Engenheiro desenvolve sistemas dinâmicos automatizados

Marcus Americano da Costa é formado em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal da Bahia (UFBA), com especialização em Controle e Automação pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). Bolsista da CAPES durante o mestrado, doutorado e pós-doutorado, é professor dos Programas de Pós-Graduação em Mecatrônica (PPGM) da UFBA e em Engenharia de Automação e Sistemas (PPGEAS) da UFSC e pesquisador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Controle e Automação de Processos de Energia. Em seu trabalho, lidera um grupo de pesquisa responsável por criar soluções tecnológicas para áreas da energia renovável e biomedicina.

Fale sobre a sua pesquisa.
Em uma linguagem mais ampla, a minha pesquisa advém de um campo da engenharia que estuda o comportamento dinâmico de qualquer tipo de sistema a fim de projetar estratégias de intervenções para se obter um resultado desejado. Trata-se da técnica de controlar algo mediante intervenções que, geralmente, são feitas de forma automatizada. Por isso, denomina-se Engenharia de Controle e Automação, caracterizada pela sua versatilidade em poder ser aplicada em sistemas de diferentes naturezas, desde químicos, robóticos e aeroespaciais até biológicos, sociais e da medicina, por exemplo. Basicamente, desenvolvemos algoritmos e sistemas automáticos cada vez mais modernos que propiciam melhores rendimentos e operações eficientes para os processos industriais.  Nesse panorama, as minhas áreas de pesquisa compreendem Controle e Otimização de Processos, Sistemas Dinâmicos, Modelagem e Simulação, com aplicações na indústria de energia renovável, biotecnologia e saúde.

O que foi desenvolvido?
Tenho desenvolvido modelos matemáticos e sistemas de controle, principalmente para a indústria do etanol e processos de energia solar térmica. Publicados na literatura científica, há alguns trabalhos com abordagens teóricas e outros com demonstrações práticas em que utilizo processos reais, em parceria, inclusive, com grupos internacionais. Por exemplo, projetamos um sistema de controle e otimização que utiliza energia solar térmica para auxiliar o sistema de resfriamento e controle da temperatura de processos de fermentação alcoólica. A temperatura desses processos é uma variável crítica e a ideia é aproveitar a alta irradiação solar disponível nas localidades das usinas de açúcar e etanol do Brasil. Vale ressaltar que a nossa indústria sucroalcooleira é referência no mundo e exerce um papel importante na matriz nacional de energia renovável.

É possível mensurar resultados?
Inicialmente, propusemos modelos teóricos para análise de resultados e no fim realizamos simulações mais realísticas utilizando dados industriais e uma planta de energia solar localizada na Universidad de Almería , na Espanha. Um outro trabalho que gosto de citar envolve o desenvolvimento de modelos epidemiológicos e sistemas de controle para mitigar os efeitos da pandemia de COVID-19. Essa pesquisa foi realizada em parceria com a Fiocruz-BA e desencadeou em uma série de trabalhos na área, divulgados, inclusive, em diversos canais de comunicação. Por fim, além de outros resultados, destaco também a criação de uma máquina fresadora de baixo custo para a produção de próteses dentárias que teve uma boa repercussão na mídia local. No momento, temos um protótipo em fase de testes. Porém, a ideia é expandir a produção para atender a população mais carente.

Quais as contribuições da sua pesquisa para a sociedade?
A engenharia de controle e automação promove a competitividade da indústria nacional e, certamente, traz benefícios econômicos, sociais e ambientais, uma vez que melhora a eficiência dos processos produtivos com menor emissão de poluentes. É muito difícil mensurar o alcance de nossas pesquisas. Porém, as minhas áreas de atuação englobam sustentabilidade, tecnologia e engenharia, elementos que contribuem diretamente para a industrialização e geração de emprego e renda de um país. Além disso, a minha pesquisa é muito direcionada para o setor de energia, lembrando que o uso e geração de energia são indicadores importantes que refletem o desenvolvimento de uma nação. Nesses termos, acredito que há parcelas interessantes de contribuição em formação de recursos humanos e desenvolvimento tecnológico em áreas estratégicas do Brasil.

A sua pesquisa já foi reconhecida?
Me senti muito honrado em ter a minha tese de doutorado indicada pelo PPGEAS-UFSC para o Prêmio CAPES de Tese 2013, cujo título é “Modelagem, controle e otimização de processos da indústria do etanol: uma aplicação em energia solar”. Já em 2020 fomos agraciados com o Melhor Artigo (Categoria Doutorado) no Congresso Brasileiro de Automática, intitulado “ Optimal Control Concerns Regarding the COVID-19 (SARS-CoV-2) Pandemic in Bahia and Santa Catarina, Brazil ”.

Qual é a importância da bolsa da CAPES na sua trajetória?
É uma das principais fontes de financiamento da produção científica e tecnológica nacional. Particularmente, a minha formação como pesquisador só foi possível graças à CAPES, em que fui bolsista em três esferas: mestrado, doutorado e pós-doutorado. Hoje, coordeno e participo de projetos com o auxílio financeiro da CAPES, o que permite dar continuidade a trabalhos anteriores, formar novos pesquisadores e promover inovações tecnológicas.  Não há como pensarmos em desenvolvimento econômico, social e ambiental sem o devido investimento na Ciência. Temos muito o que avançar, e, por outro lado, devemos valorizar a nossa estrutura como um todo: agências de fomento, universidades, centros de pesquisa, programas de pós-graduação, professores, técnicos e estudantes. É nesse ecossistema que as bolsas de fomento exercem um papel fundamental. Reitero, aqui, todo o meu agradecimento à CAPES.

Legenda das imagens:
Banner e imagem 1 : Professor Marcus Americano em apresentação do projeto atual do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia em Controle e Automação de Processos de Energia (INCTCAPE): Microrrede com Produção e Armazenamento de Hidrogênio Verde (Foto: Arquivo pessoal)
Imagem 2 : Processo de Fermentação Alcoólica Integrado à Planta de Energia Solar Térmica (Foto: Arquivo pessoal)

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) é um órgão vinculado ao Ministério da Educação (MEC).
(Brasília – Redação CGCOM/CAPES)
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