEQ), Ana Frattini, junto com os pesquisadores Tatiana Pacionotto e André Cunha. O BOS ocorre no Conversor a Oxigênio onde ferro gusa (ferro líquido) e sucata se transformam em aço. E o oxigênio é empregado para remover as impurezas, através da oxidação, o que eleva a temperatura de 1400 graus para aproximadamente 1650 graus.

O desafio dos pesquisadores foi modelar um sistema de redes neurais artificiais capaz de prever, com mais precisão, a porcentagem de carbono e a temperatura do aço no fim do BOS. Esse sistema é utilizado para alterar as condições de processo de forma a atingir os objetivos de produção do aço. Para que a liga tenha qualidade, é preciso reduzir a quantidade de carbono de 4% para menos de 0,08%. Outra tarefa, que, segundo Frattini, é mais difícil, consiste em fazer o acerto da temperatura do aço líquido, o que interfere na seqüência do processo, o lingotamento (quando o aço líquido é transformado em placas). O calor também determina a quantidade de minério de ferro que deve ser adicionada para resfriar o aço. Esse acréscimo dificulta a padronização da produção, visto que esse minério apresenta variações químicas.

Segundo Frattini, outra barreira foi encontrar parâmetros para ajustar simultaneamente o sistema às duas variáveis temperatura e carbono. O valor de acerto de porcentagem de carbono obtido com este teste foi de 82% e o de temperatura foi de 97%, totalizando 82% de ajuste, contra 66% do sistema convencional. Frattini explica que o sistema não alcançou totalmente os padrões indicados na pesquisa porque, provavelmente, certos ajustes manuais que deveriam ser feitos com a variação do clima não foram realizados. Os pesquisadores disponibilizaram gratuitamente o modelo de redes neurais para a CSN.

Inteligência artificial

Inspiradas no funcionamento do cérebro humano, os neurocomputadores compõem um ramo da Inteligência Artificial (IA). O objetivo da IA é desevolver modelos (chamados de algoritmos) para armazenar informações, aplicá-los na solução problemas e adquirir conhecimento através da experiência. Frattini explica que as redes neurais artificias só se tornaram viáveis com a evolução dos computadores, que ficaram mais rápidos e com maior capacidade de armazenar dados.

Essas redes têm sido aplicadas em vários ramos, tais como análise de pesquisa de mercado, aplicações climáticas, identificação de fraude de cartão de crédito, controle de processos industriais, e até mesmo no diagnóstico médico. Um dos desafios na área é treinar as redes para que se chegue mais perto da interpretação a que o cérebro humano chegaria.

Na tentativa de aproveitar os recursos naturais brasileiros, a pesquisadora da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp (FEQ), Grínia Nogueira, desenvolveu um processo que facilita a produção de membranas da seda. Essa fibra já é utilizada nas áreas têxtil, de cosméticos e médica. Mas o estudo de Nogueira foca-se na possibilidade de ampliar a utilização da fibra de seda como biomaterial.

A pesquisadora está patenteando o método de isolamento de fibroína (proteína pura da seda) e a fabricação de membrana porosa no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI). Segundo Marisa Beppu, orientadora do mestrado defendido em agosto, os livros sobre esse assunto trazem processos muito demorados, o que torna trabalhosa a separação da fibra de seda, além da dificuldade de controlar a técnica. Assim, esses processos se tornam inviáveis para a utilização em escala industrial.

Com um jogo de solventes e agitação (processo de separação de fases por adição de solventes), Nogueira conseguiu reduzir o tempo de separação das proteínas de quatro dias para meia hora em uma etapa chamada de diálise. Em escala industrial, esse tempo cai ainda mais, estima a pesquisadora.

Além disso, o processo que isola a proteína pura não envolve elementos tóxicos, o que ajuda na biocompatibilidade. A membrana de seda é muito resistente mecanicamente, elástica e agüenta as temperaturas de esterilização (autoclavagem).

A partir da fibroína foram feitas membranas porosa e densa. Ambas podem ser utilizadas na área médica. A porosa, por exemplo, tem grande interação com o meio e pode ser empregada como matriz para a cultura de células e tecidos, como material para proteção de feridas e há a possibilidade de aplicação em cosméticos por ser tratar de uma proteína pura. Ao contrário da fibroína, que não é tóxica, a sericina (outra proteína encontrada, uma espécie de cola que envolve os fios da seda) pode causar alergia se inserida em tecidos, daí a importância de separá-las.

O interesse pela fibra de seda surgiu da possibilidade de incorporar um produto abundante e barato ao mercado de biomateriais. Ainda, de acordo com Beppu, o trabalho abre portas para a pesquisa com seda, pois ela é pouco estudada para essa finalidade no Brasil. A capacidade de aplicação em outras áreas do mercado também é facilitada pela obtenção dessa fibra nas formas de pó, gel e filme.

A próxima pesquisa de Nogueira será em parceria com o Instituto do Coração do Hospital das Clínicas e com a Faculdade de Ciências Farmacêuticas da Universidade de São Paulo. Ela vai estudar a potencial utilização de membranas densas de fibroína da seda para a confecção de válvulas cardíacas.

Biomaterial

Dos anos 60 até os 80, o emprego fio da seda para suturar ferimentos era realizado sem a separação da sericina e da fibroína. A descoberta de que ela poderia causar alergias influenciou na aceitação desse produto como biomaterial. No entanto, no artigo Biomateriais Baseados na Seda (Silk-based biomaterials) disponível no Periódico Biomaterials, de 2003, os autores da Universidade de Tufts (EUA) destacam que a seda permanece popular nas cirurgias oculares, neurais e cardiovasculares. Esse material apresenta biocompatibilidade, elasticidade e resistência, características essenciais para a utilização em suturas.

Explorar o potencial comercial da criação de animais silvestres, contribuir para a diversificação de renda dos produtores rurais e reduzir o impacto ambiental das atividades do campo. Esses são alguns dos objetivos das pesquisas envolvendo a conservação e o manejo de emas e pacas realizadas pelo Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Viçosa (UFV). A UFV desenvolve trabalhos nessa área desde o final da década de 90. Neste ano, de 29 de setembro a 1º de outubro, os pesquisadores irão mostrar os resultados das pesquisas e trocar experiências durante o 1º Simpósio de Produção e Conservação de Animais Silvestres, a ser realizado em Viçosa, MG.

Autores dos primeiros estudos sobre alimentos para emas, os pesquisadores da UFV lutam pela ampliação do número de trabalhos relacionados à fauna brasileira e, principalmente, de pesquisas que abordem o manejo e a conservação de espécies silvestres comercialmente importantes. Na opinião da professora Théa Machado, do Departamento de Zootecnia da UFV e coordenadora das pesquisas, há uma postura conservadora no Brasil em relação a esse tipo de pesquisa, o que dificulta a ampliação do número de trabalhos na área.

O pesquisador Reinaldo Lopes Morata, autor da dissertação de mestrado defendida em 2004 e intitulada “Valores energéticos e digestibilidade de nutrientes de alguns alimentos para ema”, enfatiza que um número maior de pesquisas sobre a criação das espécies silvestres possibilitaria o aumento na rentabilidade obtida pelos produtores além da melhora no desempenho dos animais em cativeiro. “A intenção das nossas pesquisas é descobrir como manter os animais produtivos com o menor grau de estresse possível”, afirma.

Aline Conceição Almeida, também pesquisadora da UFV, salienta que a criação comercial de animais silvestres reflete em menor impacto ambiental do que grande parte das atividades realizadas no campo. Isto porque a criação silvestre exige a preservação de certas áreas de mata na propriedade enquanto que, para implantar uma lavoura de soja, há necessidade de se ter uma área limpa”, compara.

Primeiras pesquisas

Desenvolvendo estudos sobre as emas, Morato descobriu que não existem dados que especifiquem qual é a alimentação mais adequada para esses animais. Por essa razão, essa alimentação é feita com base nas rações fornecidas para frangos e avestruzes. O pesquisador constatou que a ema realiza facilmente a digestão de fibras, produto cujo volume atual está entre 10% a 13% da alimentação fornecida. Segundo ele, como as fibras são uma matéria-prima barata, o percentual delas poderia ser aumentado na dieta das emas e, conseqüentemente, os custos de produção iriam cair. Da criação de emas são aproveitados, além de carne, as plumas e o couro dos animais podem ser comercializados.

Pacas

As pesquisas com pacas tiveram início em 2003, devido ao interesse de Karine Viera Antunes, que dedicou sua monografia de conclusão de curso de zootecnia ao tema. Atualmente ela desenvolve uma pesquisa na qual investiga a variabilidade genética dos animais mantidos em cativeiro, evitando o cruzamento entre animais com parentesco para conservar a diversidade genética.

Além de pesquisadora, Karine é também criadora dessa espécie. Apesar de a maioria das criações de pacas estar voltada para a produção de carne, Karine atua no mercado fornecendo matrizes e reprodutores. Há 10 anos nessa atividade ela avalia que a criação é economicamente atrativa. Os últimos animais comercializados atingiram o preço de R$ 3 mil, por unidade.