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Essa tal transformação digital: o salto de produtividade que o Brasil precisa

Rede SENAI de Inovação aposta em manufatura aditiva, supercomputadores, realidade virtual, sensoriamento de máquinas e outras novas tecnologias. 


Falar em transformação digital, indústria 4.0, automação e robôs está, automaticamente, associado à tecnologia e à inovação. Agora, o que muita gente não sabe é que para acontecer toda essa modernização é necessária uma atividade que existe desde os primórdios da humanidade: a exploração mineral.

No dia a dia, podemos dizer que cada pessoa carrega consigo uma mina. Em um aparelho de celular a gente consegue encontrar a areia de sílica (quartzo), na tela de vidro; a bauxita, na luz de fundo do emissor de LED; a esfalerita, no condutor da tela, nos displays e nas LEDs; a calcopirita, para conduzir eletricidade e calor; o quartzo, para os circuitos; o espodumênio, usado nas baterias; a wolframita, para dissipar o calor; a tetraedrita, usado nas placas; e a bastnaesita, para os ímãs em alto-falantes.

O Brasil é o quinto país com maior quantidade de usuários de smartphone no mundo. São 242 milhões de celulares em uso no país, ultrapassando o número de habitantes, de acordo com dados da Fundação Getulio Vargas (FGV).  

O uso dos minérios não está restrito aos celulares, mas a quase tudo que existe na sociedade moderna, desde aviões, reatores, câmeras, refrigeradores, alto-falantes, até clipes, sabões e lâmpadas. Falar de mineração é falar, diretamente, de tecnologia e, diferente também do que muita gente pensa, a mineração pode e é feita com muita automação.

“As pessoas têm a ideia de que a mineração é um setor atrasado, mas não é verdade. Hoje, nós temos as tecnologias mais avançadas dentro da mineração. Por exemplo, caminhões autônomos na estrada, uso de drones, plantas que podem ser controladas virtualmente. Então, atualmente, a mineração já conta com vários equipamentos e ferramentas da indústria 4.0”, afirma o diretor do Instituto SENAI de Inovação (ISI) em Tecnologias Minerais, Adriano Lucheta.

No SENAI Cimatec, que inclui quatro institutos de inovação, são desenvolvidos projetos com terras raras, elementos da tabela periódica em pouca quantidade no ambiente e usados para fazer baterias, por exemplo.

“A gente trabalhou em algumas linhas de projetos para identificar as melhores rotas para extrair esses metais das minas. E dentro da Bahia há algumas regiões com grandes potenciais de identificar e extrair metais de terras raras”, conta Helaine Neves, gerente de negócios de mineração do Cimatec.

Essas rotas tecnológicas significam desenvolver um caminho viável para extrair esses minerais de uma maneira economicamente e ambientalmente sustentável.

Um mundo tecnológico

Vivemos um novo paradigma tecnológico, que inclui inteligência artificial, computação em nuvem, big data, cyber segurança, internet das coisas, manufatura aditiva e diversas outras tecnologias habilitadoras da indústria 4.0. Ter acesso a elas é condição para aumentar a competitividade das indústrias brasileiras.

No ranking Competitividade Brasil, um estudo da Confederação Nacional da Indústria (CNI) que considera 18 economias do mundo, o Brasil ocupa a 16ª posição. A pesquisa leva em consideração nove fatores, entre eles mão de obra, financiamento, infraestrutura e logística. O Brasil é o país que aparece mais vezes entre os últimos colocados nos fatores analisados pelo estudo. 

Novo paradigma tecnológico

O novo paradigma tecnológico inclui inteligência artificial, computação em nuvem, big data, cyber segurança, internet das coisas, manufatura aditiva e diversas outras tecnologias habilitadoras da indústria 4.0. Ter acesso a elas é condição para aumentar a competitividade das indústrias brasileiras.

No ranking Competitividade Brasil, com 18 economias, o Brasil ocupa a 16ª posição. O indicador é formado por nove fatores, como mão de obra, financiamento e infraestrutura e logística. O Brasil é o país que mais aparece entre os últimos colocados entre os fatores analisados pelo estudo da Confederação Nacional da Indústria (CNI). 

“Os novos padrões tecnológicos se impõe e determinam um ponto de exclusão tecnológica. A transição digital vai determinar uma rápida modificação da fronteira tecnológica e isso puxa também o ponto de fechamento. Abaixo desse ponto nenhuma empresa consegue ser mais competitiva. Esse processo de mudança disruptiva acontece de maneira muito rápida e é claro que isso muda a dinâmica competitiva no mercado”, afirma o diretor de Desenvolvimento Industrial e Economia da CNI, Rafael Lucchesi.

Para Luchhesi, isso é extremamente importante e o Brasil precisa ter uma política para uma forte inserção nessa transição digital que está acontecendo no mundo, incluindo a pauta da sustentabilidade nesse processo.

"Para conseguir fazer esse salto tecnológico, é necessário que empresas, governo e instituições de ensino se unam em um ecossistema inovador, articulado por uma política industrial, tecnológica e de inovação", conclui o diretor.

Como a qualidade de dados afeta a produtividade? 

No Instituto SENAI de Inovação (ISI) de Sistemas de Sensoriamento, em São Leopoldo (RS), são criadas soluções multidisciplinares para aumentar a competitividade das empresas. “Desenvolvemos toda a parte de algoritmo, principalmente envolvendo inteligência artificial para processar essas informações, até a parte de mecanismos, invólucros e acionadores mecânicos para embarcar essa tecnologia”, explica o diretor do instituto, Victor Nardelli.

Nas máquinas, os sensores são responsáveis por captar informações. Além de desenvolver as tecnologias para que eles funcionem, o trabalho dos pesquisadores também é feito a partir desses dados captados. “A gente precisa criar conhecimento a partir dessa informação para conseguir auxiliar as empresas a colocar no mercado produtos mais competitivos, a ter processos mais eficientes”, afirma Nardelli.

É nessa cadeia de enriquecimento de dados que o instituto entra. Tudo começa com a transformação de um fenômeno físico em um sinal elétrico, a partir de um sensor.

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“O ISI atua desenvolvendo tecnologia para digitalizar esse sinal elétrico. O sinal digital se transforma em dados. A gente desenvolve tecnologia para transmitir esses dados, armazená-los e então transformar efetivamente em conhecimento. Para isso, a gente usa basicamente a inteligência artificial”, explica o pesquisador-chefe do ISI de Sistemas de Sensoriamento, Leonardo Rocha. 

A vantagem é deixar a operação mais eficiente, diminuindo custos e sendo mais sustentável.

“A digitalização e a inteligência atuando sobre esses dados tornam as operações mais eficientes e no momento que tem uma operação mais eficiente, você tem uma operação funcionando de forma menos prejudicial ao ambiente”, completa Rocha.

As diferentes tecnologias conversam para detectar problemas e encontrar caminhos do que pode ser melhorado. Por exemplo, a partir do sensoriamento em um fábrica, pode ser possível, por meio de inteligência artificial, detectar um padrão nas informações que explicam a baixa qualidade de alguns produtos.

“Basta ter os dados, que é a matéria-prima desses algoritmos, que você consegue automatizar, auxiliar ou melhorar a eficiência do seu processo de inspeção de qualidade, ainda que seja visual, dentro da tua linha de produção. Com isso, você consegue ser mais eficiente, mitigar os problemas e reduzir custos”,
afirma Wilson Gavião, cientista de dados no ISI de Sistemas de Sensoriamento.

Supercomputadores:
o que enxergam além dos humanos 

Quanto mais digital uma indústria, mais dados ela consegue capturar. E para processar isso tudo pode ser necessário usar um supercomputador. O SENAI Cimatec, em Salvador (BA), conta com um Centro de Supercomputação para Inovação Industrial (CS2I) com cinco máquinas para computação de alto desempenho (HPC, na sigla em inglês), além de um simulador quântico. Juntas, elas têm a capacidade de processamento equivalente a cerca de 30 mil notebooks, mas cada uma tem suas especificidades de configuração de hardware.

Os dados coletados por sensores espalhados na planta industrial são tratados em um ambiente de supercomputação, aplicando técnicas de imageamento sísmico, até chegar em um “gêmeo digital” na tela, que é uma reprodução virtual do ambiente real.

“Você facilita para a indústria enxergar as estruturas de uma plataforma no ambiente simulado, num panorama de 360 graus, 3D, que facilita um operador a identificar melhor as regiões de interesse que se pretende explorar nas manutenções preventivas, por exemplo”, explica André Dantas, gerente do Centro de Supercomputação para Inovação Industrial do SENAI CIMATEC. 

Essa tecnologia é especialmente importante para grandes projetos de Pesquisa & Desenvolvimento e Inovação (PD&I), uma vez que reduz custos e facilita descobrir a melhor rota tecnológica para tomada de decisão. 

Neste projeto que envolveu o AIRIS, 18 modelos computacionais diferentes com aplicação da Ciência de Dados e Inteligência Artificial foram usados para processar dados de instituições de mais de 130 países, 880 mil amostras e 50 mil exames, somando cerca de 360 GB de dados clínico-epidemiológicos. Inaugurado em 2019, em parceria com a Repsol Sinopec Brasil, o AIRIS tem capacidade de 800 teraflops (TFlops).

Os supercomputadores são formados por vários nós computacionais em lâminas, que são encaixadas em um rack e conectadas entre si em rede. “A gente chama de processamento distribuído, então a carga de trabalho é dividida e distribuída em vários nós computacionais, atuando de forma integrada. Por isso você consegue acelerar o processamento”, explica Dantas.  

Também é possível conectar novos equipamentos, aumentando a capacidade de processamento, por isso o centro de supercomputação conta com espaços disponíveis para expansão. 

Além de poder crescer, outra característica dos supercomputadores é que nem sempre suas estruturas ou configurações são iguais. Alguns possuem o que é chamado de “ambiente heterogêneo”. Isso significa que o pesquisador poderá testar seu modelo computacional em diferentes arquiteturas de modo que identifique qual o melhor tipo para executar um projeto de inovação, reduzindo custos e acelerando o tempo de execução.

Simulador quântico e o futuro da supercomputação 

Se a computação convencional é baseada em um sistema binário (os bits) de zero e um, os dispositivos quânticos rompem esse padrão, já que são operados pelos bits quânticos (QuBits), que podem assumir zero e um de forma simultâneas.

“É como se conseguíssemos manipular a informação ao mesmo tempo, sem ter que testar zero ou um de forma separada. Como se você colocasse uma moeda para girar, sem parar e não conseguisse definir se é cara ou coroa”, compara André Dantas.

Isso expande as possibilidades de simulações computacionais.

Desde 2021, o centro de supercomputação em Salvador conta com o Latin American Quantum Computing Center (LAQCC), inaugurado com um simulador quântico, o CIMATEC KUATOMU, voltado para incentivar pesquisas científicas em diversas áreas e para a formação de mão de obra especializada.

“Como é um ambiente que entendemos como inovação disruptiva de soluções para a indústria, temos projetos justamente para formar e desenvolver pessoas, buscando alcançar daqui a alguns anos pessoas já capacitadas para desenvolver soluções inovadoras para a indústria”, explica o gerente do centro de supercomputação.

Grandes empresas têm trabalhado na busca do domínio de tecnologias quânticas em diversos países e a expectativa é de que haja uma mudança no mercado no futuro.

“Estamos nos antecipando. Não sabemos a velocidade da mudança, mas já existe um movimento de mercado global para que se domine essa arquitetura e lance computadores quânticos que permitam rodar novos modelos científicos voltados para a computação quântica”, completa Dantas.

Como formar profissionais para o futuro? | Um Mundo de Possibilidades

Como preparar os profissionais para tecnologias e profissões que ainda nem existem? Essa é a grande pergunta que permeia a maior rede de pesquisa do país, os Institutos SENAI de Inovação.

Venha descobrir como capacitar profissionais inovadores e preparados para o futuro do país e do mundo.

 

As mil possibilidades da manufatura aditiva 

 

Fica em Camaçari, a cerca de 50 quilômetros de Salvador, o primeiro bureau de manufatura aditiva da América Latina com essa tecnologia da HP. O investimento é revertido em cursos de formação profissional.

“A gente precisa formar os profissionais para que eles estejam preparados para as oportunidades do futuro”, afirma Bruno Caetano, gerente de manufatura aditiva no SENAI Cimatec e parte do SENAI há quase dez anos.

Popularmente conhecida como “impressão 3D”, essa é uma alternativa às formas tradicionais de produção de peças e equipamentos, como a usinagem, que remove material até chegar no formato necessário. Gastar menos material e, portanto, ser mais sustentável, é uma das vantagens.

Outro benefício é conseguir produzir peças consideradas críticas para alguns setores que muitas vezes demorariam dias para ser transportadas de um país para outro em apenas algumas horas. As opções do que pode ser impresso são diversas, desde peças automotivas até óculos customizados para o formato do rosto da pessoa.

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Uma das inovações feita a partir da impressão 3D é um braço robótico de característica maleável capaz de alcançar locais em uma planta industrial onde um ser humano não consegue chegar. Para se deslocar, ele é acoplado em um robô que lembra os movimentos de um cachorro.  

“É uma base robótica que consegue se locomover de uma forma mais dinâmica. É uma base com rodas que consegue andar em todos os terrenos. A proposta dele é conseguir subir escada, ter esse tipo de aplicação. Para o projeto desenvolvido aqui ele serve como uma base de teste para colocar, por exemplo, o projeto em uma indústria, fazer ele andar, se locomover, levar esse braço manipulador para dentro dos sistemas que vão ser inspecionados”, explica Victor Matos, bolsista de robótica no Cimatec. 

São diversas as tecnologias de impressoras 3D e cada uma é usada a depender do material e dos objetivos. Na Indústria Criativa, laboratório que fica no Cimatec em Salvador, a impressora com tecnologia Low Force Stereolithography LFS (em português, estereolitografia de baixa força), por exemplo, é usada para alcançar peças com alta precisão. Há equipamentos específicos para imprimir produtos biocompatíveis ou peças mais robustas.

Uma das tecnologias habilitadoras da indústria 4.0, a manufatura aditiva é ainda uma ferramenta para acelerar a inovação, ao facilitar o desenvolvimento de novos produtos.

“O tempo de lançamento de novos produtos tem sido cada vez menor. É uma exigência do mercado em si. Um produto polimérico, por exemplo, que necessitaria da produção de um molde que levaria semanas ou até mesmo meses, hoje basicamente com arquivo virtual a gente consegue imprimir e rapidamente realizar um teste físico, um teste de usabilidade, um teste de mercado”, explica Bruno Caetano.

Engenheiro mecânico e baiano, o gerente aponta tanto a infraestrutura como a formação dos profissionais como um importante passo para o desenvolvimento do país. “A manufatura aditiva certamente vem para ficar. Ela tem um potencial gigantesco para contribuir com a produtividade e competitividade das indústrias”, afirma.

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Fábrica Modelo e estado digital

 

Inaugurada em 2015 no Cimatec, a fábrica modelo é um espaço em que as indústrias podem aprimorar seus processos para ganhar competitividade. A diferença de porte muitas vezes é o que diferencia a capacidade de inovação.  

“Muitas pequenas empresas são competitivas no momento atual, têm um bom produto, têm bons processos, mas o passar do tempo vai gerar uma dinâmica no mercado em que os concorrentes vão se aperfeiçoar e que elas vão precisar também trabalhar para isso”, afirma Flavio Marinho, gerente-executivo de Tecnologia e Inovação do Cimatec. 

 

Para apoiar as pequenas, o SENAI entra como um parceiro tecnológico na chamada “jornada de produtividade”, que integra dezenas de soluções voltadas para os principais problemas desse porte de indústria e de uma forma articulada com diversos parceiros, com o Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas (Sebrae) e a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii).

“Uma coisa que a gente percebe cada vez mais é que a capacidade associativa das empresas, em especial das pequenas, faz muita diferença. Muitas vezes para uma empresa de pequeno porte sozinha investir na inovação, desenvolver um novo produto, um novo processo produtivo, é muito difícil. Não só pela capacidade de investimento, mas inclusive para poder dar escala, para fazer aquilo se tornar um padrão de mercado. Quando uma dessas empresas se junta com outras do mesmo setor ou da sua cadeia de valor, ela consegue ter uma capacidade de inovação muito maior”, afirma Marinho.

Junto com o acompanhamento técnico, a infraestrutura da fábrica modelo serve para testar novos produtos ou processos. Os profissionais das indústrias são capacitados para atuar como agentes de transformação em suas empresas. “Eles vão para sala de aula aprender um conceito e depois eles praticam essas mesmas ferramentas sob a supervisão dos nossos consultores no piloto que foi definido previamente no início do programa no ambiente industrial das suas empresas”, explica Leonardo Sanches, gerente-executivo de mercado de gestão, logística e mobilidade do SENAI Cimatec.

Um passo além de organizar os processos é chegar no estado digital, onde estão disponíveis tecnologias habilitadoras da indústria 4.0.

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Ao lado da fábrica modelo fica outro ambiente de testes de inovação no Cimatec: a planta de segurança cibernética, onde são feitas provas de conceito.

“A planta industrial parar seu processo é custo, então a gente consegue trazer o modelo espelho para nossa planta e rodar os testes aqui”, explica Jorsiele Damasceno, gerente da área de automação industrial do Cimatec.

Nesse equipamento é possível integrar diferentes tecnologias, como robótica e digitalização, por exemplo, fundamentais para que as indústrias brasileiras alcancem o novo paradigma tecnológico. “Boa parte do portfólio de equipamentos de algumas soluções são estrangeiras. A gente ter possibilidade de produzir esse conhecimento no Brasil e fortalecer a economia, o estudo, a sociedade é tangenciar sobre essa importância de produzir conhecimento na nossa terra”, completa Jorsiele. 

A atual gerente começou como aluna no SENAI e depois foi professora no instituto. O equipamento usado por sua equipe para atender as indústrias também é uma ferramenta de ensino.

“A gente consegue trazer esses alunos também para ter esse contato prático. Então essa questão da pesquisa, dos projetos de educação, essas arestas importantes conversam muito bem e elevam o nível da instituição”, afirma. 

De onde vem esse petróleo? 

Além de aumentar a produtividade das empresas, a transformação digital pode contribuir em outros aspectos, incluindo responsabilidade ambiental. No ISI de Química Verde, no Rio de Janeiro, um projeto usa uma câmera super potente, algoritmos complexos e inteligência artificial para ler informações químicas a partir de uma imagem.  

De onde vem esse petróleo? 

Além de aumentar a produtividade das empresas, a transformação digital pode contribuir em outros aspectos, incluindo responsabilidade ambiental. No ISI de Química Verde, no Rio de Janeiro, um projeto usa uma câmera super potente, algoritmos complexos e inteligência artificial para ler informações químicas a partir de uma imagem.  

As transformações reais da realidade virtual

 

Talvez você conheça a realidade virtual dos filmes de super herói ou videogames, mas as possibilidades de aplicações na indústria vão bem além disso. Um dos projetos do Cimatec em parceria com a Ford é para melhorar a usabilidade de telas multimídia em automóveis. Como o produto é virtual, é possível mudar a cor ou a posição de um botão no momento em que o teste com o usuário está sendo feito, por exemplo.

“Nós adotamos uma abordagem metodológica chamada design science research, que já tem uma proposta de fazer contribuições para o conhecimento científico e ao mesmo tempo para as organizações em produtos úteis para o dia a dia. Frequentemente isso gera patentes, um registro de software, artigos científicos. Mas o mais importante é que os pesquisadores conseguem incorporar esses artefatos para inovar nos processos produtivos deles nas indústrias em que eles atuam”, explica Ingrid Winckler, pesquisadora em tecnologias imersivas no Cimatec.

Outra possibilidade é testar objetos que ainda não existem na realidade, como um ônibus autônomo para transportar pessoas com deficiência. “Esse ônibus foi projetado e várias experiências foram feitas de usabilidade, do processo de entrar no ônibus, da posição dos puxadores. Tudo isso vai permitir construir um protótipo físico e posteriormente um ônibus real muito melhor do que seria se não tivesse sido feito teste antes na realidade virtual. Mas o mais importante: é muito mais seguro para esse usuário que se submeteu a esse teste de usabilidade”, afirma a pesquisadora. 

É possível ainda combinar a realidade virtual com técnicas de rastreamento ocular ou leitura de sinais cerebrais, o que permite ampliar conhecimentos em áreas como educação e saúde.Também estão sendo feitas pesquisas com objetivos terapêuticos, trabalhando reminiscências com idosos, por exemplo, a partir dessas imagens criadas digitalmente.

Para Ingrid Winckler, é importante ampliar a percepção da sociedade sobre as inúmeras possibilidades que essas novas tecnologias trazem. “A realidade virtual e aumentada ainda estão muito ligadas ao entretenimento, mas o potencial delas é muito maior do que isso, então quanto antes as pessoas, quanto antes as organizações, quanto antes os setores governamentais perceberem o imenso potencial dessas tecnologias para melhorar esses processos, antes a sociedade inteira vai se beneficiar disso”, afirma.

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Confira aqui mais fotos dos Institutos SENAI de Inovação:

 
Instituto SENAI de Inovação: Um Mundo de Possibilidades
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Da Agência de Notícias da Indústria

Direção Geral:
Ariadne Sakkis 

Produção:
Ariadne Sakkis
Judith Aragão
Marcella Fernandes 
Sara Meneses

Roteiro: 
Ariadne Sakkis
Marcella Fernandes 
Michelle Fioravanti 
Sara Meneses 

Texto:
Marcella Fernandes
Sara Meneses

Direção de Fotografia: 
Michelle Fioravanti 

Cinegrafistas: 
Augusto Coelho
Gabriel Pinheiro  
Iano Andrade
Michelle Fioravanti 

Narração: 
Ariadne Sakkis 

Montagem e coloração: 
Michelle Fioravanti 

Motion e Direção de Arte: 
Juliana Bezerra 

Design:
Daniel Pedrosa

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