Olhos que atravessam o solo: a nova fronteira do reconhecimento por drones

*LRCA Defense Consulting - 02/08/2025

Um drone equipado com tecnologia de radar de abertura sintética (SAR) está permitindo enxergar estruturas enterradas no subsolo com precisão inédita — como colônias de formigas, túneis ou pertences escondidos. Essa solução, desenvolvida no Brasil pela startup brasileira Radaz com apoio da Unicamp e aplicada em parceria com empresas como a Klabin, está transformando setores que vão da agricultura à arqueologia, passando por defesa e segurança pública, evidenciando seu uso dual.

Como funciona a tecnologia
Radar de Abertura Sintética (SAR): instalados em drones, transmitem sinais de baixa frequência (como na faixa P‑band), capazes de penetrar o solo e gerar imagens tomográficas do subsolo 

Padrões de voo sofisticados: trajetórias helicoidais permitem manter o radar sobre a área de interesse por mais tempo, melhorando a resolução tomográfica.

Inteligência artificial integrada: redes neurais profundas detectam padrões consistentes com objetos enterrados, como ninhos ou estruturas, com alta precisão.

Aplicações civis práticas
Agricultura e silvicultura
Na Klabin, a tecnologia foi testada em plantações de eucalipto para identificar ninhos de formigas cortadeiras a até 4 metros de profundidade. A taxa de acerto ficou em cerca de 80%, sem falsos positivos. Isso evita perdas significativas na produção e reduz o uso de inseticidas, ao detectar infestação de forma precisa e eficiente.

Mineração e geologia
Pode mapear subsidência de solos em áreas densamente vegetadas e detectar rochas até 100 metros abaixo da superfície — algo que satélites não conseguem com precisão similar.

Arqueologia
Projetos usam a tecnologia para localizar túmulos, objetos ou vestígios arqueológicos com mínima intervenção no solo. 

Aplicações em defesa e segurança pública
A capacidade de "enxergar" o que está enterrado sem contato físico com o solo abre um leque de aplicações estratégicas para uso militar e de segurança pública. Entre os possíveis usos estão:

Detecção de explosivos enterrados, minas terrestres e armadilhas: drones equipados com radar SAR de baixa frequência podem sobrevoar áreas suspeitas e identificar objetos metálicos ou cavidades artificiais, reduzindo o risco para equipes humanas e agilizando operações em zonas de conflito ou de pós-guerra.

Localização de túneis e esconderijos subterrâneos: em contextos de combate ao narcotráfico, contrabando ou terrorismo, a tecnologia pode identificar passagens escavadas sob fronteiras, favelas, presídios ou áreas de mata fechada — com mais precisão do que sensores térmicos ou satélites convencionais.

Reconhecimento tático e inteligência geológica: forças armadas podem empregar a tecnologia para mapear áreas de interesse estratégico, como terrenos acidentados ou potencialmente instáveis, ou para obter informações sobre infraestrutura oculta de oponentes.

Busca e salvamento: após terremotos, deslizamentos ou desabamentos urbanos, o radar pode ajudar a localizar vítimas presas sob os escombros ou áreas instáveis, guiando os resgates com segurança e rapidez. A tecnologia já foi empregada também em operações de busca a desaparecidos em terrenos alagadiços ou pantanosos, direcionando equipes para áreas promissoras.

O uso de drones SAR nesses cenários oferece a vantagem de operações remotas, discretas e não intrusivas, com risco reduzido e maior capacidade de cobertura. A adoção pela Defesa brasileira ou por forças policiais especializadas (como BOPE ou PF) ainda é incipiente, mas o potencial de aplicação é elevado — especialmente em um país de vasto território e diversidade geológica como o Brasil.

Exemplos internacionais do uso militar da tecnologia SAR em drones
Estados Unidos: as forças armadas norte-americanas já utilizam radares de abertura sintética embarcados em aviões e drones como o Global Hawk e o RQ-170 Sentinel para vigilância em tempo real e mapeamento do terreno — inclusive com sensores de penetração de solo para detectar túneis do cartel mexicano ao longo da fronteira sul.

Israel: além de radares SAR convencionais, Israel tem investido em drones táticos com sensores de penetração para localizar infraestruturas subterrâneas do Hamas, como túneis de contrabando e bunkers, em Gaza. A integração com inteligência artificial tem sido chave para diferenciar estruturas naturais de artificiais.

China: o exército chinês tem testado drones SAR de médio porte para mapeamento de cavernas e bunkers em regiões montanhosas e fronteiras críticas, com foco em dissuasão estratégica e capacidade de contrainteligência.

Por que essa inovação é relevante?
Custo reduzido e maior eficiência: grandes áreas podem ser mapeadas em poucos voos, sem necessidade de trabalho de campo intenso ou métodos invasivos.

Menor impacto ambiental: escavações podem ser evitadas, mantendo sítios arqueológicos ou áreas agrícolas intactas até onde realmente houver algo enterrado.

Precisão aprimorada: a combinação de radar e IA minimiza falsos positivos e aumenta a confiabilidade dos resultados.

Desafios e perspectivas
Tipo de solo influenciando a penetração do sinal: solos argilosos ou úmidos podem limitar a profundidade alcançada pelo radar, exigindo ajustes de frequência e processamento 

Especialização técnica exigida: desde a criação das trajetórias de voo até a interpretação dos dados de radar, são necessárias capacidades técnicas e conhecimento profundo da tecnologia.

Evolução constante: conforme miniaturização e sensores avançam, a expectativa é que drones SAR tornem-se ainda mais autônomos, podendo operar em enxames (swarm) e com processamento em tempo real.

Contexto no Brasil
A solução foi desenvolvida em parceria entre a Unicamp, a startup brasileira Radaz e a Klabin, dentro de programas de inovação como o PIPE da FAPESP. Trata-se da primeira vez no mundo que ninhos subterrâneos de formigas foram detectados com esse nível de acurácia usando tecnologia SAR embarcada em drone. 

O que vem pela frente?
Ampliação de usos: áreas como defesa, segurança pública, arqueologia, agronegócio, geologia e mineração devem continuar adotando essa tecnologia para detectar artefatos enterrados sem escavações.

Integração com outras tecnologias: sensores como LiDAR e térmicos podem ser combinados, ampliando ainda mais o espectro de aplicação dessa abordagem.

Operação autônoma e enxames de drones: sistemas que trabalham em cooperação poderão realizar mapeamentos amplos com rapidez e detalhamento.

Novo capítulo em exploração subterrânea
A união entre drones e radar SAR abre um novo capítulo em exploração subterrânea: é possível enxergar o que está oculto sem destruir o que está por cima. Seja para proteger plantações, acessar áreas geologicamente sensíveis ou realizar investigações forenses, essa tecnologia coloca o Brasil na vanguarda de uma revolução que combina mapeamento de precisão com inteligência artificial — uma verdadeira visão de raio-X do mundo real.

Além das imensas aplicações civis, o potencial para defesa e segurança pública é estratégico: drones com radar SAR podem localizar túneis clandestinos, armadilhas explosivas, esconderijos e outras ameaças invisíveis a olho nu, com baixo risco e alta precisão. Em um cenário global onde conflitos assimétricos, segurança de fronteiras e desastres naturais exigem respostas ágeis e tecnológicas, o radar embarcado em drones se torna uma ferramenta crucial para forças militares e operações policiais.

 Saiba mais:
- Radar RD350, da Radaz, em potenciais aplicações militares e de segurança 

Radar RD350, da Radaz, em potenciais aplicações militares e de segurança

 

*LRCA Defense Consulting - 04/06/2025

A Radaz, uma empresa brasileira de tecnologia fundada em 2017, é especializada no desenvolvimento de radares de sensoriamento remoto de alta precisão. Originada a partir de pesquisas na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), a empresa está sediada em São José dos Campos, São Paulo, e tem se destacado por criar soluções inovadoras e compactas para monitoramento de superfícies e estruturas subterrâneas.

O radar RD350 da Radaz representa uma inovação significativa no campo do sensoriamento remoto, destacando-se como o único radar de abertura sintética (SAR) embarcado em drones de classe 3 que opera simultaneamente nas bandas P, L e C. Com peso de apenas 5 kg, ele é compatível com drones como o Pelicano R3 da SkyDrones e o DJI Matrice 600 Pro, permitindo levantamentos aéreos de alta precisão em diversas condições ambientais.

Como uma solução compacta e poderosa para sensoriamento remoto, oferece capacidades únicas de penetração no solo e na vegetação, processamento automatizado e versatilidade operacional. Suas aplicações precípuas e potenciais abrangem o agronegócio, a pesquisa científica e operações de defesa e segurança.

Principais Características Técnicas
Três bandas simultâneas (P, L e C)
A banda P penetra até 120 metros no subsolo, a banda L fornece dados volumétricos e a banda C capta informações da copa das árvores, permitindo análises detalhadas do terreno e da vegetação.

Modos de voo versáteis
Suporta voos lineares para levantamentos topográficos amplos e voos helicoidais para tomografia de alta resolução, adaptando-se às necessidades específicas de cada missão.

Processamento automático de dados
Os dados coletados são processados automaticamente em um laptop fornecido com o sistema, entregando resultados como imagens SAR, modelos 3D e relatórios analíticos no mesmo tempo de duração do voo.

Alta produtividade
Capaz de cobrir até 500 hectares por dia em modo linear e 50 hectares em modo helicoidal, otimizando operações em larga escala.

Aplicações civis práticas
Inventário florestal automatizado
O modelo Forest Keeper RD350 estima automaticamente volume, DAP (diâmetro à altura do peito), altura das árvores e área basal com precisão de até 2%.

Detecção de estruturas subterrâneas
Identifica formigueiros, rochas e vazamentos em dutos, mesmo sob vegetação densa, com assertividade significativa, como demonstrado em projetos com empresas como a Klabin.

Monitoramento de subsidência
Detecta afundamentos do solo em áreas cobertas por vegetação, superando limitações de radares orbitais.

Agricultura de precisão
Auxilia na previsão de safra e na medição de umidade do solo, contribuindo para uma gestão agrícola mais eficiente.

Pesquisa e desenvolvimento
O modelo Explorer RD350 oferece acesso aberto aos dados brutos e de navegação, sendo ideal para universidades e centros de pesquisa que desejam desenvolver novas aplicações e algoritmos.

Aplicações potenciais em operações militares e de segurança
O radar RD350 da Radaz, embora desenvolvido inicialmente para aplicações civis e científicas, possui características tecnológicas que o tornam altamente aplicável em operações militares e de segurança, especialmente nas áreas de inteligência, vigilância, reconhecimento (ISR) e operações especiais, como:

Reconhecimento e inteligência (ISR) em terreno denso
As bandas P e L, que penetram vegetação e até o subsolo, são extremamente úteis para detectar:
- Abrigos camuflados.
- Redes de túneis.
- Depósitos subterrâneos.
- Posições inimigas sob cobertura florestal.

Aplicações práticas:
- Operações na Amazônia, selvas ou áreas de floresta densa.
- Reconhecimento de rotas clandestinas, como trilhas de narcotraficantes.

Detecção de ameaças subterrâneas
A penetração de até 120 metros no subsolo (banda P) permite:
- Localização de túneis transfronteiriços (contrabando, tráfico de drogas ou armas).
- Verificação de estruturas enterradas, como bunkers ou esconderijos.
- Monitoramento de atividades ilegais em fronteiras e zonas de conflito.

Vigilância persistente
A operação embarcada em drones de longa autonomia permite:
- Monitoramento de grandes áreas por longos períodos.
- Detecção de movimentos de tropas, veículos, embarcações e até pessoas, mesmo sob cobertura vegetal.
- Acompanhamento de atividades suspeitas sem necessidade de sobrevoo tripulado.

Controle de fronteiras e contrainteligência
Identificação de:
- Passagens clandestinas.
- Estruturas ocultas.
- Movimentações de grupos armados ou contrabandistas.

Análise de terreno e planejamento tático
- Geração de modelos digitais de terreno (MDT) com ou sem cobertura vegetal.
- Planejamento de rotas seguras.
- Avaliação de linhas de visada.
- Identificação de pontos estratégicos para vigilância ou operações ofensivas.

Monitoramento de infraestrutura crítica
- Vigilância de oleodutos, gasodutos, linhas de transmissão e outros tipos de pontos sensíveis.
- Detecção de tentativas de sabotagem ou interferências físicas.
- Identificação de subsidências, deslizamentos ou atividades clandestinas nas proximidades.

Operações especiais e busca e salvamento (SAR)
- Detecção de pessoas, veículos ou equipamentos ocultos em ambientes de difícil acesso.
- Auxílio em missões de busca de pessoas desaparecidas ou vítimas em áreas remotas.

Vantagens estratégicas
Portabilidade
Radar de 5 kg, operável por drones de médio porte, ideal para forças que necessitam de mobilidade.

Baixa detectabilidade
Operação embarcada em drones permite reduzir risco de detecção e exposição.

Processamento rápido
Dados processados em tempo real ou quase real, facilitando decisões rápidas em campo.

Versatilidade
Modos de voo linear (vigilância ampla) ou helicoidal (tomografia detalhada).

Limitações e considerações
- Dependência de drones de médio porte, com limitação de tempo de voo em comparação a aeronaves tripuladas.

- O radar não substitui sensores ópticos, térmicos ou eletromagnéticos, mas é complementar e pode preencher lacunas importantes não cobertas pelos demais tipos de sensoriamento.

- Sua capacidade de detecção é excelente contra alvos fixos ou semimóveis, mas menos eficaz contra alvos altamente móveis em tempo real.

Reconhecimento e expansão internacional
A tecnologia da Radaz tem ganhado destaque internacional, com exportações para países como Alemanha, Emirados Árabes Unidos, Suécia e Reino Unido. Instituições de pesquisa utilizam o RD350 em projetos diversos, incluindo o monitoramento de vulcões ativos na Islândia. No Brasil, a empresa tem colaborado com organizações como a Vale, Nexa, UNICAMP e o Instituto de Estudos Avançados da Força Aérea Brasileira.

No primeiro dia da DroneShow Robotics 2025 - principal evento da América Latina dedicado às tecnologias de drones, robótica e geotecnologia - que acontece de 03 a 05 de junho no Expo Center Norte – Pavilhão Azul, em São Paulo (SP), o estande da Radaz foi visitado por integrantes das três Forças Armadas do Brasil, evidenciando o interesse de militares pela tecnologia de sensoriamento remoto por radar (SAR).

Conclusão
O RD350 tem vasto potencial para uso militar e de segurança, especialmente em operações de inteligência, controle de fronteiras, combate ao narcotráfico, detecção de túneis, reconhecimento de terreno e localização de pessoas, equipamento, viaturas e construções sob vegetação densa. Sua portabilidade, aliada às capacidades de penetração no solo e cobertura vegetal, torna-o uma ferramenta estratégica, especialmente para forças que operam em biomas como a Amazônia ou em ambientes onde a camuflagem é um fator crítico. 

Pesquisador brasileiro desenvolve revolucionária turbina a jato sem pás

*LRCA Defense Consulting - 20/04/2025

Cada detalhe num avião é decisivo tanto em relação à segurança quanto eficiência e custos de produção. A vida de centenas de pessoas pode estar em jogo em voos de carreira e a construção de uma grande aeronave envolve valores muito altos. Um Airbus A380, o maior avião de passageiros em operação na atualidade, não sai por menos de 445,6 milhões de dólares. Mesmo um avião de carreira de menor porte envolve custos muito altos, como o E170 da Embraer, menor jato da companhia, que sai ao custo de 46,3 milhões de dólares.

Turbinas têm grande destaque
Nos projetos de aeronaves, as turbinas têm grande destaque, tendo papel central no grande desenvolvimento da aviação civil a partir de 1953 quando o primeiro avião comercial com motores a jato foi apresentado. Uma turbina, em termos muito simples, capta o ar e o pressuriza, misturando com combustível para que a queima ocorra. Esta reação pode chegar aos mil graus e empurra uma grande quantidade de ar para trás dando impulso para que a aeronave possa voar.

Nesse processo, as pás da hélice da turbina tem um papel muito importante, funcionando basicamente com o mesmo princípio de um ventilador convencional para empurrar o ar.

Mas seria possível uma turbina que funcionasse sem essas pás?
Não só é possível como um projeto desenvolvido pelo professor Cyro Ketzer Saul, do Departamento de Física da UFPR, teve sua patente registrada em 2021 e promete trazer várias vantagens frente às turbinas convencionais, tanto em relação à segurança quanto aos custos de produção e de manuenção.

O projeto, batizado de Dispositivo Híbrido Axial de Propulsão a Jato, foi resultado de oito anos de pesquisas, desde sua concepção inicial em 2013, e utiliza o mesmo princípio dos ventiladores sem pás, desenvolvidos pela empresa Dyson. O que parece ser algum tipo de magia é, na verdade, a aplicação precisa de princípios da mecânica de fluídos que apresenta vantagens em relação à forma tradicional de empurrar o ar utilizando as pás de uma hélice.

“O conceito de ‘amplificação de ar’, cujo nome foi cunhado pela empresa Dyson, corresponde a uma associação entre o Efeito Coanda, a viscosidade do ar e diferenças de pressão, permitindo incrementos consideráveis da vazão dos gases e isto, por sua vez, aumenta o empuxo produzido. A empresa Jetoptera, que emprega o mesmo princípio de ‘amplificação de ar’ em estruturas acionadas por motores elétricos fala em amplificações de até 10 vezes”, explica Saul.

No entanto, a invenção brasileira possui características próprias que a diferem da solução da Jetoptera, o que foi fundamental para a obtenção da patente.

Inovação permite operação em menores temperaturas, o que reduz custos
A nova turbina é similar a uma turbina convencional, mas seu eixo central foi substituído por um duto interno livre que possibilita empregar o efeito de amplificação de ar para aumentar o fluxo de gases e consequentemente o empuxo gerado para movimentar uma aeronave, combinando energias térmica e elétrica para produzir a propulsão a jato.

Ele explica que, no novo modelo, os gases de combustão, em alta temperatura, são misturados com o ar frio já na entrada do motor, de modo que quando eles chegam na entrada do compressor, logo antes de entrar na turbina, suas temperaturas estão muito reduzidas. Tal redução permitiria utilizar materiais mais baratos já que não enfrentariam altas temperaturas.

Saul destaca as vantagens que este tipo de máquina pode ter por operar em temperaturas menores. “A operação da turbina, que é o componente do motor convencional que recebe os gases das câmaras de combustão, ocorre em temperaturas muito elevadas (acima de 1000º C), e isto implica no uso de ligas resistentes a elevadas temperaturas e construções complexas das pás, permitindo injeção de ar frio para isolar seu contato com os gases superaquecidos em alta pressão”, completa.

Outra vantagem é a possibilidade de acionamento descontinuo das câmaras de combustão, uma espécie de revezamento, que pode reduzir ainda mais a temperatura média de operação dos componentes da turbina.

 

 

 

Sem pás no caminho, modelo amplia segurança de voo
Um dos fatores que causam maior preocupação na aviação é a colisão com objetos durante os voos que acabam muitas vezes sugados pelas turbinas. Aves em torno de aeroportos são uma preocupação constante. O modelo desenvolvido por Saul permite que objetos sugados passem direto pela turbina, diminuindo muito as chances de que causem danos significativos.

“Sem dúvida, a inexistência de pás no caminho da passagem dos gases reduz consideravelmente os danos provocados por sucção de objetos estranhos. Para um objeto estranho, (…) o motor aeronáutico convencional (Turbofan, por exemplo) em rotação é como uma parede e a colisão usualmente rompe algumas pás, desequilibrando o motor e obrigando o pouso nos casos menos graves. No caso do dispositivo proposto, um objeto succionado que não colidisse com as paredes internas do duto interno livre, sairia na outra extremidade apenas queimado”, explica o pesquisador.

Aplicações
As inovações proporcionadas pela turbina são revolucionárias e aplicáveis ​​em domínios civis e militares. O conceito foi desenvolvido com o foco em aeronaves comerciais, como aquelas citadas no início da matéria, mas também pode ser adaptado para uso em escala menor. Assim, o sistema pode ser usado para impulsionar uma variedade de aeronaves em aplicações VTOL e STOL: 

- VTOL (Vertical Take-Off and Landing) se refere a aeronaves pilotadas ou não que conseguem decolar e pousar na vertical, dispensando a necessidade de pistas longas, tais como a maioria dos drones, algumas aeronaves militares (Harrier ou o F-35B Lightning II) e projetos de mobilidade aérea urbana (como o Eve, da Embraer).

- STOL (Short Take-Off and Landing) se refere a aeronaves pilotadas ou não que não decolam verticalmente, mas precisam de pistas muito curtas. Elas são projetadas para operar em ambientes com pouco espaço, como rampas de lançamento, pistas improvisadas, campos ou zonas de pouso acidentadas, tais como alguns tipos de drones, aeronaves de patrulha ou de transporte em regiões remotas, algumas aeronaves de aviação regional ou de bush flying (aeronaves pequenas e robustas capazes de decolar e pousar em distâncias curtas, como o Cessna 208 Caravan, Piper Super Cub, ou DHC-2 Beaver).

O sistema de turbinas pode ser adaptado e implantado inclusive em planadores que, eventualmente, possam necessitar de empuxo. 

Além de uma menor necessidade de manutenção, devido à ausência de partes móveis internas, a nova turbina também reduz o ruído mecânico e a assinatura radar, podendo ainda facilitar o resfriamento do fluxo de exaustão, proporcionando uma maior característica de furtividade (stealth) à aeronave.

Situação atual
Depois de obter a patente, com o apoio da Agência de Inovação da UFPR, Saul explica que os próximos passos vão no sentido de buscar parcerias com empresas que tenham interesse e capacidade de produzir a turbina em escala comercial. Ele acredita que, com as vantagens do modelo, será possível chamar a atenção dos fabricantes de aeronaves.

Outras informações podem ser obtidas na Pró-Reitoria de Pesquisa e Inovação da UFPR.

*Fontes: portal Ciência UFPR e LRCA Defense Consulting.

Ave Technology recebe aporte inicial de R$ 10 milhões para desenvolver aeronave eVTOL

 

*LRCA Defense Consulting - 04/04/2026

A Ave Technology, empresa brasileira do setor de aeronaves elétricas de decolagem e pouso vertical (eVTOL), anunciou um aporte inicial de R$ 10 milhões. Este investimento estratégico marca o pontapé inicial de uma série expansível que alcançará R$ 100 milhões, destinados à fabricação de suas aeronaves.

Os recursos deste aporte serão direcionados para a estruturação e otimização da fábrica da Ave Technology, localizada em Caçapava, no interior de São Paulo. Além disso, o investimento permitirá o avanço no desenvolvimento e lançamento de novos produtos, fortalecendo o portfólio da empresa no promissor mercado de mobilidade aérea urbana.

A Ave Technology também planeja utilizar parte do capital para iniciar projetos de expansão de suas operações em novos setores, explorando o potencial de aplicação da tecnologia eVTOL em outras áreas.

“Estamos extremamente entusiasmados com este aporte, que representa um marco significativo para a Ave Technology”, disse o CEO da Ave, Gabriel de Paula. “Este investimento nos permitirá dar passos concretos na materialização de nossa visão de transformar a Mobilidade Aérea Urbana, oferecendo soluções inovadoras, sustentáveis e eficientes. Acreditamos que a tecnologia eVTOL tem o potencial de revolucionar diversos setores, e estamos comprometidos em liderar essa transformação”, completou.

A rodada de investimento demonstra a confiança dos investidores no potencial da Ave Technology e no futuro do mercado de eVTOL no Brasil e no mundo. A empresa está focada em desenvolver aeronaves seguras, eficientes e com baixo impacto ambiental, contribuindo para um futuro mais conectado e sustentável.

A Ave Technology será expositora na Expo eVTOL, evento que ocorrerá entre 3 e 5 de junho de 2025, no Expo Center Norte – Pavilhão Azul, em São Paulo.

Aeronaves eVTOL para emprego civil e na área de defesa

A Ave Technology está finalizando o desenvolvimento de uma aeronave de 200 kg de capacidade de payload (02 pessoas) e, para o próximo semestre, seguirá para uma aeronave de 500 kg de payload (04 pessoas). Serão aeronaves multimissão, onde já há uma aplicação real com uso logístico e agrícola de forma não tripulada inicialmente. A aeronave terá autonomia entre 4 a 6 horas de voo e asa rotativa.  Atualmente, a Ave tem tecnologia para desenvolvimento de aeronaves com até 01 tonelada de payload.

A empresa está voltando seu planejamento também para a área de defesa, a fim de utilizar essa aeronave de alta capacidade de carga, equipada com link de satélite e inteligência artificial embarcada, em missões logísticas e, num futuro não tão distante, equipada opcionalmente com mísseis subsônicos, outros drones menores (trabalhando como nave-mãe em modelo de enxame) e armamentos de longo alcance. 

Até o momento, já estão garantidos mais de 40 milhões de reais em contratos de intenção de compra de aeronaves para uso civil.

BNDES apoia plano de inovação da WEG com R$ 60,78 milhões

*LRCA Defense Consulting - 31/03/2025

O Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES) aprovou financiamento no valor de R$ 60,78 milhões para apoiar o plano de inovação da WEG no âmbito do Programa BNDES Mais Inovação.

O objetivo é apoiar o plano de investimento que compreende nove projetos, divididos em três rotas tecnológicas: desenvolvimento de novas linhas de produtos; desenvolvimento de componentes e/ou sistemas novos; e melhorias e ampliação de linhas de produto existentes.

Os projetos incluem a reformulação da linha de alternadores, focando em performance e redução de custos, tornando o produto mais competitivo no mercado mundial, o desenvolvimento de motores elétricos com menor custo e maior performance e de sistemas de monitoramento de máquinas, entre outros.

“O BNDES bateu o recorde de financiamento de projetos de inovação no ano passado, com mais de R$ 13,6 bilhões aprovados. Só com uma indústria inovadora o Brasil poderá disputar cadeias de valor, gerar empregos qualificados e renda no país”, explica o presidente do BNDES, Aloizio Mercadante.

“Investir continuamente em inovação nos permite oferecer soluções que atendam às crescentes demandas globais, contribuindo para a transição energética e apoiando nossos clientes na busca por eficiência e competitividade,” enfatiza André Luis Rodrigues, diretor Administrativo Financeiro da WEG.

Segundo o diretor de Desenvolvimento Produtivo, Inovação e Comércio Exterior do BNDES, José Luís Gordon, o projeto da WEG está alinhado à política industrial do governo federal que busca “o desenvolvimento de tecnologias, bens, serviços e empresas nacionais, com foco na eficiência e na digitalização, e para expandir a capacidade produtiva.”

A empresa - Fundada em 1961, a WEG é uma empresa global de equipamentos eletroeletrônicos, que atua no setor de bens de capital com foco em motores, redutores e acionamentos elétricos, geradores e transformadores de energia, produtos e sistemas para eletrificação, automação e digitalização.

A WEG se destaca em inovação pelo desenvolvimento constante de soluções para atender as grandes tendências voltadas a eficiência energética, energias renováveis e mobilidade elétrica.

Com operações industriais em 17 países e presença comercial em mais de 135 países, a companhia possui mais de 47 mil colaboradores distribuídos pelo mundo. Em 2024, a WEG atingiu faturamento líquido de R$38 bilhões, destes 57% proveniente das vendas realizadas fora do Brasil.

*Com informações do BNDES

Taurus prepara dois grandes e disruptivos lançamentos mundiais para abril

Pistolas TX9 compacta e full size

*LRCA Defense Consulting - 02/03/2025

No próximo mês, durante a inauguração da Taurus Shooting Academy, na sede da empresa em São Leopoldo (RS), a multinacional brasileira Taurus Armas S.A. deverá realizar dois dos seus mais importantes e disruptivos lançamentos dos últimos tempos, ambos visando uma maior e mais significativa presença nos mercados militar e policial mundiais, mas que atenderá também o mercado civil aficcionado por este tipo de arma, especialmente nos Estados Unidos. 

As grandes novidades da empresa - a pistola TX9 e a submetralhadora RPC -  serão caracterizadas por serem as armas de suas respectivas categorias com mais tecnologia embarcada no mundo, haja vista que conterão quase todas as novas e disruptivas tecnologias em uso e/ou em desenvolvimento na Taurus: Grafeno, Cerakote Graphene, DLC e Polímero de Fibras Longas,tornando-se assim as duas primeiras armas de fogo no mundo com tais características.

TX9: família de pistolas que poderá ser o novo grande trunfo da Taurus no mundo
A família de pistolas TX9, diferentemente das congêneres que a antecederam, é uma plataforma de pistolas e será constituída por quatro modelos: subcompacta, compacta, full size (serviço) e esportiva pré-customizada. Além de ter seu foco principal no mercado militar e policial mundial, poderá ser a arma de entrada da Taurus no cobiçado mercado de Law Enforcement dos Estados Unidos.

Com versões em 9mm e .38 TPC e desenvolvida em rigoroso protocolo militar pelo CITE - Centro Integrado de Tecnologia e Engenharia BR/EUA da Taurus, a TX9 foi concebida com a estratégia de ser completamente modular. Isto significa que todo o seu mecanismo interno vai ser sempre o mesmo, mas será possível fazê-la "crescer ou diminuir", a fim de atender às várias necessidades dos mercados militar, policial e civil.

Assim, ela poderá crescer no tamanho do cano, do ferrolho (caso da versão full), da empunhadura e na capacidade de tiros. Uma subcompacta poderá se transformar numa compacta ou numa full size (tamanho de serviço). Poderá ser uma sub com cano de compacta, uma sub com empunhadura de uma compacta, além de diversas outras variações possíveis.

A nova plataforma TX9 possibilitará aos clientes dispor de um mesmo "miolo" para uma família completa de armas, proporcionando uma enorme flexibilidade, facilidade logística (em suprimentos e manutenção) e grande economia de custos, tanto para os clientes como para a empresa, haja vista que esta poderá "enxugar" e racionalizar suas linhas de montagem.

Apenas como um exemplo de utilização, uma força militar ou policial poderá utilizar uma TX9 full size para uso em serviço e uma subcompacta como arma de backup, entre outras possibilidades, ambas com o mesmo mecanismo interno.
 
Uma outra opção que será disponibilizada é a versão de competição pré-customizada, fechando assim o ciclo de utilizações da arma: uso pessoal, forças militares, forças de segurança e tiro esportivo.

TX9, por Vicente Ancona, Policial do GER e Professor da Academia de Polícia Civil de São Paulo

Submetralhadora Taurus RPC (Raging Pistol Carbine): uma arma disruptiva
A Taurus Armas S.A. está preparando também o lançamento de uma revolucionária submetralhadora batizada como RPC (Raging Pistol Carbine).

Conforme a empresa informou anteriormente, a RPC será a mais compacta e mais leve submetralhadora na categoria, com um peso inferior a 2,5 Kg e - em mais um pioneirismo mundial da Taurus - não terá nenhum parafuso.

A arma já poderá sair de fábrica dotada de supressor de ruído (silenciador), acessório que a Taurus começou a produzir em 2023, caso isso seja requerido pelo cliente.

Segundo escreveu o conceituado especialista brasileiro Paulo Bedran e foi confirmado por fontes da empresa, o sistema de preparação adotado é o recuo direto com retardo, utilizando solução com roletes (roller delayed blowback).

Trata-se de mecanismo similar ao usado na HK MP5. Na arma alemã, esse engenhoso mecanismo é responsável por boa parte do seu sucesso e, do ponto de vista técnico, diferencia a MP5 da maioria das demais submetralhadoras, que, via de regra, adotam o sistema de recuo direto simples.

O sistema de roletes cadencia a abertura da câmara e, consequentemente, o movimento do conjunto do ferrolho. Isso impacta, de forma positiva e significativa, a percepção do recuo, melhorando a controlabilidade do conjunto.

O roller delayed blowback, em termos de desempenho, não é um conceito ultrapassado, pelo contrário. A não popularidade atual tem relação com o custo, tendo em vista demandar um dispositivo de maior complexidade mecânica.

Em desenvolvimento já há cerca de cinco anos, a submetralhadora RPC - grande novidade tática da Taurus no calibre 9mm - promete surpreender o mercado e ser uma outra arma revolucionária, com possibilidade de obter enorme sucesso nos mercados militar e de segurança do Brasil e do mundo, com força mais do que suficiente para concorrer com a famosa alemã H&K MP5.

Tecnologias de ponta: Grafeno, Cerakote® Graphene, DLC e Polímero de Fibras Longas
A aplicação de grafeno, em caráter pioneiro no mundo, é uma tecnologia revolucionária e extremamente disruptiva que confere propriedades únicas ao produto e permite que, quando combinado a outros materiais (cerâmicos, poliméricos e metais, por exemplo), passe a emprestar suas propriedades para estes, agregando muito valor ao produto final.

Tal como nas pistolas da linha Graphene e em outras armas mais recentes, a pistola TX9 e a submetralhadora RPC, além de componentes injetados com Grafeno, possuirão um revestimento exclusivo em Cerakote® Graphene, tecnologia exclusiva da Taurus, que traz ainda mais resistência e durabilidade para a arma.

Além disso, contarão ainda com duas outras tecnologias internacionais de ponta: o DLC e o Polímero de Fibras Longas.

O DLC (material que dá ao aço a resistência do diamante - diamond like carbon) consiste em um filme fino de carbono com características físico-químicas próximas ao diamante. É aplicado em superfícies metálicas para garantir novas propriedades, como altíssima resistência ao atrito e à corrosão.

Já o Polímero de Fibras Longas é um material que proporciona maior robustez ao produto, oferecendo resistência ao impacto significativamente melhorada sem sacrificar a resistência e a rigidez, mesmo em temperaturas extremas, além de baratear o custo final.

Tais tecnologias visam proporcionar maior leveza, resistência, robustez e durabilidade à arma, tornando-a também mais imune ao "câncer dos metais" (corrosão), qualidades estas que são muito valorizadas pelo mercado de armamento, quer seja este o de segurança, militar ou civil. Conforme a empresa, o uso de tais tecnologias poderá se constituir em um poderoso diferencial nos EUA e no mundo. 

Fuzil T4: arma construída em protocolo militar

Protocolos de fabricação civil e militar: principais diferenças
Em virtude do uso completamente diferenciado, há significativas diferenças entre os protocolos de fabricação civil e militar.

No militar, a arma deve ser mais robusta, ou seja, deve suportar um número muito maior de tiros e, também, os estresses causados por um uso nas piores condições possíveis, devidas à poeira, lama, areia, água, temperatura, quedas, etc.

Com relação à resistência do cano, por exemplo, enquanto no protocolo civil a arma é estressada com 10 mil tiros durante seu desenvolvimento, no militar esse estresse é elevado aos 60 mil tiros.

Para se ter uma ideia, o cano de um fuzil Taurus T4, por exemplo, é fabricado para resistir até 12 mil tiros, enquanto o cano de um fuzil AR-15 americano de plataforma semelhante (M4), mas fabricado para uso civil (como a imensa maioria nos EUA), só resiste a cerca de 2/3 mil tiros.

Edge of Space anuncia avanços significativos em seu programa de desenvolvimento de motores a propelente sólido

*LRCA Defense Consulting - 04/02/2025

A Edge of Space está anunciando avanços significativos em seu programa de desenvolvimento de motores a propelente sólido. Fundada em 2011 e sediada em Jacareí (SP), a EOS é uma empresa brasileira líder no desenvolvimento de tecnologias de propulsão sólida, líquida e híbrida para os setores espacial e de defesa.

Recentemente, a empresa realizou testes bem-sucedidos com motores foguete de 16 kN de empuxo, utilizando um propelente sólido inovador, 100% nacional e de alta energia, à base de perclorato de amônio. Desde o início de 2024, a Edge of Space acumulou um histórico impressionante de mais de 167 ensaios com motores a propelente sólido. Somente no mês de janeiro de 2025, 10 motores foram testados com total sucesso.

Os ensaios foram realizados nas instalações da Edge, utilizando seu banco de testes estático de 100 kN, que conta com todas as devidas autorizações do Exército para fabricação de propelentes sólidos e dispositivos pirotécnicos. Essa infraestrutura permite validar, com máxima segurança e precisão, o desempenho de seus motores.

Com um empuxo de aproximadamente 15 kN, impulso total de 28 kNs e impulso específico de 235 segundos, este motor reafirma a posição da Edge como uma das poucas empresas capacitadas a desenvolver boosters e motores-foguetes sólidos com excelência, inovação e confiabilidade.

O inovador propelente sólido, totalmente ITAR-FREE, representa um marco para a soberania tecnológica do Brasil no setor aeroespacial, garantindo o acesso irrestrito a tecnologias críticas e impulsionando o desenvolvimento da indústria espacial nacional, sem depender de insumos importados.

ITAR-free são produtos, tecnologias ou componentes que não estão sujeitos ao Regulamento sobre o Tráfego Internacional de Armas (ITAR). Itens livres de ITAR podem ser compartilhados com parceiros internacionais sem a necessidade de licenciamento e aprovação.

Na última semana, foram realizados vários ensaios bem-sucedidos, demonstrando o progresso contínuo na caracterização do propelente, validação de tecnologias de isolamento térmico, otimização e repetibilidade do processo produtivo do propelente em sua planta em Santa Isabel (SP).

Sobre a Edge of Space
A Edge of Space (EOS) nasceu com objetivo de ser uma empresa de tecnologia focada no mercado aeroespacial e tecnologias críticas relacionadas.

Reunindo engenheiros jovens com ideias ousadas, percorreu um caminho que passou por projetos com financiamentos público tais como, Fundação de Pesquisa Estado de São Paulo (FAPESP) fazendo o PIPE 1 e 2, juntamente com a iniciativa privada.

No ano de 2015, a equipe técnica se especializou na fabricação de componentes críticos aeroespacial, principalmente em processos de brasagem de média e elevadas resistência.

Trabalhando com ligas exóticas e juntas brasadas entre materiais dissimilares, consolidou sua posição como a principal fornecedora desta classe de serviço no Brasil.

A Edge of Space está comprometida em fornecer soluções de propulsão de alta performance, seguras e confiáveis, impulsionando o Brasil para a vanguarda da exploração espacial e da defesa nacional.

Mais recente drone naval da Ucrânia eleva o nível de inovação na arte atual da guerra

O novo tipo de drone naval, cujo nome ainda não foi revelado, tem várias capacidades únicas. Pelo menos quatro drones FPV quadricópteros podem ser lançados durante o ataque, cada um carregando sua própria ogiva. E um hangar na parte de trás parece ser para minas; uma nova capacidade sutil, mas potente.

*Naval News, por Olá Sutton -18/12/2024

O ritmo da inovação na guerra de drones na Ucrânia é como a aviação durante a primeira guerra mundial. Da mesma forma que as aeronaves de 1914 são incomparáveis ​​com as de 1918, os drones de hoje são muito mais sofisticados e capazes do que os de 2022. Isso é especialmente verdadeiro na guerra naval no Mar Negro. O mais recente drone de superfície ucraniano (USV) eleva ainda mais o nível de inovação.

Drones navais de superfície não tripulados ucranianos (USVs) estão dominando o combate no Mar Negro, o que poucos teriam previsto. A Marinha Russa, muito maior e mais bem equipada, foi empurrada de volta para seu distante porto de Novorossiysk. E a Rússia não conseguiu reforçar facilmente sua base estratégica no exterior em Tartus, na Síria, porque sua rota de transporte "Syrian Express" havia parado de navegar. Ambos os resultados foram em grande parte devido à ameaça dos USVs ucranianos.

A Marinha Ucraniana (VMS ZSU) revelou recentemente um tipo completamente novo de USV que adiciona vários recursos nunca antes vistos. Este novo design, ainda sem nome em público, adiciona pequenos drones aéreos, e possivelmente minas, às capacidades dos USVs. E já os provou em ação.

O novo USV parece maior do que os designs 'Magura' e 'Sea Baby' vistos anteriormente, o que lhe permite implantar mais sistemas. Ele carrega simultaneamente uma carga de impacto na proa e um hangar na popa, que provavelmente é para colocar minas. A meio do navio há um hangar coberto com pelo menos quatro drones quadrimotores (UAVs) do tipo FPV. Uma vez lançados, os drones são controlados por pilotos em terra, provavelmente sentados no mesmo bunker que o piloto do USV.

O ataque inovador às plataformas de gás
As capacidades únicas do novo drone permitiram que a Marinha Ucraniana realizasse um ataque sofisticado às posições russas em plataformas de gás no Mar Negro. Os aglomerados de plataformas offshore que se espalham pelo noroeste do Mar Negro se tornaram a linha de frente das batalhas navais da guerra Russia & Ucrânia. Eles ficam no meio entre o território controlado pela Rússia e Ucrânia, entre Odessa e a Crimeia. Ambos os lados os ocuparam às vezes, instalando vários sistemas de sensores. E ambos os lados os atacaram repetidamente. Alguns estão queimando desde 2022.

Recentemente, a Rússia retornou a algumas das plataformas e reinstalou equipamentos de vigilância e, suspeita-se, bloqueadores de GPS. Por volta de 6 de dezembro, a Marinha Ucraniana conduziu um novo ataque para desalojá-los, usando os novos USVs.

Imagens de vídeo do ataque, divulgadas pela Marinha Ucraniana, mostram um ataque multifacetado. Os USVs lançaram pequenos drones quadricópteros (UAVs) que podiam reconhecer o alvo. Os UAVs foram então usados ​​para atacar diretamente as plataformas, mirando diretamente nos sensores russos. Outro atingiu a equipe russa que os instalava.

Então, usando outra capacidade única, os drones são vistos dando ré até as plataformas. Embora o próximo estágio não seja mostrado, a explicação lógica é que isso permitiu que eles jogassem uma carga explosiva diretamente ao lado dos suportes da plataforma. Esta foi possivelmente uma carga com atraso de tempo ou profundidade. Como o USV já estava apontando para longe das plataformas, ele seria capaz de acelerar para longe em segurança.

Não está claro se os USVs então colidiram com as plataformas para entregar sua carga final, ou se eles retornaram para a base para lutar outro dia. Outros USVs vistos em serviço ucraniano são apenas embarcações de ataque unidirecionais, mas este novo tipo tem a opção de retornar à base se as circunstâncias permitirem.

Significado estratégico do desenvolvimento contínuo de USVs
Os esforços da Rússia para reinstalar sensores de vigilância nas plataformas provavelmente fazem parte de uma nova onda de ataques na costa ucraniana. A Rússia está tentando retomar o controle do noroeste do Mar Negro e infligir danos à Marinha Ucraniana. Antes desta missão, parecia provável que a Rússia intensificaria ainda mais os ataques a Odesa. Isso provavelmente empregaria novas armas e táticas. Isso ainda pode ocorrer, mas o sucesso deste ataque pode ter pelo menos derrubado esses planos.

O novo USV também é significativo porque parece ser operado pela Marinha Ucraniana. Embora não seja nenhuma surpresa que a Marinha opere USVs, missões ofensivas foram dominadas anteriormente pelas agências de inteligência SBU (Serviço de Segurança da Ucrânia) e GUR (Diretoria Principal de Inteligência do Ministério da Defesa da Ucrânia). Elas operam os famosos USVs 'Sea Baby' e 'Magura V5', respectivamente. Possivelmente veremos mais missões de ataque pela Marinha no futuro.

Outros operadores de USV também continuam a desenvolver suas embarcações, adicionando novas capacidades. A SBU revelou recentemente que algumas de suas embarcações "Sea Baby" têm uma metralhadora que é escravizada ao sensor ectro-óptico. Isso permitiu que eles atacassem helicópteros e barcos de assalto usados ​​pelos russos para se defenderem dos USVs. Eles até atiraram em um caça russo Flanker. Anteriormente, a SBU havia inovado ao anexar foguetes aos seus USVs.

A ameaça dos USV continuará a evoluir. O próximo capítulo da guerra naval no Mar Negro, que já é dominado pela história dos USVs, provavelmente verá mais inovação. Possivelmente, a Rússia usará seus próprios projetos de forma mais agressiva. Mas, por enquanto, a Ucrânia parece manter sua liderança.

 

O grafeno chega ao mercado

Corpos de prova aditivados com grafeno em ensaio de corrosão - Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP

*Revista Pesquisa FAPESP, por Frances Jones - 30/10/2024

O grafeno, agora transformado em produto, está entre nós. Vinte anos depois de ter sido isolado pela primeira vez, o nanomaterial formado por átomos de carbono já pode ser encontrado em artigos à venda no país. Também figura em uma série de inovações tecnológicas em fase avançada de testes. Em um mercado ainda em formação, importadoras ou companhias locais o vendem para ser usado como matéria-prima ou já inserido em soluções desenhadas para produtos diversos, indo de aditivos para tintas e embalagens plásticas a lubrificantes. Principalmente em torno de instituições de ciência e tecnologia, surgem ecossistemas de inovação, fomentando a produção e novas aplicações para o grafeno. Grandes empresas do país nas áreas de petróleo e gás e de mineração testam em campo dispositivos com o cristal bidimensional para usá-los em seu processo produtivo.

Em São Paulo, um dos principais centros de pesquisa e desenvolvimento do material orientado para demandas de mercado é o Instituto Mackenzie de Pesquisas em Grafeno e Nanotecnologias (MackGraphe). A unidade iniciou suas atividades em 2013 no campus de São Paulo da Universidade Presbiteriana Mackenzie, com apoio da FAPESP. Um dos idealizadores do MackGraphe, o físico Eunezio Antonio Thoroh de Souza fundou em 2018 uma startup, a DreamTech Nanotechnology, com o objetivo de converter o conhecimento científico do grafeno em tecnologias aplicáveis ao dia a dia. A iniciativa teve a parceria da multinacional chinesa DT Nanotech, responsável pela produção do grafeno comercializado (ver Pesquisa FAPESP nos 284 e 291). Com a distribuidora local MCassab, a startup vem introduzindo o uso do grafeno e de outros materiais bidimensionais no mercado brasileiro. Agora, sua intenção é produzir grafeno em território nacional.

“Estamos em processo de implantação de uma fábrica em Araras, no interior de São Paulo, com capacidade para produzir 200 toneladas de grafeno por ano”, informa Thoroh. “As projeções de crescimento de demanda por grafeno justificam a implantação da nossa fábrica local, que terá como sócios executivos da DT Nanotech. Nossa expectativa é iniciar a fabricação até o final de 2025.” A empresa adotará a tecnologia de produção baseada no método de esfoliação mecânica líquida e irá focar em produtos como tintas anticorrosivas, compósitos, tintas asfálticas, lubrificantes e materiais de construção.

Também em São Paulo, a Gerdau Graphene, uma startup da Gerdau Next, braço de novos negócios da produtora de aço Gerdau, já colocou no mercado sete produtos incorporando o nanomaterial e prevê o lançamento de pelo menos outros três ainda neste ano. No portfólio da empresa, criada em 2021, há aditivos com grafeno para serem usados na produção de filmes poliméricos, matrizes cimentícias, tintas e revestimentos.

Esfoliação de grafite com fita adesiva (à esq.) e solução com grafeno manipulada por pesquisador da UFMG - Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP | Bárbara Cal

“O grafeno é hoje uma realidade comercial”, destaca a química Valdirene Peressinotto, diretora-executiva e de Inovação da Gerdau Graphene. “O nanomaterial confere ganho de propriedades aos materiais em que é incorporado, tornando-os mais resistentes e duráveis”, afirma a pesquisadora. “Nossos aditivos já são fabricados em escala industrial, na casa de toneladas ou milhares de litros. Não se trata mais de algo experimental, restrito a estudos em laboratórios.”

Um Nobel para o grafeno
O primeiro estudo teórico sobre as propriedades elétricas do grafeno é de 1947, mas a história do material no campo da física experimental é bem mais recente. Remonta ao início do século, mais precisamente 2004, quando os físicos Andre Geim – um dos sócios da DreamTech Nanotechnology e da DT Nanotech – e Konstantin Novoselov isolaram na Universidade de Manchester, na Inglaterra, uma única folha de átomos de carbono a partir da esfoliação de uma placa de grafite com uma fita adesiva. Também conhecido por grafita, a grafite é um mineral extraído de jazidas.

Os dois pesquisadores depositaram aquela finíssima camada plana de átomos em um substrato que facilitava a visualização em um microscópio óptico, construíram um pequeno dispositivo e fizeram medições elétricas e magnéticas do material bidimensional. Apesar de ter a existência prevista décadas antes, os cientistas de modo geral achavam que tal material não teria estabilidade suficiente para se manter cristalizado em apenas uma camada. Pelo trabalho, Geim e Novoselov receberam o Nobel de Física em 2010.

Com os átomos organizados em forma de treliça hexagonal, como favos de mel, em um mesmo plano, o grafeno é um material extremamente leve, bastante transparente, flexível e impermeável (ver infográfico abaixo). Tem boa condutividade elétrica e térmica e alta resistência mecânica. Suas propriedades eletrônicas e magnéticas peculiares deram origem a novas áreas da física, como a valetrônica, o estudo das alterações do comportamento dos elétrons do grafeno, e a twistrônica, a investigação dos efeitos produzidos pelo ato de girar uma das folhas de um sistema constituído por duas ou mais camadas de grafeno ou de outros materiais com apenas duas dimensões.

Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

O grafeno também abriu o caminho para a física dos sistemas bidimensionais e para o estudo de outros materiais formados por camadas atômicas (layered materials), como a grafite. Assim, a descoberta de Geim e Novoselov teve forte impacto na pesquisa fundamental no campo da ciência dos materiais.

Mercado em expansão
As características singulares do grafeno e dos materiais feitos com ele trouxeram consigo a promessa de ampla aplicação tecnológica em diversos campos da indústria. A consultoria de mercado Fortune Business Insights calcula que o mercado global do material valia US$ 432,7 milhões no ano passado. Até 2032, a estimativa é de que chegue a US$ 5,2 bilhões, um crescimento projetado espantoso em menos de 10 anos.

As aplicações do grafeno e seus derivados se multiplicam no mundo. Ele é empregado na fabricação de eletrônicos, materiais compósitos e baterias. O segmento de nanoplaquetas ou nanoplacas de grafeno (NPG), constituídas por várias camadas de grafeno, foi responsável pela maior parcela do mercado em 2023, segundo a Fortune Business Insights. As indústrias eletroeletrônica, aeroespacial, automotiva, de defesa e de energia encabeçam o consumo do nanomaterial, de acordo com o relatório. A região da Ásia-Pacífico respondeu por 34,4% do mercado, a maior do globo.

“O grafeno tem propriedades que fazem com que ele possa ser utilizado em uma vasta gama de aplicações. Do meu centro de pesquisa já saíram seis companhias e ainda temos outras cinco para desovar”, diz o físico teórico brasileiro Antonio Hélio de Castro Neto, diretor do Centro para Materiais Avançados 2D e do Centro de Pesquisa em Grafeno da Universidade Nacional de Singapura (NUS), um dos principais polos globais de pesquisa sobre grafeno. O físico Novoselov, laureado com o Nobel, integra o quadro de pesquisadores da NUS.

Recipientes com diferentes tipos de grafite e do nanomaterial - Eugênio Sávio

Entre as spin-offs geradas na universidade, destacam-se a NanoMolar, especializada no desenvolvimento de sensores médicos, e a UrbaX, com foco no setor de artigos para a construção civil. Mais de 200 patentes associadas ao grafeno e suas aplicações, resultantes de estudos feitos na NUS, já foram registradas, informa Castro Neto, que fez graduação em física na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e há mais de três décadas está fora do Brasil.

Apesar da demanda crescente em diversas áreas, ainda há desafios a serem superados para que o grafeno se estabeleça de modo mais intenso comercialmente. Um artigo publicado no início do ano por cientistas alemães no periódico 2D Materials indica que boa parte dos fabricantes permanece em um estágio comercial inicial, tendo que enfrentar o duplo desafio de consolidar sua base de consumidores e de garantir o financiamento para escalar a produção. Também há nichos que crescem sem visibilidade pública em razão dos termos de sigilo impostos pelos clientes, que preferem não dar publicidade aos experimentos com grafeno para não chamar a atenção da concorrência e manter o segredo da fórmula na produção.

“O tamanho relativamente pequeno [do mercado] caminha com a perspectiva de forte evolução nos próximos anos, com taxas de crescimento previstas entre 20% e 50% por ano. […] O grafeno não consegue converter imediatamente todas as suas promessas iniciais para um sucesso de mercado estrondoso. A difusão dessa nova classe de materiais bidimensionais leva tempo”, escreveram os autores do artigo na 2D Materials. O estudo foi realizado no âmbito da Graphene Flagship, iniciativa europeia que reúne 118 parceiros industriais e acadêmicos.

O mercado, não só no Brasil, mas no mundo todo, segundo Peressinotto, está em fase de abertura e de consolidação. A diretora da Gerdau Graphene investiga nanomateriais de carbono, como o grafeno, desde 2004, quando ainda trabalhava como pesquisadora no Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), em Belo Horizonte, com um grupo ligado à Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG).

Grafeno em pó (atrás) e composto aditivado à base de termoplástico e do nanomaterial; preparo de pasta de cimento com material contendo grafeno (à dir.) - Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP

O primeiro caso de sucesso da startup que dirige hoje beneficiou a própria Gerdau. Deu-se após um teste industrial executado com o fornecedor de filmes poliméricos usados para empacotar pregos, vendidos pela siderúrgica gaúcha. “Reduzimos a espessura da embalagem em 25%, aumentamos a resistência ao furo e ao rasgo em 30% e diminuímos as perdas do processo em mais de 40%”, ressalta Peressinotto. Com a incorporação do aditivo na linha de empacotamento dos pregos, a Gerdau pôde economizar cerca de 72 toneladas de plástico ao longo de um ano.

A Gerdau Graphene, que desenvolve seus produtos em parceria com o Centro de Inovação em Engenharia de Grafeno (Geic), ligado à Universidade de Manchester, compra o grafeno usado em seus aditivos de produtores do Brasil, do Canadá, dos Estados Unidos, da Inglaterra, da Espanha, da Austrália, entre outros países. A importação, explica Peressinotto, é necessária porque o país ainda não tem quem produza o insumo nos formatos exigidos pela companhia, na quantidade suficiente e com o custo competitivo.

No Brasil, o novo material tem sido usado principalmente em aplicações que exploram suas propriedades mecânicas. “As grandes aplicações do grafeno no país ainda são em tintas, elastômeros [polímeros com propriedades elásticas], compósitos, embalagens e cimento. São usos ligados a materiais mais pesados, incluindo os da construção civil e os do setor automotivo”, afirma o físico Luiz Gustavo Cançado, da UFMG. Ex-coordenador do Projeto MGgrafeno, criado em 2016, o pesquisador e sua equipe desenvolveram um processo-piloto de produção em ampla escala do material e testaram mais de 20 aplicações.

“O grafeno é muito resistente mecanicamente. É preciso imprimir muita força para que ele se rompa. Ao misturá-lo com polímeros, borrachas, cimento ou cerâmicas, ocorre uma melhoria geral das propriedades mecânicas do material resultante”, sustenta o físico Marcos Pimenta, também professor da UFMG. “Mas não é fácil desenvolver e produzir esse material.”

Laboratório da Gerdau Graphene voltado a criar soluções com grafeno para construção civil - Léo Ramos Chaves / Revista Pesquisa FAPESP

Pioneiro nos estudos de nanomateriais de carbono no país, Pimenta criou e dirigiu por 10 anos o Centro de Tecnologia em Nanomateriais e Grafeno (CTNano) da UFMG, onde hoje, em um espaço de 3 mil metros quadrados, cerca de 100 pessoas trabalham em 10 laboratórios para desenvolver soluções e tecnologias sob demanda. “No começo, eram principalmente projetos para duas empresas. Hoje temos várias iniciativas em andamento com companhias de diferentes setores”, conta o pesquisador.

De acordo com o físico Rodrigo Gribel Lacerda, atual coordenador-geral do CTNano, que se tornou uma unidade da Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii), o centro firmou até agora parcerias com 15 empresas. Entre os projetos mais avançados está um nanossensor feito com nanotubos de carbono (camadas de grafeno enroladas em forma de cilindro) para monitorar a concentração de dióxido de carbono no gás natural extraído dos poços de petróleo do pré-sal.

“Estamos na fase de homologação do dispositivo, criado em parceria com a Petrobras. Falta realizar os testes em ambiente real para virar um produto comercial”, ressalta Lacerda. Também nessa etapa de desenvolvimento há outro sensor de deformação para maquinários usados na atividade mineradora. Em um terceiro projeto, o objetivo é empregar o grafeno como filtro para purificação da água.

O Rio Grande do Sul sedia uma das primeiras fábricas de grafeno em operação no país. Fruto de um projeto da Universidade de Caxias do Sul (UCS), a UCSGraphene, em Caxias do Sul, está em operação desde março de 2020. A unidade, vinculada à Embrapii, utiliza a rota de esfoliação em fase líquida para desenvolvimento e produção do grafeno e de outros materiais ricos em carbono. Sua capacidade de produção supera 1 tonelada por ano.

Chip com nanossensor de grafeno para detecção de gases, feito na UFMG - Bárbara Cal

“Além de desenvolver grafeno a partir da grafite e de outras fontes de carbono, nós nos dedicamos à criação de soluções tecnológicas contendo o nanomaterial e seus derivados, e a rotas produtivas focadas em outras nanoestruturas à base de carbono, como óxido de grafeno e grafenos modificados”, conta o engenheiro de materiais Diego Piazza, coordenador da UCSGraphene, que atua em parceria com outras empresas e institutos de ciência e tecnologia.

“Entre os diversos desenvolvimentos tecnológicos e estudos do uso do grafeno e derivados realizados por nossa equipe, está a sua utilização em materiais compósitos [polímeros, cerâmicas e metais], equipamentos de proteção, lubrificantes, tintas e revestimento, sistemas de filtração, medicina regenerativa e peças técnicas”, diz Piazza, que também é professor na UCS. “Várias de nossas soluções já estão sendo comercializadas nos setores de moda, mobilidade, logística, entre outros.”

Na capital mineira, outra instalação com condições de produção industrial prepara-se para lançar uma oferta pública de tecnologias. O CDTN abriga uma planta construída no âmbito do Projeto MGgrafeno, da UFMG, em parceria com a estatal Companhia de Desenvolvimento de Minas Gerais (Codemge), com capacidade para fabricar cerca de 1 tonelada por ano. “Com o edital, pretendemos transferir a tecnologia que criamos para interessados em produzir grafeno para exploração comercial e industrial”, diz Cançado, da UFMG. A ideia é de que o parceiro privado utilize as instalações do CDTN.

A universidade detém, com o CDTN, a cotitularidade da propriedade intelectual gerada no projeto, relacionada à rota desenvolvida para a produção de grafeno, baseada na esfoliação em fase líquida da grafite. O pesquisador explica que um dos grandes desafios para expandir as aplicações e o uso do material comercialmente é conseguir fabricá-lo em grande escala por um processo reprodutível.

Biossensor com o nanomaterial para exame de glicemia, criado pela NanoMolar, de Singapura - NanoMolar

Outra dificuldade é estabelecer normas para produção, controle de qualidade e segurança do insumo. Por fim, é necessário ter informações confiáveis sobre o material, que garantam que se trata realmente de grafeno e não de outra forma alotrópica do carbono, como grafite. Alótropos são substâncias simples formadas pelo mesmo elemento químico, com variação do número de átomos ou de sua estrutura cristalina.

A demanda por controlar a qualidade do grafeno que circula no país, seja ele nacional ou importado, chegou ao Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro). Desde o ano passado, a entidade trabalha no desenvolvimento de um selo de conformidade por meio de um programa de certificação para o grafeno, programa conhecido informalmente como PAC (Plano de Aceleração do Crescimento) do grafeno. A previsão é de que ambos sejam lançados em meados de 2025.

“Quando o grafeno superou o estágio da pesquisa acadêmica e virou um produto comercial, o Inmetro percebeu que devia criar métodos de medição [para verificar o número de camadas de grafeno e a pureza do material contido no produto] e elaborar um conteúdo de referência para orientar a realização de testes visando a conformidade do material a determinadas normas de ensaio. Com a ABNT [Associação Brasileira de Normas Técnicas], elaboramos as normas para identificar e classificar esse nanomaterial”, relata a química Joyce Rodrigues de Araújo, responsável pelo Laboratório de Fenômenos de Superfície e Filmes Finos (Lafes) da Divisão de Metrologia de Materiais e Superfícies do Inmetro. Ela ganhou em 2024 o prêmio 25 Mulheres na Ciência, promovido pela empresa 3M, pelo trabalho no desenvolvimento de um biografeno, produzido a partir do processamento de biomassas, como casca de arroz e bagaço de cana-de-açúcar.

Araújo explica que raramente o que se tem em produtos comerciais é a monocamada de grafeno, como a produzida na Universidade de Manchester em 2004. “O grafeno engloba uma família de compostos que diferem entre si pelo número de camadas que os constitui e o formato com os quais se apresentam”, afirma a pesquisadora. Inclui, por exemplo, o grafeno original, de uma só camada, o de múltiplas camadas e as nanoplacas de grafeno (ver infográfico abaixo).

Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

“Nosso trabalho no Inmetro é definir a família, o modelo, se é grafeno em pó ou em suspensão líquida. Também estabelecemos as técnicas de ensaio que serão utilizadas pelos laboratórios que vão ser acreditados para certificar o material”, pondera a pesquisadora.

Em meio às dúvidas sobre o que pode ser chamado de grafeno, a Organização Internacional de Normalização (ISO) publicou normas sobre o tema, que foram traduzidas para o português. Elas indicam que se considera grafeno um material de carbono com até 10 camadas atômicas –ou seja, até 10 folhas de átomos de carbono empilhadas uma sobre a outra. Quando há duas camadas, chama-se bicamada de grafeno. Entre três e 10 camadas, fala-se em grafeno de poucas camadas. “Acima de 10, ainda não há um consenso sobre a nomenclatura a ser adotada. No momento, utiliza-se a definição de nanoplacas de grafeno, desde que o material tenha pelo menos uma dimensão na nanoescala, até 100 nm [nanômetros]”, explica Araújo.

“Há uma grande discussão sobre até onde é grafeno. Quando se passa de uma para duas camadas e de duas para três, a estrutura eletrônica do material muda muito. Com mais de 10 camadas fica mais parecido com grafite. A monocamada, o grafeno original, entretanto, nem sempre é o mais interessante para as aplicações tecnológicas”, ressalta Cançado. “Pode acontecer que o de mais camadas se adéque melhor à finalidade desejada. É possível afirmar que, para a maioria das aplicações atuais, o grafeno de pouquíssimas camadas, entre uma e três, não é o mais indicado.”

O método de produção do material, explica Cançado, interfere no tipo de grafeno que se obtém, e cada um deles tem propriedades diferentes, que podem ser adequadas aos diferentes usos. Além disso, por vezes outros materiais bidimensionais são incluídos na família dos materiais relacionados ao grafeno. A esfoliação mecânica foi o primeiro método usado para isolar o grafeno, mas ele também pode ser obtido a partir da deposição química em fase vapor (CVD) ou esfoliação em fase líquida (ver infográfico abaixo).

Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

O preço do nanomaterial, afirmam os especialistas, varia muito no mercado global. Segundo Thoroh, da DreamTech Nanotechnology, o quilo do grafeno monocamada com alta pureza pode custar US$ 2 mil. “Já os grafenos com poucas camadas que comercializamos custam aproximadamente US$ 300 a US$ 350 o quilograma”, diz.

O Brasil tem tradição e contribuições expressivas no trabalho de caracterização do material. Pesquisadores do país vêm desenvolvendo o campo científico dos nanomateriais de carbono desde a década de 1990. Em artigo publicado em 2019 no Brazilian Journal of Physics, Pimenta e colegas descrevem o papel da colaboração entre grupos brasileiros e o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, para o estabelecimento dessa ciência no país.

A física norte-americana Mildred Dresselhaus (1930-2017), então professora emérita do MIT e considerada a “rainha da ciência do carbono”, visitou o Brasil 12 vezes entre 2001 e 2013. “Antes mesmo do estudo pioneiro com grafeno de Novoselov e Geim em 2004, os cientistas brasileiros deram contribuições importantes para a ciência da grafite e os sistemas grafíticos”, afirmam os autores no artigo.

“Trabalho com isso desde 1999, antes que meus antigos compatriotas fizessem a extração do grafeno”, conta o físico experimental russo Yakov Kopelevich, do Instituto de Física da Unicamp e autor de artigos com centenas de citações sobre o tema, entre eles um publicado em abril de 2003 na Physical Review Letters sobre o comportamento da grafite no limite quântico.

Ilustração mostra vários materiais bidimensionais, entre eles o grafeno, empilhados - Jing Li (School of Chemistry, Beihang University, China)

Castro Neto, da NUS, afirma que o seu primeiro artigo sobre grafeno foi rejeitado em todos os periódicos aos quais foi submetido com a explicação de que “não existe tal coisa como o grafeno”. “Por muito tempo, ninguém acreditava na existência de materiais bidimensionais, pois não se achava que eles seriam estáveis o suficiente para se manter”, lembra o pesquisador.

Em 99% dos materiais, diz o professor da NUS, os elétrons se propagam dentro do material como uma partícula livre, que tem massa e inércia. “No grafeno, em razão de a rede cristalina ser hexagonal, os elétrons se propagam com velocidade como se fossem objetos sem massa. Do ponto de vista teórico, isso era interessante. Um novo tipo de partícula se propagando no material.” Em 2009, o pesquisador brasileiro publicou na Reviews of Modern Physics um estudo detalhando as propriedades eletrônicas do grafeno.

Além de abrir a área das investigações de materiais com apenas duas dimensões, o grafeno também inaugurou a chamada twistrônica. Em 2018, pesquisadores do MIT descobriram um “ângulo mágico” no grafeno, ao desalinhar em exatamente 1,1 grau duas folhas do material (ver Pesquisa FAPESP nº 302). Com esse desalinhamento, o grafeno vira um supercondutor. Isso, contudo, precisa ocorrer em temperaturas extremamente baixas, o que acaba por dificultar sua aplicação prática. Na UFMG, os pesquisadores investigam outros ângulos de rotação, de até 30 graus. Um artigo do grupo da universidade mineira com esse tema foi capa da revista Nature em 2021.

Em 2024, a mesma equipe, coordenada por Cançado, da UFMG, e pelo físico Ado Jório, da mesma universidade, publicou um artigo de capa da revista Carbon sobre o estudo dos defeitos do grafeno usando a técnica de espectroscopia de Raman. O paper, que descreve a história da pesquisa para o aprimoramento da metrologia de nanomateriais, indica que o Brasil é referência na área, segundo publicação da Sociedade Brasileira de Física. O controle das propriedades do grafeno é crucial para a fabricação de dispositivos e para o processamento de informações, concluíram os autores do estudo.