Novas tecnologias a seu dispor

IPT celebra 112 anos inaugurando, até o fim do ano, na capital, o Laboratório de Bionanotecnologia; em 2012 será entregue o de Estruturas Leves em São José dos Campos

O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) celebrou 112 anos de fundação no dia 24 de junho. Criado em 1899, o instituto surgiu com o objetivo de avaliar a qualidade de materiais empregados nas áreas de construção civil e produção mecânica. Hoje, é referência internacional em metrologia e parceiro de órgãos públicos e empresas privadas em projetos de inovação, pesquisa, desenvolvimento e educação.

Vinculado à Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia (SDECT), o IPT atua como elo multidisciplinar entre universidades e centros de pesquisas com diversos setores produtivos brasileiros. O serviço inclui desenvolver soluções tecnológicas e melhorar processos para pequenos e médios empresários, de modo a fortalecer o empreendedorismo no Estado e no País.

O IPT também é parceiro de setores industriais de grande porte, como petróleo, mineração, naval, aeronáutica, siderurgia, medicamentos, cosméticos, engenharias, construção civil, têxtil, florestal, química, geração de energia, biocombustíveis e livros didáticos.

O trabalho do órgão é realizado por 12 centros de pesquisa, 30 laboratórios, dez seções técnicas e núcleo de atendimento tecnológico à micro e pequena empresas. O quadro funcional integra mil pesquisadores, 275 profissionais administrativos e 160 estagiários e bolsistas. A sede fica na Cidade Universitária, zona oeste da capital, e o instituto possui filiais em Franca e São José dos Campos, interior paulista.

Aplicações

Muitos brasileiros não sabem, mas o resultado do trabalho do IPT está presente em muitas situações cotidianas. A lista de tarefas é extensa. Inclui analisar consumo de energia e ruído de eletrodomésticos, participar de etapas do desenvolvimento de remédios, conferir a qualidade de roupas e tecidos. E, também, as características de materiais empregados na construção civil, avaliar o impacto ambiental de obras do Metrô e do Rodoanel, o risco de quedas de árvores nas cidades e testar radares de trânsito usados para controle de velocidade em ruas e rodovias.

A proposta do IPT é atender a sociedade brasileira em oportunidades para o País, como a descoberta das reservas de petróleo e pré-sal e o pioneirismo na produção de etanol. Para suprir a essas demandas, desde 2008 o Governo estadual investiu R$ 150 milhões no IPT.

O recurso está sendo usado para modernizar o instituto, com a contratação nos últimos três anos de novos profissionais concursados e requalificação dos atuais. O dinheiro também foi empregado para reformar e ampliar as instalações existentes. Desse total, R$ 46 milhões foram direcionados para a construção, na sede do órgão, do Laboratório de Bionanotecnologia, previsto para ser entregue até o final do ano.

Soluções sustentáveis

A bionanotecnologia é área de pesquisa promissora, capaz de manipular materiais milhares de vezes menores que a espessura de um fio de cabelo. Tradicionalmente, uma partícula recebe o prefixo “nano” caso tenha entre um e 100 nanômetros, aproximadamente 0,01% do diâmetro de um fio de cabelo. Hoje, estima-se em 600 o número de produtos que contêm nanomateriais disponíveis no mercado mundial.

O Laboratório de Bionanotecnologia do IPT estudará o desenvolvimento de organismos vivos, tecnologia de partículas (microencapsulação de componentes químicos e terapia medicinal, como em cosméticos), micromanufatura de equipamentos e metrologia.

Uma das propostas do instituto é privilegiar a busca de soluções sustentáveis. Para isso, uma de suas inovações recentes foi o bioplástico degradável. Diferente do produto à base de petróleo, que demora séculos para se decompor no meio ambiente, o bioplástico vira “comida” de bactéria em seis meses, sem poluir. E pode ser produzido a partir de restos de frutas das fábricas de suco ou bagaço de cana das usinas de álcool.

Corrida tecnológica

Outra novidade é o Laboratório de Estruturas Leves (LEL), previsto para ser concluído em 2012. Orçado em R$ 90,5 milhões, o LEL será instalado em São José dos Campos. A meta é ajudar empresas brasileiras a desenvolver novas tecnologias no setor aeroespacial, como, por exemplo, criar materiais capazes de reduzir o peso de componentes das aeronaves para, assim, torná-las mais competitivas no cenário internacional.

No projeto do LEL, o Governo paulista tem como parceiros a prefeitura local, BNDES, Embraer, Fapesp, Finep, Faculdade de Engenharia Industrial (FEI), Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), USP, Unicamp, Unesp, Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) e Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE).

Outro projeto em andamento é de uma planta de gaseificação de biomassa, em Piracicaba. A meta é conseguir produzir etanol de segunda geração a partir do bagaço de cana, atualmente aplicado na queima para a geração de energia.

Com a gaseificação, a expectativa é dobrar a produtividade das usinas canavieiras sem aumentar a atual área plantada. Esse projeto também marca a posição do IPT e do País em uma corrida tecnológica mundial, já que a gaseificação, com bagaço, carvão ou outra biomassa ainda está por ser dominada.

Novos desafios

Segundo João Fernando Gomes de Oliveira, diretor-presidente do IPT, os próximos passos do instituto são conseguir equilíbrio harmônico entre produzir conhecimento, aplicá-lo e vender serviços. Para Oliveira, são três os desafios para o desenvolvimento científico e tecnológico brasileiro – e todos representam novas oportunidades e necessidades.

O primeiro é uma imposição socioambiental, baseada na necessidade de se desenvolver tecnologias em prol da sustentabilidade. Assim, as pesquisas do IPT continuarão tentando despoluir rios e áreas degradadas, criar matérias biodegradáveis e energias renováveis (solar e da biomassa) e estruturar veículos e peças com materiais mais leves.

Um exemplo é o projeto da Embraer de criar em conjunto com o IPT um avião revestido 100% por compósito (mistura de fibra de carbono com polímero). “Por ser mais leve, a aceleração é mais rápida com menor gasto de energia. Além disso, o material é renovável e mais resistente do que o alumínio”, explica João.

Outra meta inclui explorar o recurso da luz solar, com projetos de células de silício, e obter mais eficiência com a biomassa abundante no campo. “Com as tecnologias futuras, será possível reaproveitar o bagaço de cana disponível no Estado de São Paulo e gerar eletricidade anual equivalente à produzida pela Usina de Itaipu (12 gigawats anuais)”, observou.

O segundo desafio consiste em aproveitar as oportunidades disponíveis, como o pré-sal. “Esta riqueza mineral dependerá de muita pesquisa para ser obtida – e também tornar viável e rentável a exploração. O IPT apoiará a Petrobras e sua cadeia de fornecedores no projeto, que requer perfurações em grandes profundidades marinhas, até 7 quilômetros abaixo do nível da superfície”, analisa.

O último desafio do IPT será aproveitar a oportunidade induzida pelo desenvolvimento da ciência, como a bionanotecnologia. O objetivo do novo ramo é incorporar novas funcionalidades nos materiais, a partir de mudanças em suas propriedades e composição.

As possibilidades da bionanotecnologia são infinitas e é possível agregar novas características do ponto de vista químico, mecânico, térmica, biológico, elétrico, etc. Uma das promessas é a de produzir um medicamento sob medida para cada organismo e, também, controlar seu princípio ativo de modo de só agir em condições especiais, evitando efeitos colaterais conhecidos das drogas atuais.


Serviços especializados do IPT

Tanque naval – O tanque naval do IPT é o maior da América Latina. Tem cerca de três quarteirões de extensão e é usado para simular em laboratório o comportamento de embarcações em água fluvial e alto-mar, para ajustes na fabricação de navios e equipamentos.

Fraturamento hidráulico – O fraturador hidráulico do IPT é usado para aprimorar equipamentos e definir metodologias para medição de tensões em rochas. Atende às engenharias civil, de minas e de petróleo e tem usos na construção de obras subterrâneas em rochas de qualquer natureza. O dispositivo foi usado na construção dos trechos subterrâneos da Rodovia dos Imigrantes, Rodoanel e Metrô. Também tem utilidade em túneis de pressão para geração de energia e em barragens (fundações e ombreiras) e cavernas.

Recursos hídricos – O instituto dispõe de um grupo multidisciplinar de 20 pesquisadores que acompanham 160 projetos relacionados às diversas bacias hidrográficas paulistas. Uma das ações é elaborar os planos delas, ou seja, identificar quem são os consumidores da água (setores municipal, agrícola e industrial) e verificar suas demandas. A tarefa inclui analisar demografia, qualidade das águas, monitoramento de chuvas, situação da vegetação, destinação do lixo urbano e poluição agrícola, entre outras demandas.

Segurança contra fogo – O serviço do IPT oferece diagnósticos das condições do setor de combate a incêndios no País e avalia as condições do combate ao fogo nas áreas urbana, rural e indústria petroquímica.

Livros didáticos – O instituto mantém três projetos ligados à qualidade dos livros do Programa Nacional do Livro Didático (PNLD). O serviço federal distribui esses materiais para alunos da rede pública nos 27 Estados brasileiros. Atende ao ensino fundamental, médio e de jovens e adultos e consiste em averiguar se a qualidade das publicações está de acordo com as especificadas em lei.

Siderurgia e etanol – Há 20 anos pesquisa a área de materiais metálicos fundidos resistentes a desgaste. O trabalho é realizado em parceria com o Laboratório de Fenômenos de Superfície, da Escola Politécnica (Poli-USP). Com relação ao etanol, o IPT pesquisa tecnologias para favorecer a exportação do etanol. A atividade verifica o grau de corrosão do biocombustível e rendeu metodologias de ensaio, aproximando as condições do laboratório com as verificadas na prática. O objetivo no futuro é estender o serviço.


Parceiro de empresas públicas e privadas

Em 1894, um grupo de engenheiros, liderados por Antonio Francisco de Paula Souza, fundou a Escola Politécnica de São Paulo. Para atender às crescentes demandas de ensaios de materiais de construção e às necessidades do curso, alguns professores criaram, em 1899, o Gabinete de Resistência de Materiais, que se tornaria o núcleo básico do que viria a ser o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT).

No início do século 20 o instituto pesquisou materiais para a construção civil e ajudou o empresariado paulista a instalar estradas de ferro e hidrelétricas. Até hoje, o órgão preserva amostras de concreto da época – e seria possível contar parte da história das construções civis brasileiras por meio delas.

Durante a Revolução Constitucionalista de 1932, o IPT orientou os paulistas sobre como fabricar morteiros, granadas, capacetes, carros de combate e trem blindado. Entre 1934 e 1946, desenvolveu produtos de madeira que tiveram larga utilização industrial, aplicando-os também na construção de aviões de treinamento e planadores. Em 1940 foi encarregado dos estudos para as fundações do complexo da Companhia Siderúrgica Nacional, em Volta Redonda (RJ).

O mesmo aconteceu com a produção de armas durante a Segunda Guerra Mundial. Nesse caso, o IPT forneceu assistência direta às oficinas bélicas nacionais. Devido à escassez de gasolina, os técnicos do instituto adaptaram os motores dos carros para o gasogênio.

Na década de 1940, cresceu e ampliou suas tarefas e colaborou com grandes obras de engenharia do País. Entre elas, destacam-se a construção das rodovias Anchieta, Anhanguera, Rio-Petrópolis e Dutra, e a ampliação dos portos de Santos, Rio de Janeiro e São Sebastião.

No mesmo ritmo, em meados de 1950, o IPT participou da construção das hidrelétricas paulistas de Paranapanema, Jurumirim, Chavantes, Limoeiro, Euclides da Cunha, Jupiá, Ilha Solteira e da usina de Paulo Afonso (BA).

Nos anos 1970 ajudou a construir a Linha Norte-Sul do Metrô paulistano e nos anos 1980 prestou assistência técnica na Rodovia dos Imigrantes e nas hidrelétricas de Sobradinho (BA) e Itaipu (PR).

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente nas páginas II e III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 28/06/2011. (PDF)

 

Bagaço de cana surge como alternativa para geração de energia elétrica em SP

Meta é ampliar oferta de energia na época seca do ano, quando o volume de água nos reservatórios das hidrelétricas é menor

Dobrar, em quatro anos, a produção anual de 2 mil para 4 mil megawatts de energia elétrica no Estado, gerados a partir do reaproveitamento do bagaço de cana. Essa é uma das metas da Comissão de Bioenergia, grupo multidisciplinar constituído pelo governador José Serra no final do mês de abril, com o objetivo de orientar a produção de energia limpa e renovável no território paulista.

O grupo congrega profissionais oriundos das secretarias de Desenvolvimento, Saneamento e Energia, Agricultura, Economia e Planejamento, Transportes, Meio Ambiente, e também Fapesp, USP, Unesp e Unicamp. No dia 16 de maio, a Comissão de Bioenergia se reuniu para estruturar e apresentar nos próximos seis meses plano de ação que norteará os rumos da energia no Estado. O documento contemplará temas ligados à pesquisa, produção, transporte, distribuição e uso de fontes renováveis em São Paulo.

No Estado, a iniciativa privada é responsável por todo o ciclo do açúcar e álcool (sucroalcooleiro). Porém, a intenção do governo paulista é estimular nas usinas a cogeração – produção simultânea de dois energéticos (eletricidade e sacarose) – a partir de um único combustível: o bagaço de cana. A meta é abastecer 9 milhões de residências em 2010, constituídas por famílias que tenham consumo médio mensal de 190 quilowatts.

Auto-suficiência

José Goldemberg, presidente da Comissão, explica que a usina é autossuficiente em energia elétrica. Primeiro ela mói a cana para produzir o bagaço que será queimado na caldeira. O calor da combustão libera vapor de água que é direcionado ao gerador para produzir eletricidade. Depois, o mesmo vapor é redirecionado com uma pressão mais baixa para as turbinas acopladas às moendas, para obter energia mecânica e movimentá-las, tornando permanente o ciclo de energia.

Nos anos 70 as usinas dominaram a técnica da cogeração. Com isso, ganharam a oportunidade de vender seus excedentes de energia para a rede elétrica, por meio de leilões que resultam em contratos de fornecimento futuro. Seus clientes são as 64 distribuidoras brasileiras de eletricidade, como, por exemplo, a Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL).

Até o fim deste mês será realizado o próximo leilão. Estão cadastradas para participar 38 usinas paulistas, que irão oferecer 1,5 mil megawatts a serem repassados à rede elétrica a partir de 2010. De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), o Brasil tem 222 usinas. Dessas, 135 estão localizadas em São Paulo, Estado produtor de 65% de toda a cana colhida no País. Dos atuais 2 mil megawatts anuais produzidos nas usinas, 1,4 mil megawatts são utilizados internamente e os 600 restantes são revendidos em leilões de energia elétrica.

Subprodutos

O engenheiro Jean Cesare Negri, da Secretaria Estadual de Saneamento e Energia, explica que a moagem de uma tonelada de cana gera três subprodutos: melaço (153 quilos de açúcar e etanol), bagaço (276 quilos) e palha (165 quilos). Ele comenta que o uso da tecnologia vem permitindo aumentos de produtividade nas colheitas e também ampliando as possibilidades de cogeração. “As usinas estão sendo incentivadas a substituir caldeiras antigas por novas com maior capacidade de pressão”, informa.

Até 2004, ano da revisão no modelo do setor elétrico brasileiro, o dono de usina não tinha incentivos para revender seus excedentes. Os motivos incluíam a baixa quantidade de energia adicional produzida, a falta de interligação da usina com a rede de distribuição (que custa U$ 150 mil cada quilômetro de instalação) e, principalmente, a sazonalidade do fornecimento, uma vez que a cogeração somente é possível no período de safra da cana – de maio a novembro.

“O governo estadual está incentivando a cogeração no setor canavieiro, para aumentar a oferta de energia nos meses do outono e do inverno, os mais críticos para a produção de energia nas hidrelétricas. A colheita da cana é realizada na época de menos chuvas do ano, período que coincide com a baixa nos níveis dos reservatórios das hidrelétricas”, explica Jean.

Entre as medidas adotadas, está a regulação do setor, a possibilidade de conseguir financiamentos do BNDES e de vender eletricidade diretamente para clientes com consumo médio mensal acima de 500 quilowatts, como shoppings e condomínios. “Além disso, a usina pode comercializar seus excedentes nos leilões a partir de sua média anual de produção de energia e obter redução de no mínimo 50% de suas tarifas com a rede elétrica”, finaliza.


Apagão elétrico em 2009

O secretário adjunto do Desenvolvimento, Américo Pacheco, revela a disposição do governo paulista em ampliar investimentos para aprimorar ainda mais a cadeia produtiva do açúcar e do álcool. O objetivo é obter no futuro novos produtos derivados da cana, como plásticos, açúcares especiais, enzimas e matérias-primas para a indústria alimentícia.

“No setor sucroalcooleiro, São Paulo é o principal produtor e exportador do País. Detém as mais avançadas técnicas de produção de mudas, plantio e colheita e concentra as indústrias de implementos agrícolas, de máquinas para usinas e os fabricantes de motores flex. O próximo passo da comissão de Bioenergia é criar condições para que o Estado mantenha a liderança internacional na pesquisa com a cana e seus derivados e consiga produzir álcool a partir de qualquer biomassa”, explica.

Pacheco alerta para o risco de apagão elétrico em 2009, caso sejam mantidas as atuais perspectivas de crescimento da economia sem a ampliação da oferta de energia elétrica no País. “Independentemente de haver escassez ou não, a geração de energia a partir do bagaço de cana é a opção mais fácil de ser adotada – entre o plantio e a colheita são necessários apenas dois anos. E este reforço fortalecerá a disponibilidade de energia, além de ser renovável”, finaliza.


Opção para os empresários

José Carlos Meneghin, gerente industrial da Usina Zanin, de Araraquara, informa que o maquinário utilizado pela maioria das usinas brasileiras é antigo. São caldeiras com capacidade máxima de 22 bar de pressão, que operam na temperatura de 300ºC e, em média, conseguem oferecer 2,7 megawatts por hora nos 200 dias de safra. Entretanto, a popularização do motor flex na última década motivou os empresários a trocarem as caldeiras das usinas para ampliar a potência instalada.

O gerente explica que as usinas mais novas têm possibilidades concretas de vender excedentes de energia. Utilizam caldeiras que suportam até 63 bar de pressão e calor de 500º C e conseguem oferecer excedentes de até 59 megawatts por hora. Meneghin aponta a cogeração como uma alternativa viável como investimento complementar à produção de etanol e açúcar. E também uma opção interessante para a destinação final do bagaço de cana, acumulado em grandes quantidades.

“Há muitas pesquisas em andamento, como a hidrólise enzimática, que promete enriquecer o bagaço e permitir seu reaproveitamento, ampliando a produtividade da cana em até 50% para a usina. Porém, atualmente a cogeração é uma alternativa mais viável e efetiva, mas a decisão de vender excedentes de energia está ligada a critérios geográficos e às peculiaridades dos negócios de cada uma”, finaliza.

União público-privada

Promover o desenvolvimento da indústria canavieira no Brasil. Essa é a missão do Centro Avançado da Pesquisa Tecnológica do Agronegócio de Cana do IAC, órgão vinculado à Secretaria Estadual da Agricultura. Hoje, o centro responde por 22% de todas as variedades criadas no País e conseguiu aumentar a produtividade do setor em 25%.

O Centro Apta Cana é parceiro de mais de 60 usinas paulistas e concentra pesquisas nas áreas de genética, fisiologia, fitopatologia, entomologia, pedologia, fertilidade, climatologia e fitotecnia. As atividades são centralizadas em Ribeirão Preto e também realizadas nos demais pólos regionais do IAC, em Assis, Adamantina, Jaú, Jundiaí, Mococa, Pindorama e Piracicaba. O custo das pesquisas do Centro é dividido entre a Agricultura e as usinas.

O objetivo dessa parceria é utilizar o melhoramento genético para produzir mudas especiais, plantas híbridas que reúnam características de alto teor de sacarose, volume adequado de fibras, resistência contra seca prolongada, pragas e doenças e pouca palha, capaz de facilitar a colheita mecânica.

Matrizes e híbridos

O agrônomo Fábio Dias é um dos 13 pesquisadores do Centro, que possui 45 funcionários. Diz que um dos desafios atuais nas pesquisas é conseguir diminuir o tempo atual para a produção de uma nova variedade, que é de 12 anos.

“Os cruzamentos são realizados com diversas espécies de cana e vão dar origem a sementes para germinar o vegetal. Seu potencial será avaliado e, caso a planta tenha apelo comercial, fornecerá as mudas que serão testadas nas estufas do Centro e, posteriormente, no solo da usina solicitante da variedade. Por fim, depois de um grande número de testes e de cinco cortes na planta, realizados um a cada ano, a variedade estará pronta para ser lançada”, explica.

Reserva especial

O IAC tem um jardim especial com exemplares de todas as variedades lançadas pelo instituto. Nele também são plantadas as matrizes de todas as espécies de cana existentes no mundo – inclusive descendentes dos primeiros pés plantados pelos
colonizadores portugueses em São Vicente e em Recife, a partir de 1537.

Rogério Mascia Silveira
Da Agência Imprensa Oficial

Reportagem publicada originalmente nas páginas I e IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 13/06/2007. (PDF)