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USP cria modelo matemático que ajuda a economizar eletricidade

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Convênio do Serviço Autônomo de Água e Esgoto de São Carlos com o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria possibilita poupar R$ 90 mil mensais; outras prefeituras podem utilizá-lo

Um convênio firmado entre o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI) com o Serviço Autônomo de Água e Esgoto de São Carlos (SAAE) vem permitindo à autarquia municipal poupar em média 10% da conta mensal de energia elétrica com a captação e distribuição de água. De acordo com Everton Gianlorenço, gerente de manutenção e operação da empresa, os custos com eletricidade representam de 25% a 35% do total das despesas da autarquia. E no segundo semestre de 2017, a economia média mensal foi de R$ 90 mil, com montante estimado em aproximadamente R$ 1 milhão anual.

Essa possibilidade, comenta Gianlorenço, é fruto do desenvolvimento de um modelo matemático criado sob medida para o SAAE, empresa responsável por atender cem mil clientes em São Carlos. Esse sistema recebe dados como a vazão e a capacidade dos reservatórios, potência de motobombas e consumo de energia, entre outras informações Diariamente, o sistema indica quais períodos são os mais baratos para o acionamento e o desligamento dos equipamentos, considerando o fato de a eletricidade ser mais cara em alguns horários, inclusive nos dias mais quentes e de maior consumo.

Parceria

O desenvolvimento do modelo matemático teve a coordenação de Maristela Oliveira dos Santos, integrante do CeMEAI e docente do Departamento de Matemática Aplicada e Estatística do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), da Universidade de São Paulo (USP). Sediado no ICMC-USP, em São Carlos, o CeMEAI é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) financiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp).

Segundo Maristela, o convênio com o SAAE foi iniciado em 2008, por intermédio de seu colega Marcos Arenales, do ICMC-USP. Além deles, também participam do projeto os pesquisadores José Carlos de Melo Vieira Júnior, do Departamento de Engenharia Elétrica da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP), Edilaine Martins Soler, da Faculdade de Ciências da Universidade Estadual Paulista (Unesp), câmpus de Bauru e Marcos Mansano Furlan, da Universidade Federal da Grande Dourados (MS).

“Além de otimizar recursos, o modelo matemático é flexível, podendo receber novos dados e alterações”, informa a professora. Segundo ela, o convênio firmado com o SAAE não envolve aportes financeiros e pode ser adaptado às necessidades de outras prefeituras, bastando o interessado entrar em contato com o CeMEAI. “É uma opção para economizar e preservar o meio ambiente, além de sublinhar esta aproximação da universidade com a sociedade em busca de soluções sustentáveis”, destaca.

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página IV do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 07/06/2018. (PDF)

USP São Carlos pesquisa nova tecnologia para conter epidemias

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Além de auxiliar na vacinação, modelo matemático em desenvolvimento irá orientar ações na rede de saúde pública para conter a disseminação de doenças infecciosas

Um estudo com um modelo matemático coordenado pelo professor Francisco Aparecido Rodrigues, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC), da Universidade de São Paulo (USP), câmpus de São Carlos, abre novas possibilidades para órgãos governamentais, como o Ministério da Saúde, desenvolverem ações de controle de epidemias e de vacinação da população. Iniciado em 2014, o projeto acadêmico tem apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Segundo o professor Rodrigues, docente do Departamento de Matemática Aplicada e Estatística, do ICMC-USP, o avanço tecnológico atual vem tornando mais precisa a metodologia de controle usada pelos órgãos governamentais, permitindo estimar, por exemplo, qual porcentagem de pessoas que será infectada ao longo do tempo em uma determinada região do País.

“Assim como a ciência usa modelos matemáticos para explicar como um objeto se movimenta, a proposta desse projeto de pesquisa é também desenvolver modelos matemáticos, descritos por equações diferenciais, para criar soluções inovadoras capazes de controlar surtos de doenças infecciosas”, explica.

O professor também integra o Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) financiados pela Fapesp, com sede no ICMC-USP. Além de estar envolvido com a modelagem de sistemas, esse grupo é especializado nas áreas de Otimização Aplicada e Pesquisa Operacional; Mecânica de Fluidos Computacional; Modelagem de Risco; Inteligência Computacional e Engenharia de Software (ver link em Serviço).

Inovação

Também participam do projeto acadêmico com o modelo matemático os cientistas Guilherme Ferraz de Arruda, do ICMC-USP, Emanuele Cozzo e Yamir Moreno, da Universidade de Zaragoza (Espanha) e Tiago de Paula Peixoto, da Universidade de Bath (Reino Unido). Na pesquisa conjunta, um dos destaques é a adoção do modelo de redes multicamada, mais abrangente, e capaz de possibilitar a incorporação de novos dados e variáveis no sistema de informações.

O modelo matemático será agora testado com dados reais, levando em conta questões relevantes em uma epidemia, como os modos pelos quais as pessoas interagem entre si nos ambientes, os períodos de tempo que permanecem juntas (outro fator de predisposição ao contágio), além de questões como o modo de atuação e de proliferação do vetor.

“Essa metodologia pode ser direcionada para outras doenças infecciosas, como dengue e Zika, assim como analisar a propagação de rumores em redes sociais”, destaca o professor Rodrigues, doutor em Física e especialista em análise, simulação e modelagem de processos dinâmicos em sistemas complexos.

Segundo ele, o trabalho acadêmico segue em desenvolvimento, com a vinda de novos alunos, colegas estrangeiros e de dados no sistema de informações. “Até o final de 2018, a perspectiva é realizarmos uma aproximação com agências de controle epidemiológico para desenvolver um projeto conjunto”, prevê.

Serviço

ICMC-USP
E-mail francisco@icmc.usp.br
Tel. (16) 3373-9700

Cepid-CeMEAI
E-mail contatocemeai@icmc.usp.br
Tel. (16) 3373-8159

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página III do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 19/05/2018. (PDF)

USP estuda curativo orgânico para queimaduras

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Membrana em desenvolvimento no câmpus de Pirassununga propõe alternativa sustentável e sem risco de rejeição às peles biossintéticas importadas usadas atualmente no tratamento

Uma matéria-prima utilizada pela indústria alimentícia para prolongar a vida útil de alimentos inspirou, em Pirassununga, uma inovação capaz de baratear e aprimorar o tratamento de queimados por fogo e água fervente. O estudo acadêmico é de autoria do pesquisador Daniel Angulo, da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos (FZEA), da Universidade de São Paulo (USP), com orientação do professor Paulo Sobral, do Centro de Pesquisa em Alimentos (FoRC – Food Research Center).

Ainda em desenvolvimento, com término previsto para o fim de 2018, a tecnologia propõe um novo tipo de curativo capaz de acelerar a cicatrização da pele dos acidentados, diminuindo, assim, o sofrimento dos pacientes. A Sociedade Brasileira de Queimaduras estima que os acidentes com fogo e água fervente fazem, a cada ano, um milhão de vítimas no País. Desse total, 66% são crianças, a maioria de famílias de baixa renda.

Orgânico

A pesquisa tem por base o desenvolvimento de uma membrana orgânica produzida a partir do reaproveitamento do colágeno, proteína presente em insumos naturais de baixo custo, porém, com potencial de poluir o meio ambiente se não tiver destinação adequada. “Esse descarte inclui restos de pele, ossos, cartilagens e tendões de bovinos e suínos e também de peixes criados para o consumo humano, como salmão e truta”, explica Angulo.

O chamado curativo orgânico desenvolvido no câmpus Pirassununga tem como diferenciais ser biodegradável (absorvido pelo corpo) e biocompatível (não há rejeição pelo organismo), ter propriedades antifúngicas e antimicrobiais, além de não gerar compostos tóxicos no corpo humano. “A membrana é uma alternativa às peles biossintéticas, material de saúde caro, importado e patenteado, usado atualmente no tratamento dos acidentados”, afirma Angulo.

Além do custo 50% menor, o curativo orgânico também poderá substituir os enxertos, procedimento médico doloroso para o paciente, pois consiste em extrair pedaços de sua pele para colocação no local ferido.

A principal matéria-prima da membrana é a gelatina feita à base de colágeno, uma proteína produzida pelo organismo de todos os mamíferos e insumo comumente utilizado pela indústria alimentícia. A composição inclui ainda a quitosana (fibra natural derivada da quitina), elemento encontrado no esqueleto de crustáceos como lagosta e camarão, além de extrato vegetal de babosa (Aloe vera) e muco (a baba) de caracóis.

O trabalho é financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). Sua origem, explica Angulo, engenheiro de alimentos natural de Santiago (Chile), foi uma chamada pública realizada em 2014 para doutores estrangeiros recém-formados. Aprovado na seleção do órgão federal, o pesquisador, de 38 anos, há um ano estuda a membrana, tema de seu curso de pós-doutorado no Brasil.

Inovação

Angulo pretende patentear a tecnologia e foi convidado a divulgar o trabalho acadêmico sobre a membrana em duas revistas científicas internacionais, a Material Research (brasileira e ibero-americana) e a Material Sciences and Engineering (norte-americana), em edições previstas para os próximos três meses.

Até o fim do ano, o pesquisador seguirá fazendo estudos com a membrana em colônias de células em laboratório, trabalho compartilhado com cientistas da área de veterinária da FZEA-USP. Em 2017, iniciará testes do material com roedores e suínos (modelo biológico) e, finalmente, em 2018, começará a avaliação com seres humanos.

O trabalho é realizado nos laboratórios do FoRC, um dos 16 Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado (Fapesp). Criado em 2013 e sediado no câmpus da USP da Cidade Universitária, na capital, o FoRC é o primeiro centro de pesquisas do Brasil dedicado exclusivamente às áreas de nutrição e alimentos.

A equipe do FoRC tem 30 cientistas de instituições privadas, como o Instituto Mauá de Tecnologia (IMT), e públicas, vinculadas ao governo paulista, como USP, Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Universidade Estadual Paulista (Unesp) e Instituto de Tecnologia de Alimentos (Ital), ligado à Secretaria de Agricultura e Abastecimento.

Com trabalhos direcionados às áreas de saúde, agricultura, indústria e comércio, entre outros, o FoRC se propõe a inovar, atuando de modo multidisciplinar em quatro áreas: Sistemas Biológicos em Alimentos; Alimentos, Nutrição e Saúde; Qualidade e Segurança dos Alimentos; e Novas Tecnologias e Inovação.

Serviço

Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos – USP Pirassununga
FoRC – Food Research Center (Centro de Pesquisa em Alimentos)

Rogério Mascia Silveira
Imprensa Oficial – Conteúdo Editorial

Reportagem publicada originalmente na página I do Poder Executivo I e II do Diário Oficial do Estado de SP do dia 11/05/2016. (PDF)