Poucas bolsas de estudo são tão prestigiadas internacionalmente quanto o Programa Fulbright. Ativo desde 1946, ele se destina a financiar estudos e pesquisas nos Estados Unidos para jovens de diversos países com expressivo potencial intelectual. Quase seis dezenas de ganhadores do Prêmio Nobel e quatro dezenas de chefes de Estado figuram entre os ex-bolsistas, que desde 1957 recebe também estudantes brasileiros. A partir de agosto, três doutorandas da Unesp participarão de intercâmbio em universidades dos Estados Unidos, como selecionadas pelo edital Doctoral Dissertation Research Award, do Programa Fulbright.
As três doutorandas fazem parte do grupo de 50 estudantes brasileiros selecionados para conduzir parte de suas pesquisas no exterior. Anne Ketri Pasquinelli da Fonseca, do Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE), em Rio Claro, irá para a Universidade da Dakota do Norte. Ana Gabriela Oliveira Ferreira Janas, do Instituto de Pesquisa em Bioenergia (IPBEN), também em Rio Claro, realizará pesquisas na Universidade da Califórnia, em Berkeley. Ana Júlia da Silva Garcia, do Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT), em São José dos Campos, estudará na Universidade de Stanford. A estadia das três terá duração de nove meses.
Explorando as fronteiras da física
A física Anne Ketri Pasquinelli da Fonseca pesquisa mudanças de fase em sistemas bilhares, nos quais partículas alternam movimentos em linha reta e reflexões em contornos ou fronteiras, de maneira semelhante ao trajeto de uma bola de sinuca ao colidir com as bordas da mesa. O objetivo é compreender de que forma esses sistemas podem transitar de um comportamento mais estável para um regime caótico.
A investigação busca desenvolver ferramentas matemáticas que facilitem a compreensão e aplicação desses sistemas por pesquisadores que atuam com sistemas complexos e dinâmica não linear.
O campo da dinâmica não linear investiga sistemas com comportamentos complexos e imprevisíveis. Uma de suas características centrais é que pequenas alterações nas condições iniciais podem provocar resultados drasticamente diferentes, ao contrário do que ocorre em sistemas lineares, nos quais mudanças pequenas apresentam resultados proporcionais. Esse efeito é chamado popularmente de “efeito borboleta”.
Embora suas bases remontem ao século 19, a dinâmica não linear ganhou maior projeção a partir da década de 1980 e hoje é aplicada em áreas como engenharia, biologia, economia, física e inteligência artificial. Trata-se, contudo, de um campo que exige modelagem matemática sofisticada e simulações computacionais extensivas.
Pesquisadora desde 2021, Fonseca atua em conjunto com o Grupo de Investigação em Sistemas Complexos e Dinâmica Não Linear e é orientada pelo físico Edson Denis Leonel. Há anos, o docente vem construindo uma rede de colaboração internacional. “O professor Diego Fregolent, que me receberá na Dakota do Norte, era integrante do nosso grupo de pesquisa. Ele se graduou pela Unesp e também foi orientado pelo professor Edson”, conta a doutoranda.
O mestrado do próprio Fregolent abordou os sistemas de bilhar. “Tenho trabalhado com os resultados gerados pelo estudo dele, de uma forma mais analítica. No ano passado, publicamos um artigo em coautoria e ele tem ajudado nas pesquisas desenvolvidas pelos membros do grupo. Tentamos manter essa conexão forte”, afirma.
Nos Estados Unidos, Fonseca pretende avançar na descrição matemática dos elementos do sistema que investiga. “Meu plano de trabalho é propor uma caracterização que ainda não foi realizada. Os grupos de engenharia da Dakota do Norte poderão contribuir nessa etapa”, explica. Ela também pretende participar de eventos científicos, como o Dynamics Days e o APS Meeting.
A doutoranda ressalta ainda a importância da internacionalização em sua trajetória. “Quero ser uma pesquisadora de alto nível e também uma referência feminina como pessoa com deficiência nas ciências exatas”, diz ela, que é autista. E ressalta o valor da diversidade para a produção científica. “Ver mulheres conquistando esse espaço é fundamental para tornar a ciência mais diversa e produtiva.”
O potencial energético dos resíduos
O descarte inadequado de resíduos está entre os principais desafios ambientais contemporâneos. Além de poluir o solo, a água e o ar, o acúmulo de lixo contribui para a proliferação de doenças e para o entupimento de sistemas de drenagem urbana.
Cientistas, no entanto, vêm desenvolvendo formas de reaproveitar os resíduos. Essa é a linha de pesquisa da microbiologista Ana Gabriela Oliveira Ferreira Janas, que busca otimizar o processo de conversão de resíduos agroindustriais em energia sustentável, reduzindo os índices de emissão para os lençóis freáticos e nos sistemas de esgoto.
Esses resíduos incluem bagaços de frutas, cama de frango, esterco animal e outros subprodutos de atividades agropecuárias e industriais. O processo de produção energética envolve a decomposição da matéria orgânica em ambientes sem oxigênio, como digestores anaeróbios, onde as bactérias produzem o biogás — uma mistura de dióxido de carbono e metano. Após a purificação e separação desses gases, obtém-se o biometano, combustível equivalente ao gás natural fóssil, e o biohidrogênio.
“O meu foco é aprimorar esse processo, aumentando a produção de biogás e, consequentemente, de biometano”, explica a pesquisadora. Para compreender melhor o processo, o intercâmbio nos Estados Unidos será vital. “A Califórnia é um dos estados que mais produz efluentes, e minha pesquisa analisará as estações de tratamento do estado para a produção de biometano”, destaca.
O interesse na área de sustentabilidade e reaproveitamento de resíduos vem da sua atuação no setor industrial. “Eu trabalhava na área de bioinsumos e realizava toda a análise ambiental dos setores que a empresa atendia. A partir dessa atuação, comecei a pensar no que fazer com os resíduos desses processos industriais”, lembra a pesquisadora. Ela afirma que seu trabalho atual é mais amplo e agora consegue interagir e estudar o ciclo completo, desde a produção até o descarte.
Janas ressalta a importância de mudar a percepção social sobre resíduos. “Nem todo resíduo é lixo. Muitos podem ser transformados em produtos de alto valor agregado, como biocombustíveis”, diz.
A inovação na gestão de cidades inteligentes
O conceito de cidades inteligentes, consolidado a partir da década de 1980, refere-se ao uso de tecnologias da informação e comunicação para tornar a gestão urbana mais eficiente e sustentável. Entre as aplicações estão sistemas de monitoramento de tráfego em tempo real, ampliação de áreas verdes e incentivo à mobilidade elétrica. No Brasil, cidades como Vitória, Florianópolis, Niterói, São Paulo e Curitiba adotam iniciativas alinhadas a esse modelo.
A pesquisa da engenheira Ana Júlia da Silva Garcia se concentra nas cidades inteligentes e investiga o uso de inteligência artificial para aprimorar a classificação da salubridade ambiental urbana, indicador que avalia saneamento básico, fornecimento de água, tratamento de esgoto e manejo de resíduos sólidos.
Esse índice é utilizado pelas prefeituras para orientar políticas públicas e decisões de gestão. Segundo a doutoranda, a aplicação de inteligência artificial pode reduzir incertezas no processo de classificação e representar de forma mais precisa e realista o nível de salubridade das cidades.
Para verificar a eficácia da inteligência artificial utilizada no estudo, Garcia aplicará o modelo em São José dos Campos, um dos primeiros municípios brasileiros classificados como cidades inteligentes. Nesse sentido, o intercâmbio nos Estados Unidos deverá apresentar um contraponto ao exemplo brasileiro. “Eu pretendo analisar as ferramentas de classificação de salubridade ambiental na cidade de Palo Alto, vizinha à Universidade de Stanford e considerada um exemplo de cidade inteligente”, comenta.
A comparação entre as cidades inteligentes de um país em desenvolvimento e de um país desenvolvido pode ser uma forma de compreender se a ferramenta aplicada em São José dos Campos está sendo eficiente e se o seu uso a aproxima de um bom exemplo de aplicação.
Em Stanford, a doutoranda integrará um grupo de pesquisa que utiliza dados e soluções quantitativas para construir cidades mais sustentáveis. “Quero aprender novas dinâmicas de produção de conhecimento e trazer essas experiências para a Unesp e para a minha pesquisa”, destaca.
Imagem acima: Anne Ketri Pasquinelli Fonseca durante apresentação do grupo de pesquisa em uma ETEC. Crédito: acervo pessoal.