Tecnologia permite fabricação de gelo por meio da luz solar

Tecnologia permite fabricação de gelo por meio da luz solar

Comunidades ribeirinhas da região Amazônica estão se beneficiando do resultado de um projeto de pesquisa científico iniciado a partir da necessidade dessas próprias populações: máquinas de gelo que utilizam apenas energia solar fotovoltaica

Hérika Dias/Ag. USP de Notícias

O diferencial do equipamento desenvolvido pelo Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos, do Instituto de Energia e Ambiente (IEE) da USP, é dispensar o uso de bateria para armazenamento de energia.

A máquina de gelo é uma adaptação de um equipamento comercial. Ao invés de um cabo para conexão em tomadas ou baterias, ela é ligada diretamente a um gerador com 60 módulos fotovoltaicos.

Esses módulos possuem células sensíveis à luz e de material semicondutor. A luz solar incide sobre as células, os elétrons do material semicondutor são colocados em movimento, permitindo a geração de corrente elétrica. A eletricidade move um motor elétrico conectado a um compressor de uma máquina de produção de gelo.

De acordo com Roberto Zilles, professor do IEE e um dos responsáveis pelo desenvolvimento da máquina de gelo, o equipamento funciona de acordo com o sol. Quanto maior a incidência solar, mais rápido o motor gira e maior a produção do gelo. “A presença de uma bateria poderia armazenar a energia para o equipamento ser utilizado em dias sem sol e aumentar a produção de gelo, no entanto, decidimos eliminar a necessidade de acumular a energia por causa dos seus custos financeiros e ambientais. A bateria precisa ser trocada periodicamente e seu descarte, de maneira não correta, pode se tornar um problema para o meio ambiente”.

A capacidade de produção da máquina é de 30 quilos de gelo por dia e, segundo Zilles, o custo para construir o equipamento é em torno de R$ 12 mil. A máquina é o resultado de um protótipo desenvolvido em 2009 durante a pesquisa de pós-doutorado de Carlos Driemeier, no Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos do IEE, que teve o apoio da Fapesp. Mas a ideia das máquinas de gelo surgiu em 2005 com a participação dos pesquisadores do IEE em projeto de eletrificação rural com energia solar, em comunidades ribeirinhas no Amazonas.

“A demanda por gelo nesses locais é fundamental para a conservação do pescado que é fonte de renda e alimentação. Percebemos a dependência da população em comprar gelo para fazer o transporte do produto, o que o encarecia. Além disso, o acesso à energia nesses locais é muito difícil”, explica Zilles. Ele ainda conta que a demanda de construção da máquina de gelo surgiu de um problema social. “Entender a realidade e as dificuldades dessas comunidades motivou o desenvolvimento de uma solução”.

A primeira comunidade ribeirinha beneficiada pela máquina de gelo é a Vila Nova do Amanã, no município de Maraã, no Amazonas. Foram instalados, em setembro, três equipamentos com capacidade diária de 90 quilos de gelo. A construção das máquinas faz parte do projeto “Gelo Solar: tecnologia para conservação de alimentos em comunidades isoladas da Amazônia” implantado pelo Instituto Mamirauá, unidade de pesquisa do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação.

As máquinas foram produzidas por uma empresa sediada no Paraná, a partir de tecnologia desenvolvida no Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos do IEE. “Fornecemos capacitação para três técnicos construírem os equipamentos e realizarem a manutenção, o importante não é apenas desenvolver a tecnologia, mas também transferi-la e essa etapa é fundamental para sabermos o que podemos melhorar”, afirma Zilles.

De acordo com a pesquisadora do Instituto Mamirauá, Dávila Corrêa, os moradores das comunidades isoladas da Amazônia precisam viajar até 15 horas, de barco, para comercializar seus produtos nos centros urbanos. Por causa da distância, as famílias acabam pagando caro pelo gelo vendido nas embarcações que acessam a região.

“As máquinas de gelo instaladas nas próprias comunidades vão diminuir as perdas da produção e aumentar a renda das famílias. Além disso, vamos ampliar a cultura de acesso à energia para as populações isoladas da Amazônia”, conta a pesquisadora.

O Gelo Solar é uma expansão dos projetos de energia solar que o Instituto Mamirauá vem desenvolvendo na Amazônia. Dávila explicou que, no interior do estado do Amazonas, a matriz energética é 100% óleo diesel, que possui baixa eficiência e alto custo de operação, manutenção e distribuição. No caso das Reservas de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá e Amanã, que reúnem 286 comunidades, apenas 153 contam com pequenos geradores funcionando poucas horas por dia. As demais 133 vivem às escuras.

A fabricação diária de gelo na comunidade Vila Nova do Amanã mudou a vida dos moradores. “O gelo trouxe melhoria para a comunidade toda para a conservação dos alimentos. Antes não tínhamos onde conservar, trazíamos o gelo de Tefé [cidade vizinha] e ele acabava em poucos dias”, diz Francisco Pereira Vale, morador do local. Para Eliakin Pereira Vale, presidente da comunidade, foi uma surpresa a notícia da vinda das máquinas de gelo. “O gelo sempre era feito nas cidades vizinhas, não tínhamos gelos aqui, é a primeira vez que nosso município fabrica gelo e tem sido uma novidade porque também estamos aprendendo a como cuidar da máquina”.

Segundo o professor Zilles, serão instalados protótipos da máquina de gelo em uma comunidade ribeirinha do Pará. Os equipamentos serão instalados e monitorados por grupo de pesquisa do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia da Amazônia, sediado em Belém, do qual o Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos do IEE faz parte. O professor Zilles disse que estudos sobre a máquina de gelo vão continuar. “Queremos desenvolver equipamentos com maior capacidade de produção de gelo, como 100 quilos diários”.

Tecnologia combina face e íris para fazer reconhecimento biométrico

Elton Alisson/Agência FAPESP

Os processos de autenticação por biometria – em que o reconhecimento do usuário durante a solicitação de acesso a um sistema, como o de um caixa eletrônico em um banco, por exemplo, feito por meio de impressões digitais –podem ser muito mais seguros do que são hoje.
Uma empresa nascente de tecnologia (startup) sediada em Campinas, desenvolveu uma tecnologia de reconhecimento multibiométrico combinando face e íris que promete oferecer maior confiabilidade na identificação de usuários do que os sistemas existentes hoje, baseados no reconhecimento biométrico de impressões digitais, das veias da mãos ou só da face ou da íris isoladamente. Desenvolvida durante projetos apoiados pelo programa Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE), da FAPESP, a tecnologia já despertou o interesse de empresas dos setores bancário e de eletrônicos, entre outros.

“Combinamos as biometrias de face e de íris em um hardware de mais baixo custo no mercado e em única câmera, que aumenta muito a segurança no reconhecimento do usuário porque é muito mais difícil fraudar esse sistema integrado”, disse Daniel José Augusto, diretor da Veridis Biometrics, que desenvolveu o sistema.

Os sistemas de biometria de face estão sendo usados hoje principalmente por redes sociais, como o Facebook, para identificar o usuário em fotos postadas na rede, e por fabricantes de smartphones para permitir o desbloqueio dos aparelhos por meio do reconhecimento do rosto do proprietário através da câmera fotográfica instalada no próprio equipamento, em vez do uso de senha cadastrada.

Uma das limitações desses sistemas, contudo, é que eles podem ser burlados, dependendo do nível de sofisticação de seus algoritmos (comandos). “Se o algoritmo do sistema for muito primitivo, um impostor pode acessar um sistema baseado em biometria de face colocando uma foto do usuário em frente à câmera de um computador ou smartphone, por exemplo, no momento de solicitação de acesso”, apontou. “Um algoritmo primitivo não consegue identificar se é o próprio usuário que está em frente à câmera do aparelho durante a captação da imagem para fazer o reconhecimento ou se é uma foto dele”, afirmou.

A fim de aumentar a segurança desses sistemas de biometria por face e dificultar fraudes, começou-se a discutir nos últimos anos a possibilidade de combiná-la à biometria por íris. O problema, entretanto, é que a biometria por íris requer um hardware e leitor específico. “Isso encarece muito um sistema multibiométrico”, ponderou Augusto.

A solução encontrada pelos pesquisadores da empresa foi combinar as biometrias de face e de íris em um único hardware, capaz de fazer reconhecimento de face com precisão maior que os sistemas disponíveis no mercado, e de íris com qualidade um pouco menor do que o de face, usando uma única câmera.

“O sistema de autenticação possibilita realizar biometrias de face e íris ao mesmo tempo, usando uma única amostra de imagem e, dessa forma, aumentar o nível de segurança de reconhecimento de usuários”, disse Augusto. “Isso seria equivalente a assegurar em um sistema de biometria por impressão digital que o dedo que está sendo escaneado é do próprio usuário, e não um dedo de silicone, por exemplo”, comparou.

O sistema é composto por uma câmera que faz a captura de biometrias da face da íris em uma faixa próxima à do infravermelho – entre 700 e 900 nanômetros –, com zoom automático, além de um software com algoritmos de reconhecimento e fusão de resultados, e uma placa-mãe que executa o software e armazena dados da face e da íris de usuários cadastrados. Ao ser ativado, o sistema ajusta a posição, zoom e o foco da câmera para localizar a face de um usuário que está solicitando acesso a um sistema.

Após obter uma foto da face, o sistema faz novos ajustes na câmera para obter imagens das duas íris do usuário. As imagens da face e dos olhos são processadas pelos algoritmos de reconhecimento do software, que extraem um conjunto de pontos de interesse das fotos e geram uma biometria tanto da face como da íris. As biometrias são comparadas pelo software com as informações biométricas da face e da íris do usuário armazenadas no banco de dados do sistema.

Se forem compatíveis com as biometrias do usuário cadastradas no banco de dados o acesso ao sistema é liberado. Caso contrário é negado. “O conceito de multibiometria é realizar dois tipos de biometria – como as de face e de íris – em paralelo e comparar, no final, se realmente é a mesma pessoa e não alguém que está tentando obter acesso a um sistema”, explicou Augusto. De acordo com ele, o sistema foi testado usando bases de imagens públicas de pessoas também utilizadas por outras empresas de autenticação por biometria para comparar tecnologias concorrentes, e os resultados foram superiores.

A meta, agora, é aplicar a tecnologia em sistemas embarcados, como smartphones e notebooks, além de em caixas eletrônicos, para realizar autenticação digital. “Nossa ideia é conseguir fazer multibiometria combinando face e íris usando uma webcam convencional ou a câmera fotográfica principal de um smartphone com sistema Android, em vez da câmera frontal do dispositivo, porque ela tem maior resolução e possibilita obter uma qualidade de imagem muito maior”, comparou Augusto.