Pesquisa FAPESP - Edição 148 - Junho 2008

Tecnologia > Engenharia

Por dentro da embalagem

Empresa paulistana desenvolve equipamento de raios X para detectar metais, vidros e pedras em alimentos

Marcos de Oliveira

Provavelmente a maioria dos consumidores não sabe, mas a trajetória de grande parte dos produtos alimentícios existentes no supermercado passa por uma máquina que detecta metais no local onde são fabricados. Isso acontece com o produto já pronto e embalado para verificar se há pequenos pedaços de peças, parafusos ou outros contaminantes metálicos nas matérias-primas. Assim, um pacote de pão de fôrma, outro de biscoitos, uma sopa instantânea ou ainda uma caixa de sabão em pó, por exemplo, são averiguados quanto à presença de indesejáveis “ingredientes” metálicos. Grande parte dessas máquinas no Brasil é fabricada pela empresa paulistana Brapenta que está prestes a lançar um equipamento inovador para esse nicho do mercado industrial brasileiro. Ele utiliza raios X para identificar não apenas metais, mas também pedras, plásticos e vidros, ou tudo o que saia da densidade típica, como a de um pedacinho de osso num hambúrguer. Os materiais inconvenientes do tamanho de até 1 milímetro poderão ser visualizados e o produto retirado de circulação antes de sair da fábrica. O novo modelo da Brapenta, chamado de Spectra, traz componentes elaborados para tornar o equipamento mais barato e funcional. “Ele vai custar entre R$ 80 mil e R$ 100 mil com impostos, enquanto os equipamentos similares importados custam entre R$ 150 mil e R$ 200 mil ou mais com impostos”, diz o engenheiro eletrônico Martín Izarra, diretor-presidente da empresa.

Mas a importância do projeto ultrapassa os benefícios que o novo equipamento trará para a indústria do país ou para a própria empresa porque é um exemplo de sinergia entre institutos de pesquisa e empresas e o próprio laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) da Brapenta. “Temos aliados tanto na área comercial como na tecnológica porque inovar é criar uma rede de parcerias”, diz Izarra, também diretor da Associação Nacional de Pesquisa, Desenvolvimento e Engenharia das Empresas Inovadoras (Anpei).

Idealizado em 2003, o projeto começou a se tornar realidade no mesmo ano com a aprovação de viabilidade técnica no Laboratório de Sistemas Integráveis da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. “Ali vimos que a idéia era viável”, conta Izarra. “Depois começamos a tocar o projeto sozinhos trabalhando com uma tecnologia que não conhecíamos.” A mudança de patamar seria trocar para a tecnologia de raios X e deixar a de campo eletromagnético até agora usada pela Brapenta, a mesma presente nas portas de banco ou prisões para detectar metais, produto que a empresa também fabrica em menor escala. O desafio em utilizar raios X envolve a própria geração dessa radiação e o seu controle. Somou-se a essas necessidades a viabilidade de uma série de agregados para que o equipamento funcionasse. O aparelho precisava ler o produto como um scanner traduzindo os raios X em sinais elétricos e depois converter o resultado em luz visível numa tela, além de ser dotado de softwares e painéis de controle.

Entre os elementos agregados essenciais para a execução do projeto estão os cintiladores, sensores compostos de um cristal, no caso o iodeto de césio. Por enquanto, eles estão sendo importados do Japão e da França, com custo ainda alto, e depois de muita negociação porque é um produto que pode ser usado, por exemplo, em aplicações nucleares para medir radiações. Com isso, países que detêm essa tecnologia dificultam a exportação. Para ter o produto mais barato e feito no Brasil, a empresa firmou um contrato de intercâmbio com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen) para a produção dos cintiladores. No currículo da Brapenta já conta uma boa parceria tecnológica com o Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) em 2004 para o desenvolvimento de algoritmos, um conjunto de soluções matemáticas elaboradas para resolver determinado problema para outro tipo de máquina da empresa que mede o peso dos produtos ao passar por uma esteira numa velocidade de 2 metros por segundo. A função dela é verificar produtos que estejam abaixo ou acima do peso estipulado na embalagem. Outro parceiro de longa data da Brapenta é o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), onde os equipamentos da empresa passam por testes de interferência El tromagnética no Laboratório de Integração e Testes (LIT).

“Em todas as parcerias nós aprendemos com eles, mas eles também aprendem com a gente”, diz Izarra. No caso dos cintiladores produzidos no Ipen, eles não eram usados para um equipamento industrial. “No Ipen nós temos a tecnologia de crescimento dos cristais para fins acadêmicos e para uso em detectores de radiação X ou gama”, conta Carlos Henrique de Mesquita, pesquisador aposentado do Ipen que está coordenando para a Brapenta um projeto do programa de Pesquisa Inovativa na Pequena e Micro Empresa (Pipe) da FAPESP. “Esses sensores convertem a radiação dos raios X em fótons de luz que sensibilizam outros sensores chamados de fotodiodos que, por sua vez, convertem os fótons em sinal elétrico e depois nas imagens elaboradas por um software”, explica. Para Mesquita, o desenvolvimento realizado no Ipen vai reduzir em 30% o preço dos cintiladores para a Brapenta.

Quando Mesquita finalizar o projeto no início do segundo semestre deste ano, a Brapenta vai poder comprar os cintiladores do próprio Ipen, da mesma forma que o instituto produz e fornece radiofármacos para uso em procedimentos de medicina nuclear. “Entre as alternativas estão a criação de uma empresa para produzir os cintiladores ou a própria Brapenta fabricá-los”, diz Mesquita. Quanto aos fotodiodos, eles são comprados no mercado normalmente.

Empresas parceiras – No processamento das imagens geradas dos cintiladores, a Brapenta tem como parceira a Kognitus, instalada na incubadora de empresas da Coordenação dos Programas de Pós-graduação de Engenharias (Coppe) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Nascida no Departamento de Ciência da Computação do Instituto de Matemática da universidade, a empresa desenvolve softwares de análise dos produtos e reconhecimento de padrões de imagem. Outra empresa também incubada na Coppe e que colabora no projeto da Brapenta é a Inovax, responsável pelo software que serve ao painel de controle do equipamento bem como empresas como a JR Informática, da cidade de São José dos Campos, em São Paulo, na área de processamento digital de sinais, e a Gauss, de Florianópolis, em Santa Catarina, que desenvolveu as resistências para alta-tensão com tecnologia de filme espesso.

Com todas essas colaborações a área de P&D da empresa, composta por três engenheiros, fica com o desenvolvimento do gerador de raios X e a integração dos sistemas, além do software controlador de todo o equipamento. “Nossa estratégia para reduzir custos implica desenvolver todas as partes do sistema, com parcerias, porque os outros fabricantes simplesmente compram peças e integram e isso fica muito caro”, diz Izarra. Ele acredita que dentro de 2 anos poderá exportar o Spectra. Com previsão de lançamento até o final do ano, o equipamento deverá ficar instalado gratuitamente por cerca de 3 meses em empresas parceiras, que já são clientes e pretendem comprar a nova máquina. No total, o investimento em P&D no produto vai atingir R$ 2,5 milhões até 2010. Desse total, cerca de 40% serão da própria empresa e o restante de financiamentos de órgãos de fomento como a FAPESP, no Pipe, e a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) do MCT, do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), com recursos não reembolsáveis, além de benefícios fiscais ligados à Lei da Informática.

Izarra acredita que o equipamento também será destinado a outros setores, além da indústria alimentícia ou produtos de limpeza. O Spectra poderá ser usado na linha de produção de fármacos para detectar se um blister (a embalagem de alumínio que acondiciona comprimidos) contém todos os comprimidos e se há algum danificado. Na indústria de bebidas servirá para verificar o nível das latinhas de cerveja e refrigerantes.

Outra possibilidade é o uso em aeroportos, com outra configuração, para verificação de bagagens. “Uma das primeiras consultas sobre esse tipo de máquina com raios X partiu da Infraero (Empresa Brasileira de Infra-estrutura Aeroportuária), porque as máquinas que eles têm são importadas e de manutenção cara”, diz Izarra. Nesse caso, existe a necessidade de um operador para visualizar as bagagens enquanto na máquina industrial não é preciso, porque ao constatar um produto com problemas ela automaticamente faz a separação. A mesma configuração para aeroporto poderá ser usada em prisões, também na forma de scanner, para inspecionar detentos e visitantes.

Com 65 funcionários e instalada no bairro de Santo Amaro, em São Paulo, a empresa tem produtos em 28 países como Estados Unidos, Espanha, Irã, Egito, Angola e África do Sul. São países que importam diretamente ou por meio de empresas integradoras, que instalam todo o conjunto de máquinas e equipamentos de uma fábrica, por exemplo. A empresa também tem representantes em todos os países da América Latina. Além das máquinas detectoras de metal para a indústria alimentícia, a empresa vende no exterior equipamentos para inspeção na área de mineração, usadas na verificação das matérias-primas da produção do cimento, porque pequenos pedaços de metal podem pôr a perder o moinho onde se prepara esse produto.

Caminhos próprios – A história da Brapenta começa quando Martín Izarra durante a graduação em engenharia eletrônica na Argentina, país de nascimento, fez um projeto para sistemas de medição de gás carbônico (CO2) em grandes tanques por meios eletrônicos. “A empresa, subsidiária da General Dynamics, que produzia peças para reatores nucleares e produtos químicos, gostou, depositou a patente e me pagou uma quantia suficiente para comprar um carro, e ainda me contratou. Comecei trabalhando na área de P&D deles inclusive nos Estados Unidos”, lembra Izarra. “Mas passei pelo Rio de Janeiro e resolvi ficar. Antes tirei férias e vim estudar o Brasil. Adotei o país e me naturalizei.”

Em São Paulo Izarra foi gerente de projetos da AEG Sistemas, empresa alemã de automação industrial, e logo depois resolveu montar uma subsidiária da empresa Penta da Argentina no Brasil. Com um dos cinco sócios da empresa argentina, ele montou, em São Paulo, a Brapenta em 1979. O primeiro produto foi um detector de metais para área de mineração. “Mas, 3 anos depois, a tecnologia já estava obsoleta. A velocidade das inovações é muito rápida e resolvi comprar a parte do sócio e trabalhar em cima de tecnologias próprias para acompanhar a velocidade do desenvolvimento tecnológico. Isso foi e está sendo um processo de aprendizagem.”

Os Projetos

1. Desenvolvimento de cristal de CSL(TI) e plástico cintilador para fins de inspeção em tempo real com raios X em equipamento nacional

2. Sistema de inspeção por raios X e inovação de equipamentos para alimentos seguros

3. Sistema de inspeção por raios X

Modalidades

1. Programa Pesquisa Inovativa em Pequenas e Micro Empresas (Pipe)

2. Programa de Subvenção Econômica a Empresas

3. Programa de Capacitação de Recursos Humanos (Rhae Inovação)

Coordenadores

1. Carlos Henrique de Mesquita – IPen/Brapenta

2. Martín Izarra – Brapenta

3. Alberto Suárez Velasco e Martín Izarra – Brapenta

Investimentos

1. R$ 94.018,00 (FAPESP)

2. R$ 1.283.160,00 (FINEP)

3. R$ 257.099,52 (CNPq)