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6 de outubro de 2022

Classificação de minerais raros – Espectroscopia Raman e redes neurais artificiais

Alfredo Queiroz e Marcelo B. Andrade

Ao observar uma rocha não é tão fácil identificar, em certas ocasiões, os minerais que ela contém, uma vez que diferentes minerais podem ter colorações e formas muito semelhantes. Uma estratégia muito interessante para resolver este problema é investigar a interação da radiação eletromagnética com esses minerais para classificá-los.

Decidido a enfrentar este desafio, o doutorando do IFSC/USP, Alfredo Queiroz, investiga desde o seu mestrado a classificação de minerais por meio da espectroscopia Raman e Redes Neurais Artificiais sob a orientação do pesquisador, Dr. Marcelo B. Andrade. O trabalho resultou num artigo em uma das principais revistas da área, a “Journal of Raman Spectroscopy”, disponibilizada em agosto de 2022.

A estrutura das redes neurais desenvolvidas foi baseada em redes Perceptron de multicamadas (Multilayer Perceptron) e conseguiram classificar amostras dos grupos do pirocloro e microlita (fontes de nióbio e tântalo respectivamente, elementos que são muito utilizados nas indústrias aeroespacial e eletrônica).

Outro fator a ser destacado no trabalho foi o ajuste da linha de base dos espectros obtidos pelo método de mínimos quadrados assimétricos (Asymmetric Least Squares), utilizado para remover efeitos como os da fluorescência, que afetavam a classificação.

Fluorcalciopyrochlore

Os pesquisadores do IFSC/USP contaram também com a colaboração da universidade do Arizona para a análise de algumas amostras, cujos dados estão disponibilizados na base de dados do projeto  RRUFF (VEJA AQUI).

O artigo “Prospection of pyrochlore and microlite mineral groups through Raman spectroscopy coupled with artificial neural networks” pode ser acessado, clicando AQUI.

O trabalho publicado demonstra como os conhecimentos de física computacional são importantes na identificação de minerais e no aperfeiçoamento da exploração dos recursos naturais. Isso é muito importante para o país, pois o Brasil possui grandes reservas de nióbio e tântalo.

Alfredo fez a graduação e mestrado em Física Computacional no IFSC/USP e atualmente é doutorando no mesmo programa no grupo de cristalografia (LaMuCrEs e EMU LabRam), desenvolvendo novas ferramentas de aprendizado de máquina para a identificação de minerais de interesse econômico, utilizando a espectroscopia Raman.

 

 

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

6 de outubro de 2022

Vem ser professor(a)! Acreditar no que faz e gostar do que faz

Paulo Bedaque (*) / Ana Paula  Ulian de Araújo (**) / Osvaldo Novais de  Oliveira  Junior (***)

“De forma simples, procurei identificar cinco facetas que definem o “bom professor”: conhecimento, cultura profissional, tato pedagógico, trabalho em equipe e compromisso social”. António Nóvoa, em Professor – imagens do futuro presente – Ed. Educa. Lisboa, 2009.

O ser humano nasce, sob vários aspectos, muito menos “pronto” do que os demais animais, mesmo que os demais mamíferos.  Logo após o nascimento é incapaz de sobreviver sem ajuda. Se bebês recém-nascidos forem abandonados à sua própria sorte, nenhum deles sobreviverá. Já aquelas tartaruguinhas, que nascem de ovos enterrados na areia, correm para a água, e jamais conhecerão seus pais ou mães ou dependerão de adultos para crescer e chegar à vida adulta. Por outro lado, se o ser humano nasce “inacabado”, ele é elástico, deixa-se influenciar pelo outro, o que resulta no que podemos chamar de educabilidade. Esta educabilidade demanda educatilidade, ou seja, demanda aprendizados, formais ou não, que levam os seres humanos a integrar a humanidade como a conhecemos. Surge então a escola para formar indivíduos inseridos nas comunidades, afastados da barbárie, como resposta a essa educabilidade.

Ainda que a educação não formal tenha grande importância na formação das pessoas, cabe à escola o trabalho sistemático de transformação dos indivíduos, de inseri-los no universo do saber sábio, mergulhando-os nos conhecimentos acumulados pela Humanidade. Neste percurso, a escola e o(a) professor(a) têm papel extremamente importante, pois se caracteriza como um meio social e público que facilita e potencializa a entrada da criança no mundo adulto e na sociedade; ou seja, favorece a construção da cidadania.

A participação do(a) professor(a) no processo de ensino é complexa e merece reflexão. Inicialmente, o(a) professor(a) precisa acreditar no que faz e gostar do que faz. Depois, deve assumir que a educação exige compromisso com a humanidade e seus valores. O(a) professor(a) é um modelo para seus alunos e alunas, nas ações e atitudes. Quando ele(a) indaga e reflete, faz seus alunos e alunas também indagarem e refletirem. Quando respeita a vida e o ambiente, favorece o surgimento desse respeito nos alunos e alunas. Quando o(a) professor(a) crê na importância de viver em sociedade de forma ética e respeitando a pluralidade cultural, isso também se reflete nos alunos e alunas, que passam a aceitar a diversidade nos componentes da classe e a respeitar opiniões divergentes.  Sua responsabilidade é grande, exatamente porque constituem modelos para os jovens.

A sociedade precisa de professores(as) bem formados(as) e daí vem o nosso convite aos jovens: Vem ser professor(a)!

A qualidade da educação é um dos grandes entraves para o desenvolvimento do Brasil. Exames internacionais, como o PISA (Programa Internacional de Avaliação de Estudantes), iniciado em 2000 e levado a cabo a cada três anos pela OCDE (Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico), organização da qual o Brasil ainda não faz parte, mostram o grau de nossas dificuldades. Com provas de Ciências, Matemática e Linguagem, o PISA coloca nossos estudantes em incômodas últimas posições no ranking dos países participantes e mostra que eles estão abaixo da média dos participantes, com um atraso significativo na aprendizagem (http://portal.mec.gov.br/busca-geral/211-noticias/218175739/83191-pisa-2018-revela-baixo-desempenho-escolar-em-leitura-matematica-e-ciencias-no-brasil).

Há muitos desafios, mas os baixos salários dos professores da Educação Básica (Ensinos Fundamental e Médio) representam o maior problema. Isso traz dificuldades de duas naturezas: a) os(as) professores(as) precisam dar aulas em mais de uma escola, assumirem mais aulas do que o razoável, não têm tempo de se capacitarem para inovações e atualização; b) poucos talentos acabam sendo atraídos para a carreira de professor.

Uma consequência é a baixa procura por vestibulares (e ENEM) para as licenciaturas e pedagogia. Felizmente alguns estados da federação têm estabelecido pisos salariais que podem alterar esse cenário. No Mato Grosso do Sul, por exemplo, o salário inicial para jornada completa ultrapassa R$ 8.300,00; no Maranhão o piso salarial de professores é de mais de R$ 6.800,00; em São Paulo, o piso é R$ 7.000,00 para escolas de tempo integral. Mais atraente ainda são as grandes escolas privadas que dão claras preferências a profissionais formados nas boas universidades públicas. Mas nem só de aulas vive um(a) professor(a) com formação sólida. Existe, por exemplo, o mercado editorial que absorve professores(as) que queiram ser editores, revisores e autores, tanto para trabalharem em livros didáticos e técnicos, como em revistas e sites especializados.

Embora esses exemplos de salários ainda sejam aquém do que gostaríamos, na média cerca de metade da média da OCDE, acreditamos que podem ser razoavelmente atraentes em função de ajustes recentes. Principalmente porque licenciaturas em universidades de pesquisa, como a USP e outras no estado e no Brasil, fornecem uma formação sofisticada que permite aos egressos atuarem em alto nível no ensino médio e fundamental. E outras perspectivas, inclusive com a continuação de estudos de pós-graduação para carreiras de cientistas, professores universitários. Há muitos casos de sucesso das licenciaturas da USP, tanto de professores(as) bem-sucedidos(as) na sala de aula, como de profissionais que migraram para áreas de ciência, pesquisa e desenvolvimento, aproveitando sua formação sólida numa universidade com a qualidade da USP.

A Licenciatura em Ciências Exatas do Campus de São Carlos, por exemplo, foi concebida nos anos de 1.990 com um paradigma que é muito atual: o do ensino com disciplinas integradas e numa perspectiva multidisciplinar. A própria base nacional comum curricular (BNCC) para o Ensino Médio estabelece competências e habilidades por área de conhecimento, e não mais por disciplina. Assim, em vez de definir essas metas educacionais para Física, Química e Biologia, elas são definidas para a área de Ciências da Natureza. De certa forma, esta é também a proposta do curso de Licenciatura em Ciências Exatas do IFSC, que engloba ainda a Matemática.

As pessoas em geral têm percepção da importância do trabalho do(a) professor(a) para a sociedade. Pesquisa recente mostra que professores(as), cientistas e médicos(as) são os mais confiáveis para os brasileiros e também para os demais países que foram foco da pesquisa (https://www.cnnbrasil.com.br/nacional/professores-e-cientistas-sao-os-mais-confiaveis-para-brasileiros-diz-pesquisa-veja-lista/). Além do Brasil, participaram África do Sul, Alemanha, Arábia Saudita, Argentina, Austrália, Bélgica, Canadá, Chile, China, Colômbia, Coreia do Sul, Dinamarca, Espanha, Estados Unidos, França, Holanda, Hungria, Índia, Itália, Japão, Malásia, México, Peru, Polônia, Reino Unido, Suécia e Turquia. Os resultados para o Brasil indicam que professores(as) estão entre os mais confiáveis, com 64%, seguidos(as) de cientistas com 61% e médicos(as) com 59%.

Para jovens que estão decidindo que carreira seguir e querem cursar uma universidade de alto nível – e gratuita – como a USP, lembramos que as inscrições da Fuvest se avizinham, encerrando-se em 07 de outubro. Nossa mensagem aos(às) jovens: vem ser professor(a)!

(*) Professor e autor, faz parte do Grupo de Estudos em Epistemologia e Didática da Faculdade de Educação, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil

(**) Vice-diretora do Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, Brasil

(***) Diretor do Instituto de Física de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP, Brasil

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

5 de outubro de 2022

“Prêmio Nobel de Física – 2022” – Estudos sobre mecânica quântica distinguem três cientistas

Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger (Áustria)

Foi hoje (04/10) conhecido o “Prêmio Nobel de Física – 2022”, conquistado pelos cientistas Alain Aspect (França), John F. Clauser (EUA) e Anton Zeilinger (Áustria), que realizaram novos estudos e experimentos que, segundo comunicado emitido pela Academia Real das Ciências da Suécia “Abriram caminho para novas tecnologias baseadas em informações quânticas”. Os três cientistas realizaram ao longo dos anos diversas pesquisas onde usaram estados quânticos emaranhados onde duas partículas se comportaram como uma única unidade, mesmo quando separadas. Estes estudos abrem as portas para inovadoras pesquisas relacionadas ao desenvolvimento de computadores quânticos, comunicação quântica criptografada e redes quânticas.

Alain Aspect – presença e trabalhos no IFSC/USP

Alain Aspect no IFSC/USP (2013)

Nascido em Agen, França (1947), o nome de Alain Aspect não é desconhecido no nosso Instituto. Pesquisador e diretor de pesquisa no Instituto de Óptica do Centre National de la Recherche Scientifique (França), professor na Université Paris – Saclay e na École Polytechnique Palaisean, Alain Aspect  é coautor de um artigo científico publicado em 1989 (VER AQUI), conjuntamente com os docentes do IFSC/USP, Profs. Vanderlei Bagnato e Sérgio Carlos Zilio.

Mais tarde, em fevereiro de 2013, Alain Aspect participou, através de um seminário (VER AQUI), da Recepção aos Calouros de nosso Instituto, bem como no Simpósio de Homenagem ao Prof. Daniel Kleppner, juntamente com os Prêmios Nobel de 1997 e 2001, na circunstância, os cientistas William Philips e Eric Cornell.

Quantos aos dois outros laureados com, o Prêmio Nobel de Física 2022, John F. Clauser nasceu em 1942 em Pasadena (EUA). Recebeu em 1969 o doutorado pela Universidade de Columbia, em Nova York. É físico pesquisador no centro de pesquisa J.F. Clauser & Associate (EUA).

Anton Zeilinger nasceu em 1945 em Ried im Innkreis (Áustria) e recebeu, em 1971, o doutorado pela Universidade de Viena (Áustria), instituição onde atualmente é professor.

 

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

4 de outubro de 2022

Produção científica do IFSC/USP em setembro de 2022

Para ter acesso às atualizações da Produção Científica cadastradas no mês de  setembro de 2022,  clique AQUI,  ou acesse o Repositório da Produção USP (AQUI).

A figura ilustrativa foi extraída do artigo publicado recentemente, por pesquisador do IFSC, no periódico “Molecules (VER AQUI).

 

 

 

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

4 de outubro de 2022

Chamada de pacientes voluntários com Doença de Parkinson

(Créditos: Harvard Health)

O Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) está realizando uma chamada para seis (06) pacientes voluntários portadores da Doença de Parkinson, para a realização de uma nova pesquisa para tratamento das dores e tremores provocados por essa enfermidade.

A chamada é para pacientes de ambos os sexos, de qualquer faixa etária, cujo diagnóstico da doença tenha sido feito há menos de três anos e que estejam sendo acompanhados clinicamente.

Esta pesquisa será realizada pelos pesquisadores do IFSC/USP, Drs. Kelly Zampieri e Antonio de Aquino Junior ao longo de vinte sessões, que ocorrerão na Unidade de Terapia Fotodinâmica, localizada na Santa Casa da Misericórdia de São Carlos.

Os interessados em participar nesta pesquisa poderão obter mais informações e fazer seu cadastramento através do Telef. (16) 3509-1351.

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

4 de outubro de 2022

Chip descartável detecta e distingue vírus da Zika e Dengue – Equipamento desenvolvido no GNano-IFSC/USP

(Créditos: VDCI)

Pesquisadores do Grupo de Nanomedicina e Nanotoxicologia do IFSC/USP (GNano), coordenado pelo pesquisador Prof. Valtencir Zucolotto, desenvolveram um chip descartável com dois biossensores que utilizam a proteína não-estrutural NS1 como biomarcador, e que através de um único teste pode detectar e distinguir essa proteína presente nos vírus Zika e Dengue. O artigo foi publicado na revista “Biosensors and Bioelectronics” (IF=12.545).

Por um lado, esta pesquisa é particularmente importante tendo em vista que os vírus Zika e Dengue apresentam sintomas muito parecidos, sendo que os diagnósticos comuns geram por vezes dúvidas entre uma e outra doença.

Por outro lado, o novo chip apresenta também a particularidade de distinguir essas proteínas da proteína spike do SARS-CoV-2, vírus causador da COVID-19 e que, no estágio inicial, também apresenta sintomas semelhantes aos da Zika e Dengue. Isso é especialmente relevante para áreas onde há a co-incidência dessas doenças.

Havendo a possibilidade de integrar mais dois biossensores neste chip, tornando-o uma plataforma portátil e versátil para a detecção várias doenças virais, este estudo poderá causar impactos positivos e bastante importantes, principalmente nos serviços de saúde, tendo em vista que só no que diz respeito à Dengue, a Organização Mundial de Saúde (OMS) estima que anualmente 390 milhões de pessoas sejam infectadas por esse vírus em todo o mundo.

Assinam o artigo científico  os seguintes pesquisadores: Isabella Sampaio, Felipe Domingues Quatroni , Juliana Naomi Yamauti Costa e Prof. Valtencir Zucolotto.

Para acessar o artigo científico, clique AQUI.

Rui Sintra -= Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

30 de setembro de 2022

Os mensageiros mais energéticos do Universo

“Os mensageiros mais energéticos do Universo” foi o título do colóquio realizado pelo IFSC/USP no dia 30 de setembro do corrente ano, tendo como palestrante o docente e pesquisador de nosso Instituto, Prof. Luiz Vitor de Souza.

Astrofísica de Partículas é uma área de pesquisa que toca extremos: partículas elementares e objetos astronômicos, mundo subatômico e escalas cosmológicas, e teorias fundamentais e experimentos sofisticados.

Neste seminário, o Prof. Luiz Vitor apresentou os mecanismos de geração, os fenômenos de propagação e as técnicas de detecção das partículas mais energéticas do Universo.

A apresentação teve dois focos:

1-Raios gamas produzidos em fontes galácticas e extragalácticas com energia de trilhões de elétrons-volt;

2-Núcleos atômicos produzidos em fontes extragalácticas ainda não identificadas com as energias mais altas já medidas na Natureza.

O docente mostrou como os conhecimentos dos processos físicos elementares são desafiados pelas astropartículas e ao mesmo tempo como a detecção dessas partículas contribuem para o avanço do nosso entendimento dos objetos e meios astrofísicos aceleradores.

O palestrante discutiu, ainda, como a construção do Observatório CTA nos próximos anos contribuirá para desvendar as principais questões de produção de luz de altíssima energia.

A invariância de Lorentz foi o fio condutor deste seminário, sendo um dos pilares da ciência moderna que foi introduzida como um postulado da Relatividade Restrita em 1905 por Einstein. No entanto, uma possível quebra da invariância vem sendo proposta por várias teorias e sinais desta variância vem sendo procurados por muitos experimentos. A detecção de uma pequena quebra da invariância de Lorentz traria consequências fundamentais para a ciência moderna que exigiria revisão e aprimoramento das teorias vigentes. Luiz Vitor de Souza discutiu, também, essas possibilidades com base nos testes da invariância de Lorentz propostos e realizados pelo grupo de Astrofísica de Partículas do IFSC/USP.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

30 de setembro de 2022

Escola de Física Aplicada – Alunos da ETEC São Carlos fazem imersão em Física

Sala do Conhecimento

Vinte e cinco alunos da ETEC Paulinho Botelho de São Carlos fizeram uma imersão em conteúdos teóricos e experimentais de física. Eles participaram no último fim de semana da Escola de Física Aplicada Marie Curie, organizada pelo “Programa Vem Saber”, nas dependências do Centro de Apoio Didático do Campus 2 da USP.

Para a estudante Morena Leão Marchette, as aulas teóricas de biotecnologia e de laser aplicado à medicina foram as principais novidades. “ Não tinha visto nada na minha escola. Achei muito bom. O laboratório de sábado à noite foi o mais difícil”, disse.

“Eu gostei bastante dessa escola de física por vários aspectos. Um dos principais foi ter a experiência de universitário. A maneira que as aulas foram ministradas e os conteúdos foram bem legais. Gostei mesmo, de tudo. Se tiver outra oportunidade quero participar”, assim avaliou o estudante Gustavo Barros Basso.

Para o Diretor do Programa Vem Saber e pesquisador do CDMF, Prof. Antonio Carlos Hernandes, “com a escola criamos oportunidade aos estudantes da ETEC Paulino Botelho de conhecer temas de física contemporânea”.  

Morena Leão Marchette

Ainda segundo Hernandes, a realização de mais essa atividade cumpre o papel do Programa Vem Saber de difundir a ciência para os estudantes do ensino médio. “A Escola de Física Aplicada é mais uma iniciativa que organizamos para os alunos das escolas públicas. Nesse caso, foram 24 horas de atividades. Os estudantes saíram cansados, mas felizes com o que puderam aprender e ver”, concluiu.

No laboratório

Os participantes

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

30 de setembro de 2022

Clareamento dental e descontaminação bucal – A eficácia de protocolos inovadores com Led violeta

Clareamento

Resultados publicados este ano em revistas científicas internacionais confirmam a ação do LED violeta como fonte de luz capaz de ser utilizada no clareamento dental e na descontaminação bucal, processos esses derivados de pesquisas e técnicas desenvolvidas desde há anos por pesquisadores do Grupo de Óptica do IFSC/USP, em estudos coordenados pelo Prof. Dr. Vanderlei S Bagnato. Segundo o pesquisador do IFSC/USP, Prof. Dr. Vitor Hugo Panhóca, as técnicas desenvolvidas no Instituto podem trazer grandes benefícios em estética dental e no combate a infecções bucais, tais como a cárie dental e doenças gengivais.

Tomando como exemplo o artigo em fase de publicação neste mês no “Journal of Dental Health and Oral Research” – New Possibilities on the Application of Violet Light in Dentistry Combining Aesthetics and Microbiological Control: Report of Two Clinical Cases (AQUI), a aplicação da luz violeta surge como uma inovação muito eficaz no clareamento dental, apresentando, simultaneamente, descontaminação oral. Sobre esta pesquisa, Vitor Hugo Panhóca sublinha que o objetivo desse estudo foi mostrar as novas possibilidades em odontologia aplicando luz LED violeta com solução de descontaminação líquida utilizada durante o clareamento dental em dois casos clínicos.

Clareando e descontaminando

Vitor Hugo Panhóca

“O clareamento dental foi feito com fonte de luz LED violeta, sendo que a irrigação simultânea utilizou solução clareadora desinfetante  nas arcadas dentárias com o objetivo de também promover a descontaminação bucal no paciente”, enfatiza o Prof. Vitor Panhóca. Usualmente, a profilaxia – ou limpeza – compreende a raspagem e remoção dos chamados “cálculos dentais”, que é a placa bacteriana calcificada, seguindo-se o polimento dos dentes com escova de Robson. Contudo, esse procedimento não impede que subsistam bactérias que permanecem entre as gengivas e os dentes. Com o novo procedimento, ao aplicar-se uma solução descontaminadora na boca dos pacientes, ela não só elimina grande parte dessas bactérias, como também as restantes com a aplicação da luz LEd violeta. Por outro lado, nos casos de gengivas inflamadas e/ou sangrantes, a luz LED violeta tem um efeito anti-inflamatório e foto-coagulador, conseguindo estabilizar essas situações em cerca de 15 minutos. Segundo Vitor Panhóca, o correto é fazer esta profilaxia em cada seis meses, ou anualmente, dependendo das situações de cada paciente.

Com base nos resultados obtidos “foi possível mostrar que a luz violeta tem real aplicabilidade no clareamento dental e uma potencial ação para a descontaminação bucal, que alia o controle e a prevenção de doenças causadas por microrganismos na cavidade bucal”, pontua o pesquisador. “Esse protocolo inovador permite que o dentista realize profilaxia dental removendo placa bacteriana e cálculos dentais, acompanhada de descontaminação bucal de maneira não só mecânica, mas também fotoquímica, obtendo uma excelência de resultados em tratamentos profiláticos, em seu consultório dental”, sublinha Panhóca.

Em outra pesquisa, já publicada na revista “Oral Health and Dental Management” – Dental Sensitivity and Color Change in Patients Undergoing Dental Bleaching with Application of Violet Light – (AQUI), os pesquisadores avaliaram a aplicação de luz LED violeta tanto de forma isolada, como combinada com diversos agentes para clareamento dental e com a participação de quinze pacientes. Os resultados desses estudos mostraram que essa aplicação de luz violeta não só foi eficaz no processo de clareamento dental, como, inclusive, promoveu uma diminuição apreciável na sensibilidade dentária, anulando, dessa forma, desconforto aos pacientes envolvidos no citado estudo. A partir dos resultados desta pesquisa e baseados em outros artigos publicados na literatura sobre aplicação de luz violeta para clareamento dental, Panhóca e colaboradores desenvolveram um protocolo inovador em clareamento dental para consultório com menor tempo em cadeira odontológica, que em breve será publicado em um capítulo do livro da “Editora Napoleão Quintessence”.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

28 de setembro de 2022

Artigos do IFSC/USP mais citados no Essential Science Indicators – Bimestre maio e junho de 2022

A Biblioteca do IFSC apresenta os artigos científicos produzidos pelos seus docentes e pesquisadores que foram identificados como interessantes no bimestre de Maio/Jun. de 2022 pela Essential Science Indicators, um dos produtos de citação da agência Clarivate Analytics/Thomson Reuters. Lembramos que o acesso ao texto completo é liberado para comunidade USP ou quem tem acesso ao Portal CAPES.

Para mais informações: sbiprod@ifsc.usp.br

ÁREA:   Agricultural Sciences

Development of cellulose-based bactericidal nanocomposites containing silver nanoparticles and their use as active food packaging

ÁREA:   Chemistry

A review on chemiresistive room temperature gas sensors based on metal oxide nanostructures, graphene and 2D transition metal dichalcogenides

Emergence of complexity inhierarchically organized chiral particles

Folding of xylan onto cellulose fibrils in plant cell walls revealed by solid-state NMR

Molecular docking and structure-based drug design strategies

The Past and the Future of Langmuir and Langmuir-Blodgett Films  

Plasmonic biosensing: focus review

Yolk-shelled ZnCo2O4 microspheres: Surface properties and gas sensing application

ÁREA:   Clinical Medicine

Features of third generation photosensitizers used in anticancer photodynamic therapy: Review

ÁREA:   Computer Science

Clustering algorithms: A comparative approach

ÁREA:   Materials Science

A non-volatile organic electrochemical device as a low-voltage artificial synapse for neuromorphic computing

ÁREA:   Molecular Biology & Genetics

Functional and evolutionary insights from the genomes of three parasitoid Nasonia species

ÁREA: Pharmacology & Toxicology  

ADMET modeling approaches in drug discovery

ÁREA:   Physics

Antiproton flux, antiproton-to-proton flux ratio, and properties of elementary particle fluxes in primary cosmic rays measured with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Boosting the sensitivity of Nd3+-based luminescent nanothermometers

Generalized Geometric Quantum Speed Limits   

Observation of the Identical Rigidity Dependence of He, C, and O Cosmic Rays at High Rigidities by the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Observation of new properties of secondary cosmic rays lithium, beryllium, and boron by the alpha magnetic spectrometer on the International Space Station

Precision measurement of the boron to carbon flux ratio in cosmic rays from 1.9 GV to 2.6 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Precision measurement of the helium flux in primary cosmic rays of rigidities 1.9 GV to 3 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Precision measurement of the proton flux in primary cosmic rays from rigidity 1 GV to 1.8 TV with the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station

Revisiting the optical bandgap of semiconductors and the proposal of a unified methodology to its determination

The Kuramoto model in complex networks

The Pierre Auger Cosmic Ray Observatory

Towards understanding the origin of cosmic-ray positrons

ÁREA:   Space Science

Detection of variable VHE γ-ray emission from the extra-galactic γ-ray binary LMC P3

Introducing the CTA concept

Multi-messenger observations of a binary neutron star merger

Observation of a large-scale anisotropy in the arrival directions of cosmic rays above 8 x 1018 eV

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

28 de setembro de 2022

“Uma Usina Geotérmica no Brasil?” – Artigo assinado pelo Prof. Roberto N. Onody

Figura 1 – Usina geotérmica de Milford, Utah (EUA) [1] (Crédito: Eric Larson/Flash Point SLC)

Caro leitor,

 

No artigo de hoje, comparamos a matriz elétrica brasileira com a do restante do mundo. Vamos constatar que o Brasil tem uma posição privilegiada, posto que gera 81% da sua eletricidade a partir de recursos renováveis e sustentáveis. Destaco aqui, a ascensão meteórica da energia elétrica eólica e solar (fotovoltaica).

Em seguida, discuto sucintamente, a origem da energia geotérmica e o mecanismo básico para o seu melhor aproveitamento – a perfuração de poços. No mundo, a energia geotérmica é utilizada, principalmente, no aquecimento das residências, na indústria, na agricultura e na produção de energia elétrica. No Brasil, devido às condições do nosso subsolo, ela é aproveitada, basicamente, para banhos termais e recreação.

Na última secção, eu analiso as usinas elétricas geotérmicas convencionais e focalizo a usina geotérmica EGS (Enhanced Geothermal System) – a mais complexa e avançada do ponto de vista tecnológico. Quem sabe, através das EGS, o Brasil possa vir a construir suas primeiras usinas geotérmicas.

Quando comecei a escrever sobre esse assunto, rapidamente muito material foi se acumulando e o artigo ficou extenso. Julguei melhor organizar o texto em secções, de maneira que o leitor, com um clique, seja direcionado para aquele item desejado.

Boa leitura!

Matriz Elétrica do Brasil e do Mundo

Origem da Energia Geotérmica

Perfurando Poços

Energia Geotérmica no Brasil e no Mundo

Usinas Elétricas Geotérmicas

Matriz Elétrica do Brasil e do Mundo

Energia renovável e sustentabilidade. Qualidades e conceitos que, no século XXI, se tornaram relevantes, fundamentais e indispensáveis. Hoje, quase toda empresa, seja ela industrial, agrícola, comercial ou bancária tem, no seu portfólio, referência a esse selo verde. Lamentavelmente, existem empresas solertes que se metamorfoseiam de “verde” para ganhar a simpatia e o apoio do consumidor ou do cliente.

As principais energias renováveis são: a hidráulica, eólica, solar, biomassa e geotérmica (Figura 1) [1]. São formas sustentáveis, com baixa emissão de gases de efeito estufa. As energias não renováveis mais utilizadas são: os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão mineral) e energia nuclear.

Figura 2 – Principais fontes de geração de energia elétrica (em %): média mundial (2021) e Brasil (2022). Produzimos 81% da nossa eletricidade utilizando recursos de fontes renováveis! (Crédito: Tabela elaborada por R. Onody, a partir dos dados das referências [2] e [3] (mundo) e referências [4] e [5] (Brasil))

A matriz energética de um país é composta por todas as formas de energia responsáveis pelo aquecimento, transportes e produção de eletricidade. Já a matriz elétrica de um país, se restringe àquelas formas de energia que geram eletricidade.

Vale a pena fazer uma análise comparativa da matriz elétrica do Brasil  com a do resto do mundo [2], [3]. Na Figura 2, vemos que enquanto a média mundial utiliza cerca de 28% de energia renovável para produzir eletricidade, no Brasil, esse valor sobe para 81%! Nada mal.

No Brasil, a produção elétrica total atingiu (julho/2022) 196,6 gigawatts de potência instalada. Muito embora a maior contribuição ainda venha das hidrelétricas (53,5% do Brasil, 4% importada, totalizando 57,5%), essa participação vem diminuindo nos últimos anos.

A energia eólica já é a 2ª. maior fonte produtora de eletricidade no Brasil, respondendo por 10,8% do total ([4], [5]). No ranking mundial, o Brasil está na 6ª. posição. Com bons ventos, a região nordeste produz 80% da nossa energia eólica. As turbinas eólicas são aerogeradores que possuem hélices gigantescas, montadas sobre enormes torres com até 150m de altura (Figura 3).

A energia solar fotovoltaica é a 3ª. maior fonte de energia elétrica do Brasil, com 8,5% da produção nacional. Desse total, 69% correspondem a energia fotovoltaica distribuída (para residências, comércio, indústrias etc.) e 31% para a energia fotovoltaica centralizada (geradas pelas usinas fotovoltaicas). Recentemente, a energia elétrica fotovoltaica teve um crescimento explosivo pois, até 2016, praticamente, ela não existia no Brasil. No ranking mundial, o Brasil está em 13º. Lugar [5].

Figura 3 – O maior parque eólico do Brasil (e da América do Sul) fica em Lagoa dos Ventos, no Piauí. Tem 230 turbinas e gera 716 megawatts de potência (Crédito: Piauí Express)

Ao contrário das usinas hidrelétricas que produzem energia continuamente, a energia fotovoltaica só opera durante o dia. O fornecimento noturno é feito ou por um banco de baterias ou via conexões com a rede hidrelétrica.  Os dois estados com maior produção de energia fotovoltaica distribuída são Minas Gerais e São Paulo [4] e fotovoltaica centralizada são Minas Gerais e Bahia (Figura 4).

Paralelamente à produção de eletricidade, a energia fotovoltaica vem sendo utilizada na produção do “hidrogênio verde”, através da hidrólise da água que separa o hidrogênio do oxigênio. Esse hidrogênio, que é armazenado na forma líquida no tanque de combustível (do automóvel, caminhão ou ônibus) vai para a célula de combustível, reage com o oxigênio produzindo eletricidade. Daí por diante, os componentes eletromecânicos são iguais aos dos veículos elétricos com baterias de íons de Lítio. Para produzir “hidrogênio verde”, uma alternativa está sendo pesquisada [6]. Ela utiliza semicondutores, água e luz solar.

Antes de tratarmos das usinas geotérmicas, é interessante tecer algumas considerações sobre uma outra fonte renovável de eletricidade, mas com baixa eficiência. Consiste em utilizar as ondas das marés para movimentar as turbinas. São as chamadas usinas undi-elétricas. Essa fonte de energia renovável nem aparece na Figura 1, pois sua contribuição é ínfima, tanto no Brasil quanto no resto do mundo. O Brasil possui apenas uma única usina undi-elétrica construída no Ceará (Figura 5) [7].

Figura 4 – A usina fotovoltaica “Sol do Sertão” (BA) tem mais de um milhão de painéis, ocupa uma área de 700 hectares e gera 150 megawatts de potência (Crédito: Capital Reset)

A energia geotérmica é aquela proveniente do interior quente do nosso planeta. Ela pode ser aproveitada de maneira direta – para aquecimento e indireta – para geração de energia elétrica. Na forma direta, através da água ou vapor quentes, ela já era utilizada nos famosos banhos romanos.

Antes de discutirmos a utilização da energia geotérmica na sua forma indireta, isto é, para a produção de eletricidade, é muito importante analisarmos a origem desse calor planetário.

Origem da Energia Geotérmica

A superfície do nosso planeta recebe, continuamente, 24 horas de calor oriundo do núcleo quente da Terra e, cerca de 12 horas, de calor gerado pela radiação eletromagnética oriunda do Sol. A supremacia solar é avassaladora. Durante o dia, o Sol envia para a Terra 173.000 trilhões de joules por segundo de energia contra meros 47 trilhões de joules vindos do interior da Terra.

Praticamente, a radiação solar controla a nossa atmosfera, os oceanos e as formas de vida sobre a Terra. Entretanto, no solo e no fundo dos oceanos, essa radiação penetra, apenas, algumas dezenas de centímetros. Como a crosta terrestre tem de 30 a 70 km de espessura (para mais detalhe, veja [9]), ela é controlada, termicamente, pelo calor vindo do interior da Terra – a energia geotérmica.

Estima-se que metade da energia geotérmica atual venha do calor primordial, isto é, do calor gerado pelo esfriamento da Terra, desde a sua formação, há 4,5 bilhões de anos atrás. A outra metade, é o chamado calor radiogênico, isto é, o calor gerado pelo decaimento radioativo de elementos químicos presentes na crosta e no manto terrestre.

Em ordem decrescente de contribuição ao calor radiogênico, os principais elementos radioativos são: Tório 232, Urânio 238, Potássio 40 e Urânio 235. A quantidade desses elementos é estimada através de detectores de neutrinos (geoneutrinos) [10].

Figura 5 – A única usina undi-elétrica do Brasil, foi construída em 2013 ao custo de 18 milhões de reais. Ela abastece o porto de Pecém (Ceará) e gera 100 quilowatts de potência (Crédito: [7])

Perfurando Poços

Para se construir uma usina elétrica com base na energia geotérmica, cavam-se poços (às vezes, com mais de um quilômetro de profundidade) em busca de vapor (com temperatura acima de 235oC) ou água quente (entre 120 oC e 180 oC , que se encontra líquida devido à alta pressão no poço de onde ela é extraída).

O poço mais profundo escavado (até agora) pelo ser humano fica na Rússia, na Península de Kola, perto da fronteira com a Noruega. Sua perfuração foi iniciada em 1970 (pela, então, União Soviética) com objetivos puramente científicos, não comerciais [11]. O poço atingiu seu máximo em 1989, na profundidade (quase vertical) de 12.226 metros (Figura 6).

Figura 6 – O buraco mais profundo do nosso planeta foi feito pelo homem, não pela natureza. Ele fica na Península de Kola (Rússia). O poço de Kola atingiu, em 1989, a profundidade recorde de 12.226 metros, contra os ´meros´ 11.034 metros da Fossa das Marianas, no Oceano Pacífico. O poço de Kola tem 23 cm de diâmetro. Ele foi abandonado e selado em 2002 (Crédito: autor desconhecido)

Nesse ponto, a escavação cessou, pois, a temperatura havia atingido 180oC e o material rochoso lá embaixo havia adquirido uma consistência viscosa, “plástica”, inibindo a perfuração. O local do poço foi escolhido por ter um subsolo granítico. Estudos sísmicos anteriores indicavam que, embaixo do granito, haveria basalto (o principal constituinte da crosta oceânica) mas, ele não foi encontrado. Por outro lado, constatou-se a presença de água quente mineral em todos os níveis da perfuração.

Entre os poços voltados para a exploração comercial de gás e petróleo, o recordista é o poço Z-44 Chayvo, perfurado na plataforma marítima perto da ilha de Sakhalin (Rússia). Em 2012, ele atingiu o comprimento de 12.375 metros (mais longo, mas, menos profundo que o de Kola).

No Brasil, o recorde pertence à Petrobras que, em 2021, atingiu a profundidade de 7.700 metros no poço de Monai (Pré-Sal), no Espírito Santo [12].

Energia Geotérmica no Brasil e no Mundo

Hoje em dia, de uma perspectiva mundial, a energia geotérmica na forma direta é utilizada predominantemente para o aquecimento de residências, banhos termais, agricultura e indústrias, nessa ordem (veja Figura 7) [8]. Algumas outras utilizações direta da energia geotérmica são: refrigeração (veja abaixo), derretimento de neve e aquecimento de estufas.

De maneira geral, quando o fluido (vapor ou água) se encontra em baixa temperatura (algo entre 35oC e 150oC), apenas a forma direta de aproveitamento da energia geotérmica é possível. É o que acontece na maior parte do território brasileiro.

Nosso subsolo não tem um fluxo de calor geotérmico razoável.  Estamos no centro da placa tectônica Sul-Americana o que, se por um lado nos protege de grandes terremotos, por outro, faz com que nossa energia geotérmica seja utilizada quase que exclusivamente, para fins turísticos e recreativos (banhos termais).

O enorme sistema aquífero Guarani, fornece água em baixa temperatura que é utilizada apenas para recreação nos estados de Goiás (Caldas Novas), Minas Gerais (Araxá), Piratuba (Santa Catarina) e Olímpia, Águas de Lindóia e de São Pedro (São Paulo) [13].

A energia geotérmica superficial (rasa) pode ser utilizada tanto para aquecer quanto para refrigerar ambientes. Essa possibilidade vem sendo explorada desde a década de 1980 em vários países. Podendo ser usada em edifícios comerciais e residenciais, a ideia consiste em levar o calor do ambiente para o subsolo mais frio.

Figura 7 – No mundo, a calefação de ambientes e os banhos termais correspondem a 66% da utilização de energia geotérmica (Crédito: [8])

Para isso é necessário que, durante a construção do prédio, as estacas da fundação estejam acompanhadas por tubos que, quando cheios d´água e através de uma bomba de calor, refrigeram o ambiente.

Essa forma de ar-condicionado já é usada, por exemplo, nos prédios da Google em Mountain View, Califórnia. No Brasil, ela será testada pela USP [14], na construção do Centro de Inovação em Construção Sustentável (CICS) na cidade universitária.

Usinas Elétricas Geotérmicas

Para se construir uma usina geotérmica economicamente viável é necessário satisfazer algumas condições geológicas. Regiões com presença de vulcanismo, gêiseres, fontes termais ou localização próxima dos interstícios das placas tectônicas, são altamente favoráveis à implantação de usinas geotérmicas.

Hoje, o maior produtor de energia elétrica geotérmica é os Estados Unidos. Somente o campo “The Geyser” na Califórnia, formado por 22 usinas, gera mais de 1,5 gigawatts de potência. Em seguida vêm a Indonésia, Filipinas, Turquia e Nova Zelândia.

Mas o maior produtor de energia elétrica geotérmica per capita é a Islândia (Figura 8). Com 600 fontes termais e 200 vulcões, 25% de toda sua energia elétrica tem origem geotérmica!

As chamadas usinas geotérmicas convencionais (naturalmente convectivas) são de três tipos: vapor seco, que utiliza diretamente o vapor em alta temperatura (acima de 235oC); flash, em que há uma mistura de água e vapor (com temperatura entre 150 e 170oC) e ciclo binário, em que a água ( com temperatura entre 120 e 180oC) entra em contacto com um segundo fluido (com ponto de ebulição mais baixo) e o vaporiza [15].

Atualmente, as usinas geotérmicas são responsáveis por cerca de 0,4% de toda a eletricidade produzida no mundo. É pouco. Segundo estimativa do Conselho Mundial de Energia, as usinas geotérmicas convencionais poderiam alcançar (na melhor das hipóteses) 8,3% da produção mundial de eletricidade [16].

Figura 8 – Usina elétrica geotérmica de Krafla, na Islândia. Esse pequeno país explora energia geotérmica desde 1907. Hoje, tem 5 usinas geotérmicas em funcionamento (Crédito: Ásgeir Eggertsson)

 

O Brasil não tem nenhuma usina geotérmica

Como discutimos na secção anterior, o Brasil tem um subsolo em que água e vapor são encontrados em temperaturas baixas ou moderadas. Isto inviabiliza a construção de usinas geotérmicas convencionais. Mas, quem sabe, poderemos vir a ter uma usina geotérmica não convencional do tipo EGS (Enhanced Geothermal System)?

Basicamente, em uma usina EGS um fluido frio é injetado em um poço (previamente perfurado), profundo o suficiente para atingir rochas muito quentes, secas e impermeáveis, e fazê-lo jorrar, na forma de vapor muito quente, por um outro poço de saída, próximo e paralelo.

Portanto, diferentemente das usinas tradicionais que buscam bolsões de fluidos aquecidos, nas usinas geotérmicas EGS os alvos são rochas quentes, impermeáveis e secas. São perfurados poços (com profundidades de alguns quilômetros) nos quais o fluido frio é injetado. Este fluido, ao entrar em contacto com rochas muito quentes, se aquece (alta pressão) e, através de um segundo poço, aflora à superfície (pressão atmosférica), onde o fluido se evapora passando a movimentar as turbinas.

As primeiras tentativas de se construir uma usina geotérmica EGS tiveram início na década de 1970 na Islândia, EUA e Alemanha. Foram dezenas de projetos piloto, mas a imensa maioria não teve sucesso [17]. Na Austrália, depois de 5 anos e 144 milhões de dólares gastos, o projeto piloto foi cancelado (em 2016). A água injetada, fluía por falhas geológicas previamente desconhecidas. Em 2006, na Suíça, engenheiros tiveram que fechar o poço perfurado pois este estava provocando pequenos terremotos. Na Coréia do Sul, em 2017, um projeto EGS causou um terremoto de 5,5 na escala Richter.

Mas, há esperança. Um projeto ambicioso (FORGE, Frontier Observatory for Research in Geothermal Energy) está em andamento em Utah, EUA [1]. Iniciado em 2018, com um orçamento de 218 milhões de dólares, o poço perfurado tem 22 cm de diâmetro e atingiu, este ano, a profundidade de 3.300 metros. Para penetrar o duro granito, eles lançaram mão de técnicas já utilizadas pela indústria de extração de petróleo e gás natural, como fraturar o granito com fluido de alta pressão e buscar ângulos quase horizontais para interceptar estresses naturais da rocha.

Cada avanço, foi monitorado por sensores sísmicos ligados a softwares especialmente desenvolvidos para detectar pequenos deslizamentos. As paredes do poço foram forradas com aço, o que permitia selar (através de juntas especiais) uma secção do tubo para, abaixo dela, detonar pequenos explosivos. Finalmente, nos últimos 60 metros de rocha (sem ter a parede protetora de aço), eles injetaram água a uma pressão de 250 atmosferas e um fluxo de 50 barris por minuto. Isso abriu, na base do poço, extensas fissuras. Monitorando todos os abalos sísmicos a distâncias de até 500 metros do poço, eles agora têm um mapa geológico e sísmico de toda a região próxima e ao longo do poço de entrada. Nos próximos meses, uma análise detalhada e rigorosa de todos esses dados, indicará onde e como deve ser perfurado o poço de saída do fluido.

Estima-se que usinas geotérmicas EGS possam gerar cinco vezes mais energia elétrica do que o consumo atual nos EUA [1]. E, ao contrário das usinas eólicas e fotovoltaicas, a produção não é intermitente.

Em abril de 2022, o Departamento de Energia dos EUA destinou mais 84 milhões de dólares para construção de mais 4 usinas geotérmicas EGS, em diferentes locais e tipos de rochas. Em junho de 2022, a Associação Helmholtz da Alemanha, liberou 35 milhões de euros para o estudo de usinas geotérmicas em rochas cristalinas.

Até onde eu sei, não existe no Brasil nenhum projeto piloto de construir uma usina geotérmica EGS. Naturalmente, sua implementação requer financiamento e investimento em tecnologia e recursos humanos. Mas, quem sabe não seja este o caminho para termos uma usina geotérmica no Brasil?

*Físico, Professor Sênior do IFSC – USP

e-mail: onody@ifsc.usp.br

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(Agradecimento: ao Sr. Rui Sintra da Assessoria de Comunicação)

Referências:

[1] In Utah, researchers are trying to unlock Earth’s heat and make geothermal energy a reality | Science | AAAS

[2] Share of electricity production by source, World (ourworldindata.org)

[3] Energy Statistics Data Browser – Data Tools – IEA

[4]  Aneel – Microsoft Power BI

[5] ABSOLAR – Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica

[6] Crise energética faz nascer o “Hidrogênio Verde” – IFSC/USP aposta em fotossíntese artificial para gerar combustível renovável – Portal IFSC

[7] Energia de ondas e marés deve avançar com aquecimento – Mar Sem Fim

[8] a17v38n01p08.pdf (revistaespacios.com)

[9] Sobre o campo magnético criado pela Terra, pelo homem e pelas estrelas – Portal IFSC (usp.br)

[10] Earth’s internal heat budget – Wikipedia

[11] Kola Superdeep Borehole – Wikipedia

[12] PETROBRÁS CONCLUIU A PERFURAÇÃO DO POÇO MONAI, O MAIS PROFUNDO NA HISTÓRIA DO BRASIL | PetroNotícias (petronoticias.com.br)]

[13] Vista do POTENCIALIDADE DE UTILIZAÇÃO DA ENERGIA GEOTÉRMICA NO BRASIL – UMA REVISÃO DE LITERATURA (usp.br)

[14] Underground cooling : Revista Pesquisa Fapesp

[15] Usina geotérmica | Enel Green Power

[16] WECJ1264_WEC_Resources_Geothermal.indd (worldenergy.org)

[17] Enhanced geothermal system – Wikipedia

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

27 de setembro de 2022

Edital para Programa de Residência – NIDUS InovaUSP

Estão abertas até o dia 15 de outubro as inscrições para o Programa de Residência em Inovação do NIDUS – Núcleo de Formação de Empresas e Empreendedores da Universidade de São Paulo (USP).

NIDUS

Muitos alunos egressos dos programas de pós-graduação e mesmo pesquisadores que têm uma ideia/produto inovador não sabem como chegar ao mercado de trabalho.

O NIDUS é uma Residência em Inovação, que se constitui em um programa onde o recém titulado doutores, pesquisadores e empreendedores que tenham uma ideia inovadora ou um projeto já em andamento, poderá atuar dentro da Universidade de São Paulo para o amadurecimento de sua proposta.

O pesquisador empreendedor receberá treinamento para o desenvolvimento de projetos de inovação, preparação de plano de negócios, avaliação de mercado, busca de financiamentos e de recursos humanos, de modo a assegurar o seu fortalecimento, a melhoria de seu desempenho e a sustentabilidade do seu projeto.

O NIDUS também oferece projeto de incubação para empresas nascentes que ainda não se estabeleceram por completo e precisam de ajuda para o estabelecimento da empresa, e/ou transferência de tecnologia.

Para acessar o edital, clique AQUI.

Para mais informações, clique AQUI.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

26 de setembro de 2022

“Prêmio CAPES – Teses 2022” – Pós-doc do IFSC/USP arrecada Menção Honrosa e prêmio da Sociedade Brasileira de Computação (SBC)

Lucas Correia Ribas

Lucas Correia Ribas (29), pós-doutorando do IFSC/USP e atualmente docente da UNESP de Rio Preto, conquistou uma Menção Honrosa na categoria “Ciências da Computação e Matemática Aplicada” na edição do “Prêmio CAPES – Teses 2022”

Orientado no programa de pós-graduação do ICMC/USP pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Odemir Bruno, o trabalho de Lucas Ribas, subordinado ao tema “Aprendizado de representações e caracterização de redes complexas com aplicações em visão computacional”, logrou também receber um prêmio da Sociedade Brasileira de Computação (SBC). Segundo seu orientador, este trabalho reflete muitas frentes de pesquisa e substanciais avanços na área de Inteligência Artificial (IA), que foram alcançados ao longo de muitos anos, correspondendo aos períodos de mestrado, doutorado e pós-doutorado do premiado.

Lucas Ribas fez sua graduação na UFMS (2011/2014), mestrado em computação no ICMC/USP (2017/2017), e doutorado também em computação no ICMC/USP (2017/2021), tendo feito nesse mesmo período um estágio de seis meses no instituto politécnico de Paris (ENSTA) na França com o Professor Antoine Manzanera. Após a conclusão de seu doutorado, Lucas Ribas iniciou o seu Pós-doutorado no IFSC/USP. Em agosto último, Lucas foi contratado como docente na UNESP de Rio Preto, cidade onde reside. “A linha de pesquisa que escolhi sempre esteve relacionada com IA e meu foco sempre foi ter a possibilidade de contribuir para que os computadores possam “aprender” a realizar as mais diversas tarefas tão bem ou melhor que os humanos. Por exemplo, o reconhecimento de faces e de objetos através de câmeras, ou, na área da medicina, poder desenvolver programas que possam auxiliar nos diagnósticos médicos, ou, ainda, na biologia, por exemplo, no reconhecimento e catálogo de espécies da flora. Tudo isso esteve sempre muito presente nos meus objetivos científicos”, comenta Lucas.

Ao despertar a atenção do meio acadêmico, Lucas sentiu que sua tese poderia conquistar algum tipo de premiação, atendendo a que o trabalho está totalmente voltado para apoiar a sociedade em diversos níveis, motivo pelo qual o premiado considera que os prêmios da CASPES e da SBC são um reconhecimento dos muitos anos de dedicação e de trabalho árduo. “Foi um esforço enorme e um grande desafio trabalhar anos a fio para fora da “bolha acadêmica”, algo que não conseguiria fazer se não tivesse tido importantes colaborações. Destaco aqui o ICMC/USP e IFSC/USP, na pessoa não só do Prof. Odemir Bruno, meu orientador, mas também do Prof. Osvaldo Novais de Oliveira Júnior, que me ajudou bastante na área do desenvolvimento de biossensores dedicados a diagnosticar vírus e doenças, como, por exemplo, o  da COVID-19, e também o câncer. Internacionalmente, um dos destaque foi a minha colaboração no desenvolvimento de um barco-robô autônomo que identifica e cataloga automaticamente todas as embarcações existentes em uma determinada área em seu redor”, pontua Lucas Ribas.

A combinação de redes complexas (grafos) com redes neurais

Lucas Correia Ribas e Odemir Bruno

O Prof. Odemir Bruno realça a importância que a IA tem na área das redes neurais, uma abordagem e um tema que constitui um dos destaques no aspecto teórico da tese de Lucas Ribas. “Especificamente na área das redes neurais, os dados que processamos são vetores, ou matrizes, e eles têm que estar com esse formato matemático para que a metodologia seja aplicada. A grande inovação deste trabalho do Lucas foi fazer a combinação com grafos, permitindo que os dados fossem mapeados dessa forma, para que pudessem ser interpretados como entradas de redes neurais; ou seja, este trabalho combina redes complexas (grafos) com redes neurais, trazendo avanços muito interessantes”, explica Odemir Bruno.

(Créditos: Spiceworks)

Mas, o que são grafos? Os “grafos” foram descobertos pelo matemático e físico suíço, Leonhard Euler (1707-1783), quando decidiu resolver o problema relacionado com a cidade de Königsberg (Prússia), que incluía duas grandes ilhas que estavam conectadas entre si e ao continente através de sete pontes. O problema de Euler foi decidir se era possível seguir um caminho que atravessava cada uma das pontes exatamente uma vez e retornar ao ponto de partida. Ao tentar solucionar este problema, Euler propôs uma forma de fazer uma modelagem matemática usando algo não convencional. Esta solução é considerada como sendo o primeiro teorema da teoria dos grafos, especificamente da teoria gráfica planar.

O Prof. Odemir Bruno exemplifica a existência dos grafos, sendo que eles podem modelar qualquer problema virtual. “Repare que as redes sociais e as conexões de aviões entre aeroportos, só dando estes dois exemplos, são grafos; toda a internet pode ser modelada  com grafos, enquanto as redes bioquímicas, que representam a vida, podem igualmente ser modeladas por grafos. Se olharmos o que conseguimos modelar com os dados, o leque de problemas é muito grande, já que eles abrangem muitas coisas, que vão desde problemas biológicos a relacionamentos humanos, além de inúmeras frentes nas  ciências exatas”, pontua o pesquisador. Facilitar o uso da IA em problemas que não podem ser modelados por matrizes, ou vetores, é para o docente do IFSC/USP o grande destaque deste trabalho. “O grafo é mais flexível do que a matemática clássica, sendo que nós podemos modelar um problema simplesmente através da ação”, sublinha Odemir Bruno.

Talvez para entender melhor o que é um grafo, vejamos o Facebook, por exemplo. No Facebook, o exemplo do grafo seria: se sou seu amigo nessa midia social, e se você é amigo de cem pessoas, para eu chegar a todas elas tenho que passar por você, e por aí vai. Aí, passamos a ter amigos em comum e o princípio é exatamente esse, ou seja, conectando elementos. “Se incidirmos nossa atenção para uma rede metabólica em organismos, ou doenças, teremos moléculas que fazem reações e que por isso se ligam a outras moléculas. A partir desse pressuposto podemos fazer descobertas de como essas moléculas se relacionam e isso permite a descoberta de novas drogas, novos fármacos, o entendimento da vida, etc.”, conclui o pesquisador.

A tese de Lucas Ribas, que pode ser visualizada AQUI, é, por isso, um trabalho importantíssimo que deve merecer a atenção de todos.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

23 de setembro de 2022

Inscrições abertas para a Semana da Licenciatura (SeLic – 2022)

Estão abertas até o dia 16 de outubro próximo as inscrições para a Semana da Licenciatura (SeLic), evento que ocorrerá no IFSC/USP entre os dias 17 e 21 de outubro.

A SeLic é uma semana repleta de eventos de formação docente, com a presença de palestrantes de diversas regiões, que discutirão temas importantes relacionados com a educação brasileira.

O evento é voltado para os alunos da Licenciatura em Ciências Exatas, portanto ocorrerá no horário das aulas, entre as 19h e as 22h40, mas todos que tiverem interesse em participar estão convidados.

A programação será divulgada em breve no Instagram da SeLic (@selic_usp).

Para se inscrever, clique AQUI  e preencha corretamente o formulário.

 

 

 

 

 

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

23 de setembro de 2022

No IFSC/USP – Uma vaga com bolsa de Pós-Doutorado em Nanofotônica

(Créditos – Holger Kock / Fraunhofer IPM)

Encontram-se abertas até o dia 30 de outubro do corrente ano as inscrições para o preenchimento de uma vaga para pesquisador, com Bolsa de Pós-Doutorado, na área de Física da Matéria Condensada – Nanofotônica, no IFSC/USP, sob a coordenação do pesquisador, Prof. Dr. Euclydes Marega Jr..

O selecionado irá desenvolver seu trabalho no âmbito do projeto designado “Regime extremo da interação de luz-matéria em estruturas plasmônicas acopladas com materiais 2D”, com início no dia 01 de janeiro de 2023, como indicado no processo da FAPESP Nº 2021/03311-3 (VER AQUI).

Materiais bidimensionais na forma de camadas atomicamente finas como grafeno, MoS2 etc. estão sob intenso estudo devido à combinação única de propriedades fundamentais, dimensões da escala atômica e aplicações potencialmente interessantes e disruptivas em semicondutores ou indústria optoeletrônica. A forte interação luz-matéria em semicondutores 2D em uma geometria plana com uma espessura de escala atômica os tornam ideais para integração com nanoestruturas plasmônicas que podem ser usadas para aumentar ainda mais a absorção de luz, modificar a vida útil do éxciton ou controlar o transporte do éxciton.

Neste projeto, que envolve a colaboração entre equipes da USP e da EPFL (Escola Politécnica Federal de Lausanne – Suíça), pretende-se combinar as experiências do parceiro suíço na área de dispositivos optoeletrônicos, baseados em materiais 2D, com as dos parceiros brasileiros na área de nanoestruturas plasmônicas e nanocristais. A sinergia entre os plásmons e as propriedades intrínsecas do éxciton de materiais bidimensionais poderia ser usada para explorar a forte interação luz-matéria e novas aplicações de dispositivos. Eles poderiam ser usados para criar realce de fotoluminescência, emissão de luz coerente e manipulação e controle de éxcitons.

Esta vaga está aberta a brasileiros e estrangeiros.

O selecionado receberá Bolsa de Pós-Doutorado da FAPESP no valor de R$ 8.479,20 mensais e Reserva Técnica equivalente a 10% do valor anual da bolsa para atender a despesas imprevistas e diretamente relacionadas à atividade de pesquisa.

Email para inscrições: euclydes@ifsc.usp.br

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

21 de setembro de 2022

7º Congresso de Graduação da USP

Após um longo período de atividades remotas, quando os cursos de Graduação rapidamente adotaram soluções para a preservação da qualidade e eficácia do ensino, temos agora a oportunidade de compartilhar o que de melhor foi realizado e incorporá-lo à nossa prática docente.

O 7º Congresso de Graduação da USP (VER AQUI), de 12 a 14 de Outubro próximo, concretizará esse virtuoso Reencontro. Um reencontro de docentes com maior participação de nosso(a)s estudantes.

Um reencontro das boas práticas de ensino presencial com as aprendizagens decorrentes do período de isolamento social.

Com a convergência de temas como inclusão e permanência estudantil e o emprego de tecnologias digitais no processo pedagógico, buscamos qualificar o ensino de Graduação e a experiência vivida por todo(a)s no campus.

O Congresso será uma feliz oportunidade de nos reencontrarmos para continuar aprimorando a Graduação na USP.

Datas Importantes

Inscrições: 12 de setembro a 09 de outubro de 2022.

Inscrições nas oficinas: 14 de setembro a 09 de outubro de 2022.

Submissão de trabalhos: 14 de setembro a 30 de setembro de 2022.

Divulgação de trabalhos aceitos: 07 de outubro de 2022.

Inscrições minutos de cultura: 09 de setembro a 30 de setembro de 2022.

Resultado minutos de cultura: 07 de outubro de 2022.

Local:

Centro de Difusão Internacional – CDI

Av. Prof. Lúcio Martins Rodrigues, 310
Cidade Universitária, Butantã
São Paulo – SP

Para se inscrever clique AQUI.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

21 de setembro de 2022

USP seleciona estudantes e professores de licenciatura para bolsas de iniciação à docência e residência pedagógica

Estão abertas as inscrições para a seleção de bolsas para estudantes de Licenciatura em Matemática para participação no Programa Residência Pedagógica PRP e PIBID da CAPES.

Os editais oferecem 24 bolsas no PIBID e 10 bolsas no PRP para estudantes e 3 bolsas PIBID e 2 bolsas PRP para professores. As inscrições acontecem no período de 19 a 23 de setembro de 2022.

O PIBID tem como objetivos: incentivar a formação de docentes em nível superior para a educação básica; contribuir para a valorização do magistério; elevar a qualidade da formação inicial de professores/as nos cursos de licenciatura, promovendo a integração entre educação superior e educação básica. O público-alvo do PIBID são discentes que estejam na primeira metade do curso de licenciatura da USP.

O PRP tem como finalidade fomentar projetos institucionais de residência pedagógica implementados por Instituições de Ensino Superior, contribuindo para o aperfeiçoamento da formação inicial de professores da educação básica nos cursos de licenciatura.

O público-alvo deste edital são discentes que tenham cursado o mínimo de 50% do curso ou estar cursando a partir do 5º período do curso de Licenciatura em Matemática da USP/Butantã.

Ambos os programas também oferecem bolsas a professores.

O público-alvo são professores/as efetivos/as atuantes em unidades escolares escolas habilitadas junto à Capes para receber o subprojeto nas redes de ensino públicas: estadual e municipal.

Para conferir os editais, clique AQUI.

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

21 de setembro de 2022

Óleo essencial de espécie amazônica elimina pragas do cupuaçuzeiro

Edgar Aparecido Sanches (Arquivo pessoal)

Um artigo publicado há cerca de dois meses na prestigiada revista científica “Nanomaterials”, da autoria de pesquisadores de nove universidades do Brasil e do exterior, com o apoio da EMBRAPA, da FAPEAM e do IFSC/USP, reporta as últimas pesquisas desenvolvidas no sentido de controlar pragas que assolam árvores frutíferas típicas da Amazônia, neste caso concreto o cupuaçuzeiro, que tem um peso substancial na economia local.

O Prof. Edgar Aparecido Sanches (42), docente da Universidade Federal do Amazonas (UFAM) é um dos autores desse artigo científico, conjuntamente com outros renomados cientistas, entre os quais se contam os pesquisadores do IFSC/USP, Profs. Vanderlei Salvador Bagnato e Francisco Eduardo Gontijo Guimarães, e a Drª Natália Inada. O objetivo da pesquisa foi desenvolver uma tecnologia com base no óleo essencial extraído da planta Lippia origanoides, conhecida no Amazonas como “Erva-de-Marajó”, uma espécie da família do orégano, seguindo-se o desenvolvimento de sistemas de partículas (sistemas poliméricos biodegradáveis) para encapsular esse óleo, transformando o conjunto em um biodefensivo contra duas pragas que atacam o cupuaçuzeiro – a “Vassoura de Bruxa” (Moniliophtora perniciosa) e um tipo de besouro chamado “Broca-do-Cupuaçu”  (Conotrachelus humeropictus).

O início das pesquisas

Tudo começou em 2018 quando Edgar Sanches teve um projeto aprovado pela FAPEAM dedicado ao desenvolvimento de biodefensivos  para plantações frutíferas no Amazonas, tendo ao longo do tempo testado em várias pragas de frutas da região. Contudo, o foco acabou por ser o cupuaçuzeiro e as pragas que atacam essa árvore, partindo do princípio de que muitos óleos essenciais de plantas da própria região poderiam ser utilizados como biodefensivos. “O óleo que apresentou maior eficiência – e que acima está identificado – foi utilizado e, na sequência, desenvolvemos sistemas de partículas para encapsular esse óleo. Nossa pesquisa compreende duas vertentes: primeiro, é encontrar o princípio ativo, no caso nós encontramos  esse óleo essencial que é mencionado no artigo, e a segunda parte foi desenvolver sistemas de partículas que sejam  biodegradáveis e que  encapsulem esses óleos essenciais e os protejam do meio externo. Então, nós conseguimos desenvolver essas duas etapas. Tínhamos um sistema encapsulado com eficiência contra essas pragas do cupuaçuzeiro e foi a partir daí que o IFSC/USP teve um papel importante nesta pesquisa”, relata Edgar Sanches.

Edgar Aparecido Sanches (Arquivo pessoal)

Com seu ingresso no IFSC/USP, em 2022, para iniciar seu pós-doutorado, o Prof. Edgar Sanches trouxe com ele a sua pesquisa e a intenção de entender como a radiação poderia interagir com todo o sistema, que era a base de seus estudos. “Precisava entender a forma como a luz solar age sobre esses sistemas, se ela acelera o processo de  liberação, se ela degrada o sistema mais rapidamente do que a gente esperaria. Então, trouxe esse sistema aqui para o IFSC/USP, em parceria com o Prof. Bagnato e com todo seu grupo. Estamos tentando entender de que forma a luz interage nesse sistema, e esse é um ponto que ainda está em andamento. Um segundo ponto, que foi concretizado e que entrou neste trabalho, nesta publicação, foi a visualização do óleo essencial dentro da partícula. Então, aqui no IFSC/USP, através da Microscopia de Fluorescência Confocal, conseguimos visualizar o óleo essencial dentro dessas partículas e a maneira como ele está distribuído internamente. É muito importante entender como ocorre essa distribuição do óleo no interior da partícula, porque isso influencia no processo de liberação controlada”, explica o pesquisador.

Em termos gerais, esta pesquisa – ainda in vitro – prevê a utilização deste processo através de pulverização nas árvores frutíferas, não com o intuito de exterminar uma espécie,  como a dos besouros -, mas sim como agente de controle em um determinado ambiente. Estes estudos abrem portas para que sejam pesquisados outros óleos essenciais extraídos da flora brasileira que, também com a ação da luz, sejam liberados mais eficientemente do interior das partículas e possam controlar outras pragas sem que com isso hajam impactos negativos na flora, fauna e meio ambiente.

Os estudos e as pesquisas irão continuar por mais algum tempo, sendo que os pesquisadores nacionais esperam iniciar seus trabalhos no campo, obviamente com a manutenção dos apoios que se fazem necessários. “O apoio da FAPEAM está sendo fundamental, bem como o da EMBRAPA, do IFSC/USP e também dos alunos e bolsistas que estão envolvidos. Sem essas colaborações não teríamos avançado como avançamos. Assim, para quem faz o que gosta, para quem trabalha com o que gosta, é simplesmente um resultado interessante e eu fiquei muito feliz com o convite para esta pesquisa”, finaliza o pesquisador.

Para conferir o artigo científico, clique AQUI.

Rui Sintra – Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

19 de setembro de 2022

“Programa Vem Saber” realiza Escola de Física Aplicada “Marie Curie”

O “Programa Vem Saber”, coordenado pelo docente e pesquisador do IFSC/USP, Prof. Antonio Carlos Hernandes, leva a efeito nos próximos dias 24 e 25 de setembro (sábado e domingo), no Campus USP de São Carlos, a Escola de Física Aplicada “Marie Curie, uma ação inserida no programa de difusão científica da USP dedicada a motivar os jovens estudantes do ensino médio a ingressarem no ensino superior e a aprofundarem seus conhecimentos no vastíssimo e apaixonante campo da física.

Nesta primeira edição do programa participarão 45 estudantes de vários estabelecimentos de ensino de São Carlos e região, contando-se com o apoio do Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), e do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um CEPID onde o Prof. Hernandes ocupa o cargo de coordenador de difusão. Em relação à programação desta Escola, ela contemplará áreas de física e outras com interface definidas em medicina, materiais e biotecnologia.

“Esta Escola é mais um evento de difusão científica que estamos proporcionando aos estudantes das escolas públicas de São Carlos e região, sendo que ela é focada em temas modernos de física e, ao mesmo tempo, prestando uma homenagem às mulheres. A denominação desta escola é exatamente um tributo merecido à cientista Marie Curie, que foi duas vezes vencedora do Prêmio Nobel”, salienta Hernandes.

As aulas serão ministradas por professores do IFSC/USP e uma professora convidada oriunda do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

19 de setembro de 2022

“Innostart”: Como transformar sua pesquisa em uma Startup

O Núcleo de Empreendedorismo da USP São Carlos (NEU-SC) leva a efeito no próximo dia 21 do corrente mês, a partir das 20h00, em seu canal do Youtube, a live “Warm-up trajetória empreendedora” para o “Innostart”, o programa de pré-aceleração de startups científicas.

O ‘Warm-up:  será uma roda de conversa online com um alumni do “Innostart”, empreendedores em deeptechs e acadêmicos. Nessa roda de conversa será discutido como avaliar ideias para deeptechs, a relação e sinergia entre startups, universidades e inovação, como startups tem êxito e conselhos para startups acadêmicas.

Se você tiver interesse em empreender, não perca o Warm-up e se inscreva no Innostart 2022! Leve sua pesquisa do papel para a vida de milhões de pessoas!

Para se inscrever, clique AQUI.

Mais informações, clique AQUI.

 

Assessoria de Comunicação – IFSC/USP

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