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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)

Jogo da USP São Carlos é selecionado para a SBGames 2017

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Criado por estudantes, o Stack é um dos 90 jogos escolhidos para apresentação, em novembro, no maior simpósio científico do segmento na América Latina

O Stack, jogo desenvolvido por alunos do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da Universidade de São Paulo (USP), é um dos títulos seleciona dos para exposição no 16º Simpósio Brasileiro de Games e Entretenimento Digital (SBGames).

Considerada por seus organizadores como o maior e principal evento acadêmico da América Latina na área de jogos e entretenimento digital, a competição anual será disputada, neste ano, em Curitiba (PR), de 2 a 4 de novembro, no câmpus da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (ver serviço).

Promovida pela Sociedade Brasileira de Computação, a SBGames investe nos jogos eletrônicos como objeto de investigação científica e fonte de novos produtos e serviços, isto é, como fator de geração de emprego e renda no País. Nas suas últimas edições, o simpósio recebeu, em média, mil participantes formados por estudantes, pesquisadores, desenvolvedores e empresários de diversas regiões brasileiras e de países como Argentina, Peru, Estados Unidos, Portugal e Inglaterra, entre outros.

Foram inscritos 274 jogos para a edição 2017 da SBGames, e 90 deles foram selecionados: 80 digitais e 10 analógicos. Na primeira categoria, a Profissional, há 55 títulos (40 para computador, 13 para celular (mobile) e 2 de tabuleiro – boardgames).

Entre os 55 títulos, 7 são em realidade virtual e 6 os chamados jogos sérios (serious games), modalidade onde a proposta é utilizar o design e elementos de interatividade para transmitir conteúdo educacional ou de treinamento. Na outra categoria em disputa, Jogos de Estudantes, foram classificados 35 títulos, entre eles o Stack: 24 para computadores (PCs), 8 boardgames e 3 para mobile. Desses, dois são em realidade virtual e quatro, serious games.

Baixar e jogar

Criado com o auxílio da plataforma de desenvolvimento Unity, o Stack é gratuito e está disponível para cópia (download) em site próprio nas versões estáveis de 32 e 64 bits para computadores com sistemas operacionais Windows, Linux ou Mac OS X (ver serviço). É recomendado para jogadores de todas as idades, exigindo apenas teclado e mouse.

O projeto do jogo foi elaborado pela estudante Anayã Gimenes Ferreira, do 6º ano do curso de Ciências da Computação do ICMC-USP, com seus colegas de graduação Rafael Gallo e Gil Barbosa Reis. O trio integra o Fellowship of the Game (FoG), grupo de extensão universitária criado em 2007 por alunos da USP São Carlos. Com 40 componentes, essa comunidade discente está sempre aberta à inclusão de novos participantes e aceita estudantes de todos os cursos da USP. As regras de seleção e o cronograma ficam disponíveis no site e também na fanpage do FoG no Facebook (ver serviço).

Inovação

O Stack foi lançado durante a Semana de Computação do ICMC, a 20ª Semcomp, realizada de 11 a 18 de agosto, no instituto. Seu desenvolvimento contou pontos para os estudantes como trabalho extracurricular no currículo acadêmico e exigiu deles três meses de dedicação, sendo a maioria desse tempo gasto fora do horário letivo, inclusive durante as madrugadas e finais de semana.

De acordo com Anayã, uma das estratégias da equipe foi procurar sempre trabalhar junto nos laboratórios do ICMC-USP. “Estar ao lado dos colegas ajuda a comunicação, dá vez e voz a todos e acelera as correções e a obtenção de resultados”, explica a estudante, fã declarada de franquias consagradas da Nintendo, como Zelda e Super Mário, e também apreciadora de títulos independentes, os chamados indies.

Inspiração

O Stack tem como ponto de partida Tetris, um quebra-cabeças (puzzle) clássico oferecido em diversas plataformas de videogames, no qual o jogador precisa ter raciocínio lógico para encaixar rapidamente as peças que caem sem parar em uma superfície bidimensional. “A inovação principal do Stack é incorporar a tridimensionalidade, para tornar o jogo ainda mais desafiador”, revela Anayã, responsável por desenhar os cenários e os menus, sendo a programação do jogo incumbência de Rafael com trilha sonora de Gil.

“Por outro lado, para facilitar o encaixe das peças, incluímos no design os tijolinhos de construção usados no brinquedo Lego, uma referência espacial conhecida pela maioria dos jogadores”, compara Anayã. Outras novidades são os conceitos de tempo e de estratégia acrescentados: o jogador pode analisar sem pressa qual movimento da peça seguinte é o mais indicado, permitindo assim vislumbrar cenários futuros do tabuleiro antes de fazer os empilhamentos. “Diferentemente de Tetris, em Stack as peças não caem freneticamente”, afirma a estudante.

Serviço

Jogo Stack em versões para Windows, Linux e Mac
SBGames 2017

Fellowship of the Game (FoG – ICMC-USP):
– Site
– Facebook
– E-mail fog@icmc.usp.br

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 06/10/2017. (PDF)