- Acta Brazilian Science

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ISSN: 2317-7403
Acta Brazilian Science
Ano I, vol.01, 1º trimestre, Abril de 2013, São Luis, Ma, Brasil
ISSN: 2317-7403
APRESENTAÇÃO
A revista eletrônica Acta Brazilian Science apresenta estudos, pesquisas e reflexões em torno de diversas áreas da ciência
e tecnologia sob a responsabilidade de renomados consultores e autores vinculados a diferentes grupos de pesquisas da
iniciação científica à pós-graduação em várias instituições de ensino superior do Brasil e do Mundo. O intuito da revista é
divulgar os diversos trabalhos que estão sendo desenvolvidos por centros, institutos de pesquisa e instituições de ensino
superior, em um veículo de qualidade, indexado e de grande circulação internacional. Esta iniciativa oportuniza a
apresentação das produções intelectuais e criticas de diversos pesquisadores nas mais longínquas regiões do saber, bem
como, o fortalecimento do maior número de interessados em contribuir para a melhoria da qualidade de ensino, pesquisa e
extensão nas instituições de nível superior dentro e fora do país. A periodicidade da revista será trimestral sendo
subdividida em três seções: editorial, divulgação científica e o olhar do pesquisador sênior. No Editorial teremos matérias
correlacionadas à ciência, tecnologia e ensino sempre explorando os rumos tomados pela ciência e tecnologia em uma
perspectiva critica. Com o propósito de apoiar a disseminação do conhecimento, na seção Divulgação científica, faremos a
preleção dos melhores artigos submetidos e aprovados para publicação por nossos consultores Ad Hoc. E no último
capitulo, fecharemos a edição com a opinião de um pesquisador sênior sobre temática de grande interesse da comunidade
científica em destaque.
Prof. Dr. Patrício Moreira de Araújo Filho
Editor Chefe
CONSELHO EDITORIAL
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Secretário de Editoração:
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ISSN: 2317-7403
SUMÁRIO
EDITORIAL: DEMOCRATIZANDO O ENSINO SUPERIOR NO BRASIL............................................................ 4
EXTRAÇÃO DE POLISSACARIDEOS DE leucaena leucocephala (Lam.) de Wit E ANÁLISE DE SUAS
PROPRIEDADES FISICO-QUÍMICAS...................................................................................................................... 6
PLANT LECTINS: AN EXPLORATION OF THE SPECIES Artocarpus integrifolia L ......................................... 13
A TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO NAS OPERAÇÕES LOGÍSTICAS ........................................................... 31
DESENVOLVIMENTO DE AÇÕES DE LOGÍSTICA REVERSA EM SÃO LUIS DO MARANHÃO ................. 43
UMA PROPOSTA DE CONTROLE NEBULOSO ROBUSTO TAKAGI-SUGENO BASEADO EM MODELO .. 55
CONTROLE E SUPERVISÃO RESIDENCIAL UTILIZANDO A PLATAFORMA ARDUINO ........................... 68
ESTUDO DE VIABILIDADE DO USO DE FONTES DE ENERGIAS RENOVÁVEIS NA FACULDADE
PITÁGORAS, SÃO LUÍS – MA................................................................................................................................. 77
O GERENCIAMENTO DO FLUXO DE CAIXA NAS MICROS E PEQUENAS EMPRESAS: uma análise das
empresas do entorno dos Bairros Vinhais-Cohama em São Luís-MA. ...................................................................... 87
UTILIZAÇÃO DA TECNOLOGIA NODE JS PARA CONSUMO EFICIENTE DOS RECURSOS DE
SERVIDORES WEB. ................................................................................................................................................ 100
INOVAÇÕES NAS POLÍTICAS DE ACESSO E EXPANSÃO DO ENSINO SUPERIOR NO BRASIL: o caso da
empresa Kroton Educacional .................................................................................................................................... 112
WS-BPEL - WEB SERVICES BUSINESS PROCESS EXECUTION LANGUAGE: principais conceitos e
abordagens ................................................................................................................................................................. 129
PRODUÇÃO DE MATRIZ CROMATOGRÁFICA DE AFINIDADE A PARTIR DE POLISSACARÍDEOS DE
Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit....................................................................................................................... 137
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EDITORIAL: DEMOCRATIZANDO O ENSINO SUPERIOR NO BRASIL
DEMOCRATIZANDO O ENSINO SUPERIOR NO BRASIL
A educação é considerada um dos meios de se promover o desenvolvimento de um país, entretanto, o acesso à
mesma, especialmente à educação superior no Brasil, sempre foi um privilégio de pequenos grupos durante muitas
décadas. Universalizar o acesso é um tema emergente desde a década de 90. Apesar de complexo, os setores responsáveis
por essa área no Brasil, durante alguns anos vêm tentando construir um novo cenário. Além disso, com o crescimento
econômico do país e a entrada ao grupo dos emergentes, é latente a demanda cada vez maior por mão de obra qualificada,
o que força cada vez mais o governo a tomar medidas que ampliem a oferta de educação superior.
Destaca-se nessa tentativa a criação de programas como PROUNI, que concede bolsas de 100% e 50% a estudantes
de baixa renda para cursos em Instituições Privadas. Cabe ressaltar que outra iniciativa promovida pelo Governo Federal
foi à ampliação significativa do acesso ao O Fundo de Financiamento Estudantil - FIES, que é um programa de
financiamento estudantil, com taxas de juros baixíssimas, de 3,5% ao ano. Pesquisas de grandes consultorias, tais como
CM consultoria, apontam como uma alternativa sustentável para resolver o problema da oferta de educação superior no
Brasil a ampliação cada vez maior do crédito estudantil, o que em muitos países do mundo já é uma realidade de a
décadas, principalmente nos Estados Unidos, onde este fato é comum. Apesar do esforço do Governo Federal em
disponibilizar mais crédito e bolsas à população, ainda esbarramos em questões operacionais, como a disponibilidade de
funcionários dos bancos federais para analisar e aprovar os financiamentos, dando maior celeridade ao processo. Pesam
também questões burocráticas, sistêmicas e culturais, de valorização do ensino superior.
Estratégias como as que atualmente são adotadas pelo Governo Brasileiro permitirão a democratização do acesso ao
ensino superior e a redução das desigualdades regionais, combatendo, assim, a perversa inversão que acontece há décadas
em nosso país, com jovens de famílias carentes que deveriam ter acesso às universidades públicas, no entanto, têm como
única solução as instituições privadas. O que reflete o resultado da diferença desproporcional de nível entre escola pública
e escola privada, já que nessas últimas, seus alunos são preparados para os vestibulares mais concorridos, conseguindo
assim maior número de vagas nas Universidades Públicas.
Nesse contexto, as instituições de ensino superiores (IES) privadas foram estimuladas a crescer e, atualmente
(segundo o último senso do INEP), 81% dos alunos que ingressam no ensino superior no país, são através dessas, que
hoje, somam 2016 instituições, campo fértil para formação de grupos educacionais. E com tanta competitividade, é sine
qua non a busca continuada pela qualidade e desenvolvimento de novas estratégias que possam elevar a educação superior
ofertada pelas faculdades privadas a outro patamar. Segundo o Ministério da Educação (MEC) já podemos notar uma
evolução na qualidade do ensino superior brasileiro entre 2008 a 2011, com base nos índices que avaliam as IES privadas.
Há de se destacar também uma pesquisa divulgada recentemente pelo instituto Franceschini Análises de Mercado, que
mostra ex-alunos de IES privadas, tendo destaque cada vez maior no mercado de trabalho, em posições de liderança,
reflexo de conteúdos pedagógicos focados na necessidade real do mercado de trabalho brasileiro.
Certamente as instituições de ensino superior privadas podem evoluir ainda mais, contudo, deve-se destacar sua
contribuição ao acesso da sociedade a este nível de educação, preenchendo uma lacuna do sistema público.
Por: Joell Oliveira Gomes
____________________________________________
Diretor das Faculdades Pitágoras de São Luís e
Atenas Maranhense de São Luis - Ma
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DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA
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EXTRAÇÃO DE POLISSACARIDEOS DE leucaena leucocephala (Lam.) de Wit
E ANÁLISE DE SUAS PROPRIEDADES FISICO-QUÍMICAS
Recebido: 19.022013
Publicado:30.05.2013
Hermínio de Sousa Lima, [email protected] 1
Ivone Garros Rosa, [email protected] 2
1. Faculdade Pitágoras de São Luís, São Luís – Maranhão.
2. Núcleo de Imunologia Básica e Aplicada – Departamento de Patologia - Universidade Federal do Maranhão – Campus do Bacanga,
São Luís – Maranhão.
ABSTRACT: The Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit is a Mimosasea, which has its seeds in polysaccharide type
galactomannans. These polysaccharides have specific physicochemical characteristics such as moisture content, ash
content, sugar content, refractive index and the capacity to form gels and solution colloidal which can be used in various
branches of the food industry, pharmaceutical , textile, medical, cosmetic, paper and mining.
KEYWORDS: Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit, leucaena, polysaccharide.
RESUMO: A Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit é uma Mimosasea, que possui em suas sementes polissacarídeos tipo
galactomananas. Esses polissacarídeos possuem características físico-químicas especificas, tais como: teor de umidade,
teor de cinzas, teor de açúcares, índice de refração e a capacidade de formar géis e soluções coloidadais às quais
poderão ser utilizados nos mais variados ramos da indústria de alimento, farmacêutica, têxtil, médica, cosmético, papel e
mineração.
PALAVRA-CHAVE: Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit, leucena, polissacarídeo.
1. INTRODUÇÃO
As gomas são hidrocolóides vegetal natural que podem ser classificadas como polissacarídeos aniônicos, não iônicos
ou como sai de polissacarídeos. São substâncias translúcidas e amorfas freqüentemente produzidas pelas plantas
superiores como proteção depois de uma agressão externa. Muitas plantas que crescem em condições de constantes
agressões mecânicas produzem exsudados gomosos, em grandes quantidades quando seu córtex é agredido; isso serve
para vedar o corte e evitar a desidratação. As gomas de sementes são hidrocolóides contidos em algumas sementes
embrionárias que servem como reservas de alimentos polissacarídeos. Várias algas contêm gomas, (gomas marinhas)
como componentes de suas paredes celulares, onde funcionam como reserva glicídica. Certos microorganismos produzem
gomas (gomas microbianas) em fermentação, e esses exopolissacarídeos podem ser isolados do caldo de fermentação.
Alguns derivados semissintéticos da celulose são usados por suas propriedades hidrófilas, e podem ser consideradas
gomas hidrocoloidais especializadas (ROBBERS, et al., 1997; COSTA, 1994).
As gomas endospérmicas são polissacarídeos que hidratam facilmente com água fria ou quente, formando dispersões
coloidais, soluções altamente viscosas ou até mesmo géis (COSTA, et al., 1996).
As angiospermas apresentam diferentes estratégias de adaptação aos variados tipos de ambientes, entre os quais se
encontra o acúmulo de certos compostos de reservas (proteínas, ácidos nucléicos, carboidratos e lipídeos) em suas
sementes. Dentre as principais substâncias armazenadas pelas plantas, muitos polímeros de carboidratos foram
selecionados durante a evolução como compostos de reserva, as mananas, as xiloglucanas e as arabinogalactanas, sendo
os monômeros subdivididos em mananas puras, glucomananas e galactomananas (BUCKERIDGE, et al., 2000) conforme
tabela 1.
As galactomananas são polímeros que ocorre principalmente nos endospermas das sementes das leguminosas, sendo
elas formadas de uma cadeia linear tipo β-1,4-D-manopiranosídeo com unidades ligantes tipo α-1,6-D-galactopiranosideo
(VIEBKE, et al.,1996; AZERO, et al., 1997; SCHORSCH, et al., 1997; GANTER, et al., 1999) (FIGURA 2).
As galactomananas estão presentes em 13 famílias vegetais: Annonaceae, Compositae, Convolvulaceae, Ebenaceae,
Mimosaceae, Caesalpinaceae, Fabaceae, Lagoniaceae, Malvaceae, Palmae, Solanaceae, Tiliaceae, Umbelliferae e
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possivelmente nas Cuscutaceae (SCHERBUKHIN, et al., 1999). As galactomananas das diferentes espécies diferem com
respeito à proporção entre os resíduos de D-manose e D-galactose na molécula, bem como os teores destes compostos nas
sementes, sendo inclusive proposta a sua utilização como caráter quimiotaxonômico (SONI, et al.,1985; BUCKERIDGE,
et al.,1987; BUCKERIDGE, et al., 1995) (TABELA 2).
Diferenças nos resultados observados para amostras de uma mesma espécie por diferentes autores têm sido atribuídas
às variações genéticas ou ambientais para as proporções entre os monossacarídeos e variações metodológicas ou de grau
de maturação com relação aos teores do polímero nas sementes (BUCKERIDGE, et al.,1987).
A relação entre manose/glactose é uma das principais características bioquímicas das galactomananas, as variações
dos monômeros proporcionam diferentes propriedades físico-químicas à estrutura formada (variação na densidade,
solubilidade e viscosidade das soluções) (SCHERBUKHIN, et al., 1999; SCHORSCH, et al., 1997; GANTER, et al.,
1999; ANDRADE, et al., 1999; AZERO, et al., 2002).
A Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. (leucena), pertencente à família Mimosoisaceae, é originária da América
Central e México (FREITAS, et al., 2001).
A leucena é muito cultivada em várias partes do mundo, tendo se tornada subespontânea em algumas regiões. No
Nordeste do Brasil se apresenta como um arbusto ou árvore com folíolos numerosos, flores alvas agrupadas na
extremidade dos pedúnculos das inflorescências. Os frutos são típicos legumes marrons, planos, lineares; sementes
marrons, comprimidas. Em alguns locais a leucena é utilizada como planta forrageira para o gado, embora as folhas e
frutos sejam venenosos para animais como cavalo e o burro. A madeira fornece bom combustível e das sementes
confeccionam-se colares (SIQUEIRA, 1992; PIRES, et al., 2001).
As diversas propriedades reológicas das galactomananas determinam o seu uso como espessante, emulsificante e
estabilizante de diversos sistemas, sendo utilizado na formação de gel e como componente de misturas binárias
(SCHERBUKHIN, et al., 1999; MIYOSHI, et al., 1996; BIANCHI, et al., 1997; MERCÊ, et al., 2001). As
galactomananas são bastante utilizadas nas mais diversas formas nas indústrias de alimento, farmacêutica, médica,
cosmético, papel, têxtil e mineração (NEUKOM, 1989; BAVEJA, et al., 1991; GARCIA, et al., 1992; VIEBKE, et al.,
1995; GANTI, et al., 1997; AZERO, et al., 1997; PETKOWICZ, et al., 1998; SCHERBUKHIN, et al., 1999).
Revelando a diversidade na sua aplicação, as galactomananas formam um grupo polissacarídico de especial interesse
para a ciência aplicada.
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TABELA 1: Polissacarídeos de reserva vegetal.
Polissacarídeos
Resíduo de
açúcar na cadeia
principal
Manose.
Resíduo de
açúcares nas
ramificações
Ocasionalmente
galactose.
Nucleotídeo açúcar
necessário para a
biossíntese
GDP-man; UDP-gal.
Enzimas hidrolíticas
envolvidas na
mobilização
Endo-β-mananase.
Localização na
planta e exemplo
Glucomanana
Manose e
glucose.
Ocasionalmente
galactose.
GDP-man;
UDP-glc;
UDP-gal.
Endo-β-mananase;
Endo-β-glucanase;
α-galactosidase.
Galactomanana
Manose.
Galactose.
GDP-man;
UDP-gal.
Endo-β-mananase;
α-galactosidase;
exo-β-mananase.
Xiloglucana
Glucose.
Xilose;
Galactose;
Fucose;
Arabinose.
UDP-glc;
UDP-xil;
UDP-gal;
UDP-fuc.
Galactose.
Arabinose.
UDP-gal;
UDP-ara.
XET;
β-galactosidase;
α-xilosidase;
β-glucosidase;
α-fucosidase.
Exo-galactanase;
α-arabinosidase.
Sementes (alface e
tomate);
Órgãos
subterrâneos
(Liliaceae).
Sementes
(Leguminosae,
Convolvulaceae,An
nonaceae).
Sementes
(Leguminosae,
Tropaeolaceae,
Myrcinaceae).
Manana
Arabinogalactan
a
Sementes (Palmae,
café, gergilim).
Sementes
(Leguminosae,
café).
FONTE: BUCKERIDGE, et al., 2000.
TABELA 2: Uma visão da razão manose:galactose (M/G) nas galactomananas da família Mimosaceae.
FAMÍLIA Mimosaceae
Adenanthera pavonina L.
Desmanthus illinoensis Mac. Mill.
Dichrostachys cinerea Wright & Am.
Lagonychium Prosopis) farctum (Banks & Soland.) Bobrov
Leucaena glauca (Willd.) Benth
Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit
Leucaena pulverulenta (Schlecht.) Benth.
Leucaena s
Leucaena s
Mimosa acustistipula Benth
Mimosa multipina
Mimosa platyphylla Benth
Mimosa pudica Mill.
Mimosa scabrella Benth.
Mimosa somnians Humb. & Bonpl. Ex Willd.
Mimosa s
Mimosa s
Prosopis juliflora DC
Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville
Stryphnodendron obovatum Benth.
Stryphnodendron polyphyllum Mart.
Rendimento (%)
19.4
15.0
29.6
Razão M/G
1.4
2.7
1.5
14.2
25.0
10.4
7.6
15.4
14.9
12.3
43.6
25.9
18.5
17.9
27.1
9.3
26.4
22.6
27.0
31.5
31.5
31.8
2.0
1.3
1.5
1.6
1.2
1.3
1.5
1.7
0.9
1.6
1.0
2.0
0.9
1.2
1.2
2.4
3.2
2.4
FONTE: BUCKERIDGE, et al., 2000.
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2. MATERIAIS
Sementes de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.
As sementes de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. foram coletadas em São Luis Maranhão, - Universidade
Federal do Maranhão, Campus do Bacanga - no período de março a junho de 2002 e identificadas pelo Herbário Aprisco
Viana da Universidade Federal do Ceará, nº 1065.
3. MÉTODOS
3.1. Sementes de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.
3.1.1. Características morfológicas (largura, comprimento, espessura e peso médio)
As características morfológicas das sementes de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. foram obtidas pela média dos
valores para uma amostragem de 100 sementes. Para isto utilizaram-se instrumentos como balança e paquímetro.
3.2 Propriedades físico-químicas
3.2.1 Teor de umidade
Uma amostra (5g) foi pesada e submetida à temperatura de 105ºC por 5 horas. Em seguida obtiveram-se várias
pesagens até peso constante (FARMACOPÉIA BRASILEIRA, 1977).
A relação entre o peso final e o peso inicial foi expressa em porcentagem.
3.2.2 Teor de cinza
Uma amostra equivalente a 3g de sementes moída, foi submetida a uma temperatura de 600ºC em mufla por 1 hora,
em seguida a amostra foi transferida para um dessecador até atingir a temperatura ambiente, quando se procederam as
pesagens em balança analítica, até que houvesse entre as duas pesagens sucessivas peso constante. O teor de cinzas foi
calculado e expresso em porcentagem (FARMACOPÉIA BRASILEIRA, 1977).
3.2.3. Índice de refração
As análises foram realizadas em um refratômetro “Abbe de Projeção – modelo WY1A”, utilizando soluções de
polissacarídeos de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. nas concentrações de 1 e 5% à temperatura de 26ºC, as quais
foram observadas as seguintes características: caráter da solução, teor de açúcar, índice de refração.
3.3. Extração dos polissacarídeos
3.3.1. Obtenção dos endospermas de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.
Uma amostra definida por 100g de sementes (Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.) foi submetida à temperatura de
100ºC, em 500mL de água destilada, por 20 minutos. Após esse tempo as sementes permaneceram em repouso em água
destilada a 25ºC por 24 horas, só então os endospermas dessas sementes foram obtidos e acondicionados sob refrigeração
para posterior utilização (SILVA, 2002).
3.3.2. Extração dos polissacarídeos de Leucaena leucocephala
Os endospermas (14g) de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. foram submetidos à extração exaustiva com água
destilada à temperatura de 25ºC por 20 minutos, em seguida o material obtido foi filtrado e precipitado com etanol à 95%
na proporção de 1:2 (v/v), obtendo-se um precipitado (polissacarídeos), que foi centrifugado, desidratado com etanol PA
e/ou acetona PA, conforme a figura 1 (SCHERBUKHIN, et al., 1999).
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ENDOSPER MA
Extair com Água Destilada
20ºC
FILTR ADO
RESÍDUO
FILTRADO
Preciptação com etanol
POLISSA CARÍDEOS - SOLUÇÃO
Desidratação com Etanol PA
POLISSACARÍDEOS - PÓ
FIGURA 1: Fluxograma de obtenção de polissacarídeos.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
As sementes de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. apresentaram características morfológicas distintas de sua
espécies, fato constatado pela pequena variação em seu tamanho e peso. As medidas médias observadas para 100
sementes foram: comprimento 8,82 mm; largura 5,50 mm; peso 55,50 mg.
O teor de umidade quando analisado nas sementes resultou em 8,8%, onde constatou-se uma menor variação da
umidade se comparada a outras espécies como a Adenanthera pavonina 10,78% (TAVARES, 1998); Parkinsonia
aculeata 10,1% (GARROS-ROSA, 2000); Caesalpinia pulcherrima 9,03% (BRAGA, 2001). Possivelmente esta baixa
concentração de água seja graças às características morfológicas em sua testa, que é, revertida por uma cutícula
impermeável impedindo a entrada de líquidos e proporcionado uma maior adaptação a ambientes pobres em água, graças
a sua adaptabilidade, a Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. é bastante empregada na cultura bovina como alimentação
alternativa em períodos de estiagem.
O teor de cinza presente nas sementes de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. representa 7,51% do peso da semente
madura. A concentração de matéria inorgânica presente nas sementes é resultado dos íons (Ca+2, K+, Mg+2, Fe+3)
inseridos nas estruturas glicídicas presentes nas sementes, formando complexos responsáveis pelas diversas propriedades
reológicas dos polissacarídeos (MERCÊ, et al., 2001; COSTA, et al., 1996). A capacidade das galactomananas e
arabinogalactanas de formarem quelatos com íons metálicos é de grande interesse para as indústrias de alimentos, as quais
visam o enriquecimento dos alimentos com íons essenciais à dieta alimentar. Vários monossacarídeos, incluindo galactose
e manose formam complexos com íons de ferro três, que em solução apresentam-se como mononucleares (1:1) ou
dinucleares (1:2) na presença de pH elevado (MERCÊ, et al., 2001).
A análise do índice de refração foi realizada em um refratômetro - ABBE de Projeção, modelo WY1A. Utilizando
soluções de 1 e 5% foram formadas com polissacarídeos de Leucaena leucocephala as quais apresentaram índices iguais a
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1.335 e 1.338,75 respectivamente. Na solução a 1% foi observado um caráter colóide, com um teor de 1,26% de açúcares
totais e na solução a 5% constatou-se a formação de gel com 4% de açúcares totais.
5. AGRADECIMENTOS
A FAPEMA (Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Tecnológico do Estado do Maranhão) pela
bolsa de iniciação científica e aos laboratórios – NIBA (Núcleo de Imunologia Básica e Aplicada), LaboHidro
(Laboratório de Hidrologia), LPQA (Laboratório de Pesquisa em Química Analítica) da Universidade Federal do
Maranhão pelo apoio técnico–científico.
6. REFERÊNCIAS
ANDRADE, C. T.; AZERO, E. G.; LUCIANO, L.; GONÇALVES, M. P. 1999. Solution properties of the
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ISSN: 2317-7403
PLANT LECTINS: AN EXPLORATION OF THE SPECIES Artocarpus
integrifolia L
Recebido: 19.022013
Andressa Almeida Santana, [email protected]
Nêuton Silva Souza, [email protected]
1. Faculdade Pitágoras de São Luís, São Luís – Maranhão
2. Universidade Estadual do Maranhão, UEMA, Campus I, Departamento de Química e Biologia, Cidade Universitária Paulo IV,
Tirirical, São Luís, MA
3. Núcleo de Imunologia Básica e Aplicada – Departamento de Patologia - Universidade Federal do Maranhão – Campus do Bacanga,
São Luís – Maranhão.
Abstract: The remarkable variety of plant lectins present in nature with their different sugar-binding sites enables diverse
medico-biological responses. The present work consists of a brief history of plant lectins, their classification based on
structure, their presence in nature, their purification taking into account specificity, and an examination of the species
Artocarpus integrifolia L. belonging to the family Moraceae, whose fruit contains in its seeds lectin-like proteins, known
as artocarpin or KM+, jackin and jacalin, the biochemical characteristics, specificity and applications of which are
described in this review.
Keywords: Lectin, Artocarpus integrifolia, artocarpin, KM+, jackin, jacalin.
Resumo: A grande variabilidade das proteínas lectínicas vegetais existentes na natureza com os seus diferentes sítos
glicídicos ligantes proporcionam diversas respostas médico-biológicas. O presente trabalho traz um breve histórico
sobre as lectinas vegetais, a classificação com base na estrutura, a presença na natureza, a purificação levando em conta
a especificidade e uma abordagem à espécie Artocarpus integrifólia L. pertencente à família Moraceae, cujo fruto possui
em suas sementes proteínas tipo lectinas denominadas artocarpina ou KM+, jaquina e jacalina, tais proteínas são
descritas na presente revisão as suas características bioquímicas, especificidade e aplicações.
Palavras-chave: Lectina, Artocarpus integrifólia, artocarpina, KM+, jaquina, jacalina.
1. INTRODUCTION
Lectins are glycoproteins and/or oligomeric proteins, found in diverse organisms, which exhibit the remarkable
property of specific, reversible and non-covalent binding to carbohydrates (DE-SIMONE et al., 2006).
The study of lectins began in 1888 when a young doctor named Hermann Stillmark, at the University of Dorpat
(currently Tartu in Estonia), presented a thesis in which he described the agglutinating properties of ricin, which had been
extracted and partially purified from Ricinus communis (STILLMARK, 1888; BIES et al., 2004). Such activity had
previously been observed in the venom of snakes, in 1860 (GABIUS, 2001).
Later, the word agglutinin came to be used to describe plant molecules and extracts whose hemagglutinating activity
was observed in erythrocytes and other cells (LIENER, 1976). Since then various names have been attributed to this class
of proteins, all of which have the characteristic of agglutinating activity, including hemagglutinins, phytohemagglutinins,
and phytoagglutinins (KENNEDY et al., 1995). Since the 1950s the word “lectin”, from the Latin legere, meaning “to
select” or “elect”, has been used to describe those proteins that recognise specific sugar receptors present on red blood
cells, causing agglutination (ETZLER, 1985).
Nature is rich in lectins, and they can be found in the most varied kingdoms of living organisms, including
microorganisms (KENNEDY et al., 1995; WEIS, 1997; SHARON; LIS, 2001; LORIS, 2002), plants (MOREIRA et al.,
1997; LORIS et al., 1998; OLSNES; KOZLOV, 2001; RAHMAN et al., 2002) and animals (TURNER, 1996; NANGIAMAKKER et al., 2002). Moreover, lectins perform diverse functions, ranging from defence in plants (OLSNES;
KOZLOV, 2001; PEUMANS; VAN DAMME, 1995), to reproduction in animals (LORIS, 2002).
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2. CLASSIFICATION OF PLANT LECTINS BASED ON THEIR STRUCTURE
According to Peumans and Van Damme (1995), the presence of at least one catalytic domain that binds reversibly to a
carbohydrate is fundamental for a protein to be called a lectin. This definition excludes numerous proteins that behave
very differently from the traditional lectins which have the biological activity of agglutinating cells and/or precipitating
glycoconjugates (MOREIRA; PERRONE, 1977; MEAGHER et al., 2005). Based on the overall structure of these
proteins, Van Damme and colleagues (1998) classified the lectins in four groups: merolectins, hololectins, chimerolectins
and superlectins (FIGURE 1).
MEROLECTINS
HOLOLECTINS
CHIMEROLECTINS
MULTILECTINS
Type 2 RIP
SUPERLECTINS
Carbohydrate-binding domain
Catalytic domain
Ribosome inactivating domain
Figure 1: Classification of plant lectins according to structure.
SOURCE: Adapted from VAN DAMME et al., 1998.
The merolectins are proteins consisting of a single carbohydrate-binding domain. They are small polypeptides that are
unable to agglutinate cells and precipitate glycoconjugates. By contrast, the hololectins comprise a group of proteins with
multiple carbohydrate-binding domains, formed by two or more identical or homologous sites, which have the capacity to
agglutinate cells and precipitate glycoconjugates. The majority of plant lectins are known as hololectins, since they
possess hemagglutinating activity.
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The chimerolectins are proteins that, besides having one or more carbohydrate-binding sites, also possess another
domain, unrelated to the first, with well-defined catalytic activity (or other biological activity). Depending on the number
of sugar binding sites the chimerolectins behave as merolectins or hololectins. For example, ricin (a lectin from Ricinus
communis L.) is characterised for having two peptide chains: chain A is responsible for the inhibition of protein synthesis,
while chain B has two carbohydrate-binding sites and is responsible for the cell agglutinating activity (ENDO; TSURUGI,
1987; MONTFORTS et al., 1987; SZEWCZAK et al., 1993; OLSNES; KOZLOV, 2001). This class includes the type II
ribosome inactivating proteins (type II RIPs).
Superlectins are proteins that exhibit at least two carbohydrate-binding domains, which recognise sugars that are
structurally and functionally different. Finally, multilectins are lectins that have at least two identical sites that recognise
carbohydrates which are the same or different. This is the case of the lectins jacalin and frutackin (MONTEIROMOREIRA, 2002).
3. PRESENCE OF PLANT LECTINS IN NATURE
The broad distribution of lectins across the plant kingdom and their abundance in many plants suggests that these
molecules have a physiological significance for plants (LIENER, 1976; PEUMANS; VAN DAMME, 1995; LIS;
SHARON, 1998). Furthermore, the diversity in lectin structure and distribution among different plant families, together
with their presence in different plant tissues, indicates that during evolution different lectins may have become adapted to
exercise the same function in different tissues or species (ETZLER, 1985).
The search for the physiological role of lectins in plants has always been closely linked to the search for their natural
receptors, which can be defined as: glycoconjugates that possess carbohydrates joined to a complementary structure at the
lectin binding site (for example, glycoproteins, glycolipids, polysaccharides), but with a structure which is identical or
similar to that of the carbohydrates specific for lectin receptors (PEUMANS; VAN DAMME, 1995).
With the exception of some enzymes (for example, some types of chitinases, glucanases and glucosidases), the lectins
are the principal plant proteins with the ability to recognise glycoconjugates and bind to surface receptors present in
microorganisms, from bacteria to fungi, or exposed receptors in the digestive tract of insects or herbivores (PISTOLE,
1981; ALBUQUERQUE et al., 1999; MURDOCK; SHADE, 2002).
Molecular, biochemical, cellular, physiological and evolutionary arguments suggest that lectins play a defensive role
in plants (PEUMANS; VAN DAMME, 1995). The main evidence for this is that the specific lectins of a plant bind to
glycoconjugates of other organisms resulting in biological effects (GABIUS, 1997; POTTS et al., 2001; BOVO et al.,
2005).
While many plant lectins possess specificity for simple sugars such as mannose, glucose and galactose, they have a
greater affinity for oligosaccharides, which either are uncommon in or are completely absent from plants (ETZLER, 1985;
WEATHERMAN et al., 1996; LORIS et al., 1998). For example, chitin-binding lectins recognise specific carbohydrates
of the cell wall in fungi and of the exoskeleton of arthropods (ENDO; TSURUGI, 1987; OLSNES; KOZLOV, 2001;
TRINDADE, et al., 2006).
One piece of evidence that supports a role for lectins in plant defence is their adaptation to unfavourable
circumstances which includes resistance to heat, variations in pH and the presence of proteases in insects and other
animals (ETZLER, 1985). Moreover, while the whole plant is exposed to constant threat from disease and/or pests, some
tissues or organs require supplementary protection since they have a fundamental role in the survival of the individual and
that of the species (PEUMANS; VAN DAMME, 1995). The association of lectins with vital part of plants is another
strong argument in favour of the involvement of lectins in plant defence; for example, storage organs such as seeds are
particularly vulnerable and attractive to potential parasites and predators (DODD; DRICKAMER, 2001).
4. PROPERTIES OF LECTINS
Lectins can be found in various kingdoms of living organisms (CALVETE et al., 1999), where they play diverse roles
beginning with the interaction of their receptors with the specific binding sites present on the surface of biological
organisms (OLSNES; KOZLOV, 2001; PEUMANS; VAN DAMME, 1995).
Structural studies on the lectins began in the 1970s with the determination of the structure of the crystallised form of
Concanavalin A. To begin with progress was slow, until 1989, when the first carbohydrate-binding domain, methyl--Dmanopyranoside, was elucidated on Concanavalin A. The first animal lectin structure to be elucidated, that of galectin,
was reported shortly after in 1993 (LORIS, 2002), since when the structures of a wide variety of lectins have been
deciphered.
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The remarkable affinity and specificity of the lectins for sugar moieties has been attributed to the multiple domains
present in their structures. The various quaternary structures that exist are specific and selective for binding to multivalent
carbohydrates in different positions in relation to a large number of different monovalent epitopes throughout the
molecular structure of all the lectin families (SIMANEK et al., 1998).
5. PURIFICATION OF LECTINS BASED ON THEIR SPECIFICITY
Affinity chromatography is distinguished from other chromatographic methods by being based, mainly, on the
biological or functional properties of the species that interact: the substance to be separated and the stationary phase. The
principle of this method is the selective isolation of biological macromolecules by exploitation of the property of these
substances of reversibly binding to specific ligands (COLLINS et al., 1997).
Besides the purification of biological molecules the technique has numerous other applications, such as: the
concentration of dilute solutions; separation of denatured or modified forms of active substances; removal of residual
contaminants from partially purified molecules; preparation of diagnostic standards; preparation of immobilised enzyme
reactors; reuse and stabilisation of co-factors; analytical and structural studies; kinetic studies and the determination of
dissociation constants; studies involving the characterisation and isolation of unstable proteins, with immobilised ligands,
representing a reference to the isolation of lectins (LIMA et al., 2002).
Many substances possess chemical groups that can be activated or modified to enable chemical binding of a variety of
ligands, enabling them to be employed as an insoluble support or matrix in affinity chromatography. Prominent among
these are agarose, cellulose, dextran, polyacrylamide and other polymers, porous particles of alumina, glass with
controlled porosity, crosslinked gums endospermic and some associations of the substances mentioned (COLLINS et al.,
1997; GARROS-ROSA et al., 2006).
6. LECTINS FROM Artocarpus Integrifolia L
Artocarpus integrifolia belongs to the family Moraceae (SANKARANARAYANAN et al., 1996), and the fruit of the
plant contains in its seeds lectin-like proteins known as artocarpin or KM+, jackin and jacalin (ROSA et al., 1999;
JEYAPRAKASH et al., 2004; TRINDADE et al., 2006; JEYAPRAKASH et al., 2003).
6.1. ARTOCARPIN
Artocarpin, also known as KM+ (DASILVA et al., 2005; GANIKO et al., 2005; PEREIRA-DA-SILVA et al., 2006),
is a specific mannose-binding lectin isolated from the seeds of Artocarpus integrifolia L., with a molecular mass of 65000
Da (JEYAPRAKASH et al., 2004). It is a homotetrameric protein devoid of covalent bonds with carbohydrates and
consists of four isolectins with an isoelectric point varying between 5 and 6.5 (RANI et al., 1999).
The primary structure of artocarpin is formed by a polypeptide chain composed of 149 aminoacids, representing
approximately 52% of its aminoacids, similar to jacalin (ROSA et al., 1999; PANUNTO-CASTELO et al., 2001). The
differences between jacalin and artocarpin are attributed to the fact that artocarpin does not undergo an internal posttranslocation division, thereby preserving a short, glycine-rich binding sequence, which brings together the regions
analogous to jacalin with the α and β chains (DASILVA et al. 2005). Despite artocarpin differing from jacalin in relation
to its sugar specificities and biological actions, both lectins present similar overall structures (PRATAP et al., 2002;
BARRE et al., 2004; JEYAPRAKASH et al., 2004). The specificity of artocarpin for sugar receptors is altered according
to the complexity and variation of the sugar conjunctions in which mannose is associated. The following sugar
associations are exhibited, in order of increasing affinity: mannopentose = mannotriose > Man α 1-3 Man >
GlcNac2Man3 > Me-α-Man > Man > Man α 1-6 Man > Man α 1-2 Man > Me-α-Glc > Glc (JEYAPRAKASH et al.,
2004).
Artocarpin has multiple biomedical applications, including neutrophil induction and migration (SANTOS-DEOLIVEIRA et al., 1994; SILVA-LUCCA et al., 1999; GANIKO et al., 2005; PEREIRA-DA-SILVA et al., 2006),
production of IL-12 by macrophages (PANUNTO-CASTELO et al., 2001) as well as stimulation of IFN-γ production in
lymphocytes (TEIXEIRA et al., 2006) and accelerated wound healing (DASILVA et al., 2005).
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Figure 2: Structure of Artocarpin. (a) Schematic representation showing hydrogen bonds. (b) Tertiary structure composed
of three Greek keys. (c) Quaternary structure with the four subunits. SOURCE: PRATAP et al., 2002.
6.2. JACKIN
This is a chitin-binding lectin that is extracted from the seeds of Artocarpus integrifolia, and presents highly specific
binding sites for N-acetylglucosamine (TRINDADE, 2005).
Jackin presents a great deal of structural similarity to frutackin (Artocarpus incisa), with a high degree of sequence
identity between them, both being rich in cysteine, basic aminoacids and serine (FIGURE 3). Structurally, jackin consists
of monomers with a molecular mass of 14,255 Da and is formed by three subunits held together by disulphide bridges
with a beta structure. When exposed to extreme conditions of pH and temperature, monitored by circular dichroism (CD)
spectroscopy and fluorescence, its molecular structure has been observed to be vulnerable to acid pH and thermally stable
(TRINDADE, 2005).
With regard to biological activities, jackin presents inhibitory activity towards the growth of Saccharomyces
cerevisiae and Fusarium moniliforme at a concentration of 2.25 mg/mL; jackin has also been shown to promote adhesion
of the erythroleukemia cell line K562 and has hemagglutinating activity towards human blood cells of the ABO system as
well as those of rabbits (TRINDADE, 2005).
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Figure 3: Partial sequences for the subunits of jackin and frutackin. ch1-jackin: chain 1 of jackin; ch1-frutac: chain 1 of
frutackin; ch2-jackin: chain 2 of jackin; ch2-frutac: chain 2 of frutackin; ch3-jackin: chain 3 of jackin; ch3-frutac: chain 3
of frutackin; aminoacids labelled in grey: identity; dashes: openings inserted to optimise alignment. SOURCE:
TRINDADE, 2005.
6.3. JACALIN
6.3.1. Biochemical characteristics
Jacalin, a tetrameric protein with a molecular mass of 65 KDa (RUFFET et al., 1992) is considered to be a
glycoprotein with approximately 7 to 10 % of the molecule consisting of carbohydrate. Structurally it is represented by the
predominant carbohydrate, heptasaccharide α-D-Manp-(13)-[α-D-Manp-(16)]-[β-D-Xlyp-(12)]-β-D-Manp-β-DGlcpNAc-(14)-[α-L-Fucp-(13)] - D-GlcNAc (RUFFET et al., 1992; KABIR, 1998), which is also found in other
plant lectins (FIGURES 4 and 5).
The structure of jacalin is formed by subunits containing two chains: a heavy chain (α) composed of 133 aminoacids
and a light chain (β) of 20 aminoacids (YOUNG et al., 1991; KABIR 1998; VAN DAMME et al. 2002) (FIGURE 6).
Together the α and β chains form a symmetrical complex of 3 β-prism units, which are formed by three complexes of four
β-sheets (JEYAPRAKASH et al., 2005). The connections between the sheets take the form of loops which are responsible
for carbohydrate binding. These subunits form a tetramer with 222 symmetries (JEYAPRAKASH et al., 2002), where two
chains present a Greek key-type conformation, while the third chain, besides exhibiting a Greek key-type conformation,
has a fracture on the external loop caused by a division after translation from which the α and β chains originate
(JEYAPRAKASH et al., 2003; RAVAL et al., 2004; JEYAPRAKASH et al., 2005).
After the sugar ligand has interacted with the jacalin affinity site hydrogen bonds are formed with oxygens O3, O4,
O5 and O6 of the galactoside ring with aminoacids Gly 1, Tyr 122, Trp 123 and in the lateral chain of Asp 125 present in
the lectin monomer (KABIR, 1998). The residual aminoacids present in the α chain, Gly 1, Try 78, Val 79, Gly 121, Tyr
122, Trp 123 and Asp 125 bind to the monosaccharide forming the 4.0 Å binding groove. The galactose ring with carbons
C1, C3, C4 and C5 binds to aminoacid residue Tyr 78 of the lateral chain by van der Waals forces. The axial orientation of
the O4 oxygen of the hydroxyl group of galactose facilitates the formation of hydrogen bonds with aminoacids Asp 125
and Gly 1 of the N-terminal α chain, which suggests the considerable specificity of jacalin for galactose (KABIR, 1998;
JEYAPRAKASH et al., 2005) (FIGURES 7 and 8).
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Figure 4: Structure of jacalin tetramers bound to melibiose (Galα1-6Glc). The loops surrounding the sugar linkages are
numbered on the first unit. The terminal carbons and nitrogens of the two chains are also shown. SOURCE:
JEYAPRAKASH et al. 2003.
Figure 5: Structure of the jacalin subunit. The loops surrounding the sugar-binding sites are numbered and the terminal
carbons and nitrogens are indicated by α and β. SOURCE: JEYAPRAKASH et al. 2005.
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(a) Aminoacid sequence of the jacalin α chain
(b) Aminoacid sequence of the jacalin β chain
Figure 6: Aminoacid sequences of the jacalin α (a) and β (b) chains. The aminoacid residues are represented by a letter
and code. SOURCE: KABIR, 1998.
(a)
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(b)
Figure 7: Jacalin binding site (b) for the sugar Gal α 1-6 Glc (melibiose) (a). SOURCE: JEYAPRAKASH et al., 2003.
(a)
(b)
Figure 8: Jacalin binding site (b) for the sugar Gal β 1-3 GalNAc-α-O-Me (Me-α-T-antigen) (a). SOURCE:
JEYAPRAKASH et al., 2003.
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6.3.2 Synthesis of Jacalin
Jacalin is synthesised in the rough endoplasmic reticulum in the form of a pre-pro-protein, and is then transferred to
the Golgi complex where the process of protein maturation takes place. This begins with the cleavage of 21 aminoacid
residues to form pro-jacalin, an event which is concurrent with translocation. Thereafter, 39 aminoacids are removed from
the N-terminal of the pro-peptide and an intermediate tetrapeptide to form mature lectin, which consists of a β N-terminal
chain and an α C-terminal chain, composed of 20 and 133 aminoacid residues, respectively. Mature jacalin is released
from the Golgi complex in the form of vacuoles, in which it is stored until being used by the plant (PEUMANS et al.,
2000) (FIGURE 9).
JACALIN
1
22
61
81
85
217
ENDOPLASMIC
RETICULUM
PRE-PRO-JACALIN
PRO-JACALIN
GOLGI COMPLEX;
VACUOLE
MATURE JACALIN
β
α
Figure 9: Biosynthesis of jacalin. SOURCE: PEUMANS et al., 2000.
6.3.3. Specificity of jacalin
Jacalin interacts with the blood of various species of animals, agglutinating human erythrocytes (all of the ABO
system), as well as those of sheep, rabbit, rat, buffalo, duck and pigeon. It also agglutinates chicken and goat erythrocytes
although only when treated with enzymes such as pronase and neuraminidase (KABIR, 1998; WU et al., 2003;
SAHASRABUDDHE et al., 2004).
The activity of jacalin is not influenced by the presence of bivalent cations such as Ca2+, Mg2+ and Mn2+, although
it is inhibited by monosaccharides in the following order: p-nitrophenylαGal>MeαGal>GalNAc>Gal>GaINH2. Other
monosaccharides such as Glc, Man and MeαGlc do not possess this inhibitory character, which suggests that jacalin can
be categorised as one of the Gal/GalNac-binding lectins (KABIR, 1998).
Jacalin has four binding sites that have a specific affinity for a wide range of sugars, although they do not exhibit
specificity for sugars such as fucose and arabinose (RUFFET et al., 1992; DO; LEE, 1998; RAHMAN et al., 2002; WU et
al., 2003; SAHASRABUDDHE et al., 2004) (TABLE I).
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Table I: Association constants for jacalin with simple sugars and glycoconjugates. SOURCE: KABIR, 1998
Sugars
10-3 x Ka a 20ºC (M-1)
Gal
0.22
Me α Gal
40.00
Me β Gal
0.20
Gal α 1–3 Gal α Me
5.75
Gal α 1–4 Gal
0.841ª
Gal α 1–6 Glc
5.31
GalNAc
3.31
Me α GalNAc
73.28
Me β GalNAc
0.548ª
Gal β 1–3 GlcNAc
0.041
Gal β 1–3 GalNAc
122.0
Gal β 1–3 GalNAc α Me
806.0
Gal β 1–3 GalNAc β Me
0.40
GalNAc β 1–3 Gal α Me
301.99
Human blood (group A)
0.27ª
Human blood (group B)
0.24ª
Glc β 1–3 GalNAc
18.76
GlcNAc β 1–3 Gal
11.74ª
Lactose
0.030
N-acetyllactosamine
0.036
Fucose
NB
Arabinose
NB
a
- Values calculated at 15ºC
NB – Non-Binding
6.3.4. Applications of Jacalin
Jacalin is the main protein present in the seeds of the fruit of Artocarpus integrifolia, and is also the most studied
member of the lectin family. It possesses high specificity for galactose-binding sites and is capable of agglutinating all the
cells of the human ABO system (PAYNE et al., 1990; RUFFET et al., 1992; ALBUQUERQUE et al., 1999; TATENO et
al., 2003; RAVAL et al., 2004).
Jacalin is a very versatile molecule with applications in the immunobiological area, and it can be used in the diagnosis
of Thomsen-Friedenreich antigen, known as T-antigen, which is an α-O-glycoside formed by (Galβ1-3GalNac), present in
more than 85% of human carcinomas (JEYAPRAKASH et al., 2002; SAHASRABUDDHE et al., 2004). This property
has lead to jacalin being employed in numerous studies with various O-binding glycoproteins, in particular the human A
immunoglobulins (SANTOS et al., 1991; KABIR, 1998; TAKAHASHI et al., 2006).
Jacalin can also be used in the assessment of the immune status of patients infected with the human
immunodeficiency virus, due to its mitogenic capacity in CD4 T lymphocytes (GRANE et al., 1984; PINEAU et al., 1989;
TAIMI et al., 1994; LAFONT et al., 1996; LAFONT et al., 1997; LAFONT et al., 1998; TAMMA et al., 2006). It has
been found to have applications in the most wide ranging fields of immunobiochemistry, including the isolation of
glycoproteins from human protoplasm (IgA, IgD, C1-inhibitor, haemopexin, α2-HSG) (KABIR, 1998; TAKAHASHI et
al., 2006), the production of interferon-ү, as an adjuvant to the humoral response to Trypanosoma cruzi
(ALBUQUERQUE et al., 1999), in the differentiation of the monocyte lineage (YAGI et al., 1995; MENGEL), the
investigation of IgA-nephropathy (KABIR, 1998), analysis of O-binding glycoproteins (DO; LEE, 1998; RABIJNS et al.,
2005) and in tumour detection (KABIR, 1998; NANGIA-MAKKER et al., 2002).
23
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7. APPLICATIONS OF LECTINS AS MEDICO-BIOLOGICAL TOOLS.
The great variability in lectin proteins present in nature, with their different sugar-binding sites, enables a wide range
of medico-biological applications (MELITO et al., 1992; TAZAKI, 1997). For example, lectins can be used to explore cell
surfaces with binding sites for carbohydrates (TURNER, 1996; NANGIA-MAKKER et al., 2002; WEATHERMAN et al.,
1996). This molecular versatility can also be exploited in the typing of red blood cells (KENNEDY et al., 1995), as a
mitogenic agent (BARRAL-NETTO et al., 1992; HAJTO et al., 1998), as an immunomodulator (GABIUS, 2001;
TURNER, 1996), as an aid to the monitoring of malignant tumours (ZHANG et al., 2001), and as a therapeutic agent in
cancer (NANGIA-MAKKER et al., 2002). Furthermore, lectins have applications in plant defence (PEUMANS; VAN
DAMME, 1995), as well as in the identification of protozoa (SCHOTTELIUS, 1982), viruses (WEIS, 1997; SONG et al.,
2003), bacteria (KENNEDY et al., 1995; WEIS, 1997; LORIS, 2002) and fungi (FREIRE et al., 2002; POTTS et al.,
2001). As a result, the importance of lectins as tools for molecular identification is now undeniable.
8. ACKNOWLEDGEMENTS
The authors are grateful to the following:
Basic and Applied Immunology Group, Universidade Federal do Maranhão.
Master’s degree course in Health and Environment, Universidade Federal do Maranhão.
Fundo de Amparo a Pesquisa e o Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA).
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
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ISSN: 2317-7403
preparation by colony formation on soft agar and by agglutination under plant lectins. Cell Biology International, v.
25, n. 10, p. 997-1012.
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ISSN: 2317-7403
A TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO NAS OPERAÇÕES LOGÍSTICAS
Recebido: 27.022013
Alexsandro de Jesus Ericeira Amorim, [email protected]
Patrício Moreira de Araújo Filho, patrí[email protected]
Will Ribamar Mendes Almeida, [email protected]
Allisson Jorge Silva Almeida, [email protected]
1. Faculdade Atenas Maranhense de São Luís, São Luís – Maranhão.
2. Coordenação de Pesquisa e Extensão - Faculdade Pitágoras de São Luís, São Luís – Maranhão.
3. Faculdade Pitágoras de São Luís, São Luís - Maranhão
Resumo: Com o atual cenário competitivo, as empresas necessitam ser cada vez mais aptas às mudanças nas questões
operacionais e produtivas, visando reduzir gastos e ter uma flexibilidade entre os meios para que se conquiste o cliente
da forma mais completa possível, já que a concorrência no mercado está mais intensa. Um fator antes de pouca
importância para a logística era o fluxo de informações, onde hoje, tornou-se um elemento essencial para a sustentação
das empresas. Inserido nesse ambiente atual, a tecnologia da informação ganha espaço e poder dentro das empresas,
pois precisam de informações rápidas e precisas, que serão um fator decisivo na eficácia dos sistemas logísticos, sendo
um diferencial no mercado em que atua. Esse artigo visa identificar quais as principais tecnologias usadas no mercado
atualmente, para isso foi feita uma pesquisa documental e bibliográfica de publicações dos últimos cinco anos no Brasil.
As publicações foram analisadas e comparadas, onde identificou-se as tecnologias usadas e disponíveis no mercado para
que as empresas venham a implementar nas suas operações logísticas, tanto em softwares como em hardwares,
mostrando-se bastante eficaz e eficiente nas empresas na qual foram implementadas esses sistemas, que operam juntos
com o setor de logística.
Palavras-chave: Tecnologia da Informação. Logística. Operações. Softwares.
Abstract: With the current competitive environment, companies need to be increasingly able to changing operational
issues and production, to reduce costs and have a flexibility between the means through which to conquer the client as
fully as possible, as competition in the market is more intense. One factor before unimportant for logistics was the flow of
information, which today has become an essential element for sustaining enterprises. Inserted in this current environment,
information technology gains space and power within companies, because they need fast and accurate information, which
will be a decisive factor in the efficiency of logistic systems, being a gap in the market in which it operates. This article
aims to identify the main technologies used in the market today, for it was made a documental and bibliographic research
publications of the last five years in Brazil. The publications were analyzed and compared, where we identified the
technologies used and available in the market so that companies may implement in its logistics operations, both in
software and in hardware, proving to be quite effective and efficient in the companies in which they were implemented
these systems, which operate together with the logistics industry.
Keywords: Information Technology. Logistics. Operations. Software.
1 INTRODUÇÃO
A Logística vem apresentando uma evolução crescente e hoje é um elemento-chave na estratégia competitiva das
empresas. Até pouco tempo a Logística era compreendida somente como transporte e armazenagem. Atualmente as
empresas já compreendem na Logística uma potente ferramenta para garantia de sucesso de seus processos e bons
resultados operacionais e financeiros (NOGUEIRA, 2009).
A utilização da Tecnologia da Informação é de grande importância nas operações logísticas, pelo fato de acessar
rapidamente às informações, dando subsídios às tomadas de decisões, e consequentemente maximizando os lucros da
empresa.
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Desta maneira, realizou-se uma pesquisa documental e bibliográfica sobre logística e tecnologia da informação,
utilizando-se como fonte revistas, artigos, livros, anais, monografias, que foram concebidos no período de cinco anos
(2007 a 2012), objetivando sistematizar e analisar as tecnologias atuais que se integram à logística.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A Logística é definida como o processo de planejar, implementar e controlar de maneira eficiente o fluxo e a
armazenagem de produtos, bem como os serviços e informações associados, cobrindo desde o ponto de origem até o ponto
de consumo, com o objetivo de atender aos requisitos do consumidor (NOVAES, 2001). Seu principal objetivo é garantir
a disponibilidade de produtos, materiais ou serviços no mercado e pontos de venda, no tempo exato e na condição
desejada ao menor custo possível. Isto é conseguido por meio da administração das funções chaves da logística que são
transporte, estoque, distribuição, localização, serviço ao cliente e outras atividades de apoio.
Em sua vertente mais atual, a logística moderna é denominada Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos, ou, Supply
Chain Management (SCM). Segundo Christopher (1997, p.13), “a cadeia de suprimentos representa uma rede de
organizações, através de ligação nos dois sentidos, dos diferentes processos e atividades que produzem valor na forma de
produtos e serviços que são colocados nas mãos do consumidor final.”
O conceito de SCM é uma evolução do conceito de Logística. Enquanto a Logística interna representa a integração
das atividades dentro da empresa, o SCM representa sua integração externa, interligando fornecedores aos consumidores
finais.
O termo Tecnologia da Informação serve para designar o conjunto de recursos tecnológicos e computacionais para
geração e uso da informação. Também é comumente utilizado para designar o conjunto de recursos não humanos
dedicados ao armazenamento, processamento e comunicação da informação, bem como o modo como esses recursos estão
organizados em um sistema capaz de executar um conjunto de tarefas.
Para Bio (1996) e Oliveira (1998, p.37) informação é todo dado coletado, tratado e estruturado de forma a gerar algo
útil para a tomada de decisão. Mas para gerar uma informação competitiva é necessário um gerenciamento sistemático e
dinâmico da informação.
Segundo Graeml (2000, p.18) TI é “o conjunto de tecnologias resultantes da utilização simultânea e integrada de
informática e telecomunicações”. Para Valle (1996) TI é como uma ferramenta utilizada pelas empresas produtivas para
alavancar e potencializar o processo de criação e desenvolvimento de capacitação tecnológica.
Sendo assim, considera-se como componente da tecnologia da informação, os sistemas computacionais, incluindo
todos os softwares e hardware utilizados como ferramentas para o tratamento de informações em qualquer nível.
3 A TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO E A LOGÍSTICA
A informação sempre foi um elemento de vital importância nas operações logísticas. Atualmente com as
possibilidades oferecidas pela tecnologia, ela está se tornando a força motriz para a estratégia competitiva da logística. A
transferência e o gerenciamento eletrônico das informações permitem às empresas reduzir seus custos mediante melhor
coordenação e possibilita a prestação de um serviço de maior qualidade, principalmente pela melhoria da oferta de
informações aos clientes. (FERREIRA; RIBEIRO, 2003)
Segundo Fleury (2000), três razões justificam a importância de informações rápidas e precisas para sistemas logísticos
eficazes:
Em primeiro lugar, os clientes percebem que informações sobre a situação do pedido,
disponibilidade de produtos, programação de entrega e faturas são elementos necessários do
serviço ao cliente. A segunda razão relaciona-se ao uso da informação para reduzir o estoque
e minimizar as incertezas em torno da demanda. Finalmente, a informação aumenta a
flexibilidade e permite identificar os recursos que podem ser utilizados para que se obtenha
uma vantagem estratégica.(FLEURY, 2000 p. 187)
As necessidades de informações logísticas podem ser divididas em quatro níveis funcionais dentro da empresa
(BOWERSOX; CLOSS, 2001, p.176): nível transacional, que diz respeito ao registro das atividades logísticas individuais
e consultas; o nível de controle gerencial que está relacionado a avaliação de desempenho e elaboração de relatórios; nível
de análise de decisão que utiliza a informação para identificar, avaliar e comparar alternativas logísticas táticas e
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estratégicas; e finalmente o nível de planejamento estratégico que trata a estratégia logística, o qual envolve a definição de
metas, políticas e objetivos, decidindo a estrutura logística global.
Figura 1. Funcionalidades de um sistema de informações logísticas.
Em termos de Tecnologia da Informação existem inúmeras soluções disponíveis no mercado para a aplicação na área
da logística, tanto a nível de hardware, ferramentas e equipamentos, como a nível de software, os programas e sistemas.
4 METODOLOGIA
No desenvolvimento do presente trabalho foi empregada a metodologia de pesquisa documental-bibliométrica.
Segundo Valles(1997) esta metodologia consiste na revisão do estudo da arte sobre o tema a ser investigado, no meio
literário, por meio de um conjunto de observações, fundamentadas por análises exploratória de dados, extraídos dos
trabalhos publicados.
O estudo teve como base os últimos cinco anos de publicações (2007 – 2012) à respeito do assunto proposto,
compreendendo livros, revistas, monografias, artigos, anais, monografias e pesquisa na internet. A partir desta pesquisa
utilizou técnicas para o tratamento das informações contidas nos documentos, sendo estes necessários para a abordagem
deste trabalho.
Assim listou-se as principais tecnologias atualmente utilizadas pelas empresas com destaque na sua aplicação nas
operações logísticas, dotando as empresas de informações valiosas acerca de todo os sistemas envolvidos na logística.
5 RESULTADOS
Após a análise de todo as publicações acerca do tema proposto, tivemos como principal resultado as tecnologias da
informação usadas atualmente nas operações logísticas, que vem proporcionando um grande aumento da eficiência e da
competitividade das empresas. Tais tecnologias abrangem todas as ferramentas que estão disponíveis para o controle e
gerenciamento das informações das empresas, no qual destacamos abaixo as principais utilizadas atualmente:

Sistemas Integrados de Gestão / ERP (Enterprise Resource Planning)
Os ERP (Enterprise Resource Planning) ou sistemas de gerenciamento empresarial, são sistemas complexos onde
integram todos os sistemas operacionais da empresa. Por ser um sistema que abrange toda a parte gerencial da empresa, a
sua implantação não é simples, exigindo da empresa uma série de modificações prévias. Basicamente consiste na
integração de todas as atividades do negócio, entre elas, finanças, marketing, produção, recursos humanos, compras,
logísticas, etc., com o benefício de facilitar, tornar mais rápido e preciso o fluxo de informação permitindo assim o
controle dos processos de negócios.
33
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Figura 2. Estrutura típica de funcionamento de um sistema ERP.

Sistemas de Gerenciamento de Armazéns / WMS (Warehouse Management Systems)
Um WMS é um sistema de gestão integrada de armazéns, que operacionaliza de forma otimizada todas as atividades e
seu fluxo de informações dentro do processo de armazenagem. Essas atividades incluem recebimento, inspeção,
endereçamento, estocagem, separação, embalagem, carregamento, expedição, emissão de documentos, inventário,
administração de contenedores entre outras, que, agindo de forma integrada, atendem às necessidades logísticas, evitando
falhas e maximizando os recursos da empresa.
Figura 3. Exemplo de software de WMS.

Identificação por Frequencia de Rádio / RFID (Radio Frequency Identification)
34
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Identificação via Radio Freqüência é, relativamente, uma das mais novas tecnologias de coleta automática de dados.
Inicialmente surgiu como solução para sistemas de rastreamento e controle de acesso na década de 80. Uma das maiores
vantagens dos sistemas baseados em RFID é o fato de permitir a codificação em ambientes não favoráveis e em produtos
onde o uso de código de barras, por exemplo, não é eficiente.
Este sistema funciona com uma antena, um transmissor e um decodificador. Esses componentes interagem através de
ondas eletromagnéticas transformando-as em informações capazes de ser processadas por um computador.
A principal vantagem do uso de sistemas RFID é realizar a leitura sem o contato como no código de barras. Você
poderia, por exemplo, colocar o transmissor dentro de um produto e realizar a leitura sem ter que desempacota-lo, ou por
exemplo, aplicá-lo em uma superfície que será posteriormente coberta de tinta ou graxa.
Figura 4. Estrutura do funcionamento do RFID.

Sistema de Informação Geográfica / GIS (Geographic Information System)
O GIS é um sistema de informação que trata a informação espacial. Relaciona atributos e características de uma área à
sua localização geográfica. É utilizada em uma variedade de aplicações, incluindo exploração, demografia, rastreamento e
confecção de mapas. Por meio de satélites e fotografias aéreas é possível desenvolver mapas digitais que podem ser
combinados com camadas de informação.
A ferramenta GIS tem enorme aplicação a problemas de localização, seja de fábricas, centros de distribuição, pontos
comerciais ou planejamento público. No estudo de roteamento de veículos é fundamental, pois, além de fazer análises e
gerar mapas temáticos utilizando mapas digitalizados que contêm rodovias e ferrovias, permitem ao usuário visualizar as
rotas que foram geradas, ampliando o entendimento de especialistas e usuários.
35
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Figura 5. Exemplo de Software de GIS.

Rastreamento de Frotas com Tecnologia GPS (Global Positioning System)
Rastreamento é o processo de monitorar um objeto enquanto ele se move. Hoje em dia é possível monitorar a posição
ou movimento de qualquer objeto, utilizando-se de equipamentos de GPS aliados a link de comunicação. O casamento
GPS + comunicação é necessário, pois, o receptor GPS localiza sua própria posição; esta deve ser transmitida via canal de
comunicação para uma central que fará efetivamente o monitoramento. Esta tecnologia é comumente conhecida como
AVL (Automatic Vehicle Location).
GPS é um sistema de posicionamento mundial formado por uma constelação de 24 satélites que apontam a
localização de qualquer corpo sobre a superfície terrestre. Um aparelho receptor GPS recebe sinais desses satélites
determinando sua posição exata na Terra, com precisão que pode chegar à casa dos centímetros.
Figura 6. Alguns modelos de aparelhos receptores de GPS.
36
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
Softwares de Roteirização
A roteirização é o processo para a determinação de um ou mais roteiros ou seqüências de paradas a serem cumpridos
por veículos de uma frota, tendo por objetivo utilizar um conjunto de pontos geograficamente dispersos, em locais prédeterminados, que necessitam de atendimento. A roteirização pode ser caracterizada por N clientes (representados numa
rede de transportes por nós ou arcos) que deverão ser servidos por uma frota de veículos, sem apresentarem restrições ou
ordem que deverão ser atendidos.
No dia-a-dia das empresas que operam o transporte e cargas rodoviárias, seja em transferências rodoviárias ou
entregas urbanas, uma das atividades mais importantes é a montagem da carga e roteirização dos veículos. É nesta etapa
que são definidos os pontos de atendimento e os roteiros a serem seguidos por cada veículo, definindo assim a necessidade
total de veículos e motoristas, as distâncias a serem percorridas e o tempo total de entrega.
Figura 7. Etapas da roteirização.
Em resumo, ao roteirizar as coletas e entregas, mexe-se com:




A quantidade de veículos necessária;
A quantidade de motoristas e auxiliares necessária;
A distância rodada pelos veículos, e consequentemente o custo total do transporte;
O tempo de entrega, o que implica diretamente na qualidade de serviço e também no custo total.
Existe no mercado uma série de softwares de roteirização, que trazem grandes benefícios paras as empresas que
implantam esse sistema como: diminuição de custos, rapidez na entrega, controle e melhoria geral da cadeia logística.
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Figura 8. Exemplo de Software de roteirização.
Para a implantação do software a empresa necessita conhecer todas as suas rotas e variáveis implicantes no transporte,
que devem ser sempre atualizadas e quantificadas, fora a capacitação dos seus funcionários.

Código de Barras
O sistema surgiu da ideia de se criar um mecanismo de entrada de dados mais rápida e eficiente, vendo que com o
passar do tempo mais microcomputadores estavam sendo fabricados com um grande potencial em armazenamento e
processamento de dados.
A leitura de código de barras exige que sejam utilizados alguns aparelhos específicos e que são adotados conforme a
necessidade da empresa. Alguns desses aparelhos são os leitores (caneta ótica, slot reader, leitor CCD, pistola laser,
scanner omnidirecional e o leitor automático de documentos), os decodificadores (decodificador para teclado,
decodificador para interface serial e decodificador para joystick) e impressoras especiais (software para impressão e
impressoras profissionais), para impressão de código de barras.
Figura 9. Equipamentos e software usados no código de barras.

EDI (Electronic Data Interchange)
38
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O EDI, ou Intercâmbio Eletrônico de Dados é um sistema que auxilia diretamente a rotina dos vendedores, agilizando
o processo de comunicação com a empresa na transmissão de dados. Todas as informações que um vendedor precisa
coletar e transferir para a empresa em um segundo momento, ele faz de forma on line, evitando assim a demora no in put
do pedido e ainda tem a possibilidade de consultar o estoque da empresa e informar ao cliente a possibilidade de
disponibilizar a mercadoria.
Figura 10. Estrutura de implantação do EDI.

VMI (Vendor Managed Inventory)
O VMI ou Estoque Administrado pelo Fornecedor é uma ferramenta muito importante principalmente para a cadeia
de suprimentos que pretende ou já trabalha com o JIT (Just-in -Time). O principal objetivo desta técnica é fazer com que o
seu fornecedor, através de um sistema de EDI, verifique a sua real necessidade de produto, no momento certo e na
quantidade certa. Este recurso tem uma maior funcionalidade para as empresas que possuem um grande número de
fornecedores e um amplo mix de produtos.
A integração permite que se faça de acordo com o forecast uma mudança de planejamento de reabastecimento, pois a
informação chega ao seu fornecedor em tempo real. O nível de detalhamento é tanto que, detectada a demanda de produto
acabado, o software se encarrega de traçar planos para a produção, planejamento de abastecimento e distribuição para os
depósitos.
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Figura 11. Estrutura do VMI.

Sistema SAP Retail
O sistema SAP Retail é um sistema totalmente integrado de administração de mercadorias. Ele faz o levantamento do
conjunto completo de processos empresariais necessários a estratégias competitivas de sortimento, diferentes formatos de
varejo e distribuição e logísticas baseadas em ECR. O sistema oferece todas as funções necessárias para a modelagem de
processos empresariais em uma sociedade de varejo.
Figura 12. SAP - sua Integração e seus aplicativos.
Com o sistema SAP Retail, a SAP procurou modelar toda a "Cadeia de valores", todas as ligações do pipeline
logístico, do consumidor ao fornecedor. Dessa forma, os varejistas podem otimizar todo o conjunto de processos
empresariais e verificações de controle ao administrar o fluxo de mercadorias e informações entre fornecedores, varejistas
e consumidores.
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Figura 13. SAP e a cadeia de valores nos processos logísticos.
O Sistema de Informação para Retail (RIS) permite planejar, monitorizar e rastrear os movimentos de mercadorias por
toda a cadeia de suprimento.
Os principais processos de administração de mercadorias incluem:
 Administração de sortimento
 Cálculo do preço de venda
 Administração de promoção
 Alocação
 Planejamento de necessidades e Compras
 Entrada de mercadorias
 Revisão de faturas e a subseqüente liquidação de estipulações de fim de período
 Administração de depósito
 Picking e fornecimento
 Faturamento
 Suprimento da filial

Comércio Eletrônico ou E-commerce
Comércio eletrônico ou e-commerce é um tipo de transação comercial feita especialmente para se usar pelo
computador. O ato de vender ou comprar pela internet é em si um bom exemplo de comércio eletrônico. O mercado
mundial está absorvendo o comércio eletrônico em grande escala, vários ramos da economia estão ligadas ao comércio
eletrônico.
Devido a comodidade, o comércio on line está em contínuo crescimento, se comercializando de quase tudo como por
exemplo: Cd, DVD, livros, computadores, carros, pacotes turísticos, passagens aeras e milhares de outros produtos.
As empresas de comércio eletrônico utilizam muito a logística, pois os clientes querem pressa na entrega dos seus
produtos e isso fica a cargo das empresas do ramo, o que vem ocasionar num crescimento e aperfeiçoamento
extraordinário nestes processos de entrega da mercadoria desde o seu ponto de venda ao cliente final.
6 CONCLUSÃO
Após a apuração desta pesquisa, percebeu-se que o uso de tecnologias é imprescindível nas organizações nos dias de
hoje, visto que com a globalização, as empresas começaram a atuar não só no mercado nacional como também no
mercado internacional, e o uso de tecnologias acrescenta valor para as operações logísticas da empresa, onde se tornará
um diferencial competitivo entre elas.
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Outro fator importante é o profissional da logística que deverá estar qualificado para usar estas tecnologias, por isso
se faz necessário criar neste profissional certas habilidades como: capacidade de organização, raciocínio rápido,
metodologia, agilidade, coordenação de equipe, dentre outras. Tudo isso para que ele possa utilizar essas informações da
melhor forma possível, e que cada vez mais otimize as operações da empresa, gerando lucro e diminuindo custos.
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ISSN: 2317-7403
DESENVOLVIMENTO DE AÇÕES DE LOGÍSTICA REVERSA EM SÃO LUIS
DO MARANHÃO
Recebido: 28.022013
Alexsandro de Jesus Ericeira Amorim, [email protected]
Patrício Moreira de Araújo Filho, patrí[email protected]
3
Hermínio de Sousa Lima, [email protected]
1. Faculdade Atenas Maranhense de São Luís, São Luís – Maranhão.
2. Coordenação de Pesquisa e Extensão - Faculdade Pitágoras de São Luís, São Luís – Maranhão.
3. Faculdade Pitágoras de São Luís, São Luís - Maranhão
Resumo: Responsabilidade social empresarial é uma prática que a cada dia se torna um dever nas organizações, porque
visa contribuir para uma sociedade mais justa e para um ambiente mais limpo. É a forma de gestão que prima pela ética,
transparência da empresa com os públicos que ela se relaciona e pelo estabelecimento de metas para o desenvolvimento
sustentável e preservação do meio ambiente. A sociedade cada vez mais vem pressionando às empresas para elaboração
de produtos e processos ecologicamente corretos e a Logística Reversa vem a ser a responsável pelo fluxo reverso de
produtos pós-consumo para que tenham um destino correto, como por exemplo a reciclagem. O objeto de estudo foi o
projeto Ecocemar da Companhia Energética do Maranhão – CEMAR que consiste na troca de resíduos sólidos por bônus
na conta de energia elétrica, e após essa troca é feita a coleta por uma empresa parceira, a Ripel Reciclagem,
responsável pelo transporte, movimentação, separação e destino dos materiais.
Palavras-chave: responsabilidade, logística, reversa, pós-consumo.
Abstract: Corporate social responsibility is a practice that every day becomes a duty on organizations, it aims to
contribute to a better society and a cleaner environment. It is a form of management that press ethics, transparency of
public company with which it relates and by setting goals for sustainable development and environmental preservation.
The company has increasingly pressing companies to developing environmentally friendly products and processes and
Reverse Logistics becomes responsible for the reverse flow of post-consumer products that have a correct destination,
such as recycling. The object of study was the project Ecocemar of Company Energetics of Maranhão - CEMAR
consisting of solid waste in exchange for bonus on electric bill, and after this exchange is done by collecting a partner
company the Ripel Recycling responsible for transport handling separation and disposal of materials.
Key-words: responsibility, logistics, reverse post-consumer.
1 INTRODUÇÃO
Os resíduos sólidos estão cada vez mais chamando atenção da sociedade como um todo, devido principalmente na
enorme quantidade gerada diariamente e seus malefícios ao meio ambiente e porque não ao próprio homem. O mundo
será obrigado a se desenvolver de forma sustentável, ou seja, que preserve o meio ambiente, e as empresas deverão fazer o
mesmo, por iniciativa própria ou por exigência legal (SHRIVASTAVA e HART, 1998).
Segundo o Instituto Ethos (2004), responsabilidade social é uma forma de conduzir os negócios da empresa de tal
maneira que a torna parceira e co-responsável pelo desenvolvimento social. Portanto, qualquer atividade geradora de
impactos ambientais deve ser monitorada, seja pelo governo ou pela sociedade, o que faz com que as empresas
empreendam esforços para a redução dos impactos ambientais gerados por seus processos e produtos.
De acordo ainda com o Instituto Ethos, que além da preocupação com o processo produtivo e a busca por soluções
para a substituição de insumos, as empresas têm a capacidade de influenciar o comportamento do consumidor,
considerando-se aqui não apenas o cliente final, mas também o consumidor corporativo de bens e serviços, e os
responsáveis pelas compras públicas. Cada ator deve assumir o seu papel para que soluções como reciclagem,
reaproveitamento, coleta e logística reversa sejam eficientes e eficazes.
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A logística reversa atua por meio da política de deposição dos materiais e produtos no seu pós-uso, para não serem
descartados de forma indesejável e desordenada na natureza (LACERDA, 2002). Objetiva a redução de resíduos na fonte,
a reciclagem, a substituição, a reutilização de materiais, reforma e remanufatura, sempre com a visão da cadeia, ou seja,
na gestão dos fluxos reversos, desde o ponto de consumo até o ponto de origem.
Este estudo tem como objetivo abordar a logística reversa de resíduos sólidos na cidade de São Luis do Maranhão,
com destaque para o programa de eficiência energética, o projeto Ecocemar, desenvolvido pela Companhia Energética do
Maranhão – CEMAR. O projeto consiste na troca de resíduos recicláveis por bônus na fatura de energia elétrica, com
destinação organizada do material à indústria de reciclagem.
Iniciativas desta natureza visam contribuir com a preservação da natureza assim como implantar a cultura de coleta
seletiva na população, neste caso na cidade de São Luis, e futuramente ampliar em outros municípios do Estado do
Maranhão onde a CEMAR atua.
2 METODOLOGIA
A pesquisa bibliográfica é a atividade inicial de uma pesquisa, onde através da localização e da consulta de fontes
diversas objetiva a coletar dados gerais ou específicos a respeito de um tema.
Segundo Lakatos e Marconi (1995) a pesquisa bibliográfica trata-se do levantamento, seleção e documentação de toda
bibliografia já publicada sobre o assunto que está sendo pesquisado em livros, enciclopédias, revistas, jornais, folhetos,
boletins, monografias, teses, dissertações e material cartográfico.
Para essa pesquisa foram utilizados documentos como livros, revistas, artigos científicos, monografias, pesquisa na
internet e estudos de caso, que deram embasamento teórico a respeito do assunto a ser pesquisado.
Segundo Gil (2002), o estudo de caso não aceita um roteiro rígido para a sua delimitação, mas é possível definir
quatro fases que mostram o seu delineamento: a)delimitação da unidade-caso; b)coleta de dados; c)seleção, análise e
interpretação dos dados; d) elaboração do relatório.
Portanto seguindo essa linha, foi delimitado o objeto de estudo, neste caso o projeto Ecocemar da Companhia
Energética do Maranhão – CEMAR, que tem como objetivo principal a troca de resíduos sólidos por bônus na conta de
energia elétrica, e que tem como público os clientes de baixa tensão.
Na fase de coleta de dados foram feitas visitas técnicas na sede da Companhia Energética do Maranhão - CEMAR, e
na Ripel Reciclagem Ltda, parceira neste projeto, onde coletou-se dados quantitativos e qualitativos como: observação,
levantamento de dados, entrevista informal, histórico do projeto, fotos dos locais de coletas e da empresa parceira que fica
responsável por todo recolhimento do material.
Em seguida iniciou-se a seleção dos dados mais relevantes para o estudo de caso, com foco na logística reversa. Com
a seleção finalizada o próximo passo foi a interpretação dos dados, levando em consideração a quantidade e qualidade das
amostras, utilizando de teorias que sejam reconhecidas nesta área do conhecimento.
E na ultima fase desse processo é representada pela elaboração do relatório do estudo de caso, especificando todas as
fases dessa pesquisa como: as teorias, metodologia, a coleta, análise e interpretação dos dados e por fim os resultados
obtidos, e também a relevância deste estudo neste campo da ciência.
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A Logística é definida como o processo de planejar, implementar e controlar de maneira eficiente o fluxo e a
armazenagem de produtos, bem como os serviços e informações associados, cobrindo desde o ponto de origem até o ponto
de consumo, com o objetivo de atender aos requisitos do consumidor (NOVAES, 2001).
Ballou (2001) descreve: a missão da logística é dispor a mercadoria ou o serviço certo, no lugar certo, no tempo certo
e nas condições desejadas, ao mesmo tempo em que fornece a maior contribuição à empresa.
O Council of Supply Chain Management Professionals, define logística como:
Logística é a parte do Gerenciamento da Cadeia de Abastecimento que planeja, implementa e
controla o fluxo e armazenamento eficiente e econômico de matérias-primas, materiais semiacabados e produtos acabados, bem como as informações a eles relativas, desde o ponto de
origem até o ponto de consumo, com o propósito de atender às exigências dos clientes
(Carvalho, 2002, p. 31).
44
ISSN: 2317-7403
Assim como a definição de logística vem evoluindo com o passar dos anos, o da logística reversa também vem
passando por este processo, com novos conceitos, adaptações e abrangências tornando-se cada vez mais amplo.
Já nos anos 90, autores como Stock (1992), introduziam novas abordagens da logística reversa, como a logística do
retorno dos produtos, redução de recursos, reciclagem, e ações para substituição de materiais, reutilização de materiais,
disposição final dos resíduos, reaproveitamento, reparação e remanufatura de materiais. Em 1998, Carter e Ellram
definindo a Logística Reversa, incluíram a questão da eficiência ambiental.
Segundo Lacerda (2002): a logística reversa é um processo de planejamento, implementação e controle do fluxo de
matérias-primas, estoque em processo e produtos acabados (e seu fluxo de informação) do ponto de consumo até o ponto
de origem, com o objetivo de recapturar valor ou realizar um descarte adequado, como descrito na figura 1.
Figura 1. Atividades típicas do processo de logística reversa.
Fonte: Lacerda (2002)
Para Leite (2003), define a logística reversa como:
A área da logística empresarial que planeja, opera e controla o fluxo e as informações
logísticas correspondentes, do retorno dos bens de pós-venda e de pós-consumo ao ciclo de
negócios ou ao ciclo produtivo, por meio dos canais de distribuição reversos, agregando lhes
valor de diversas naturezas: econômico, ecológico, legal, logístico, de imagem corporativa.
Na concepção de Bowersox e Closs (2009), um dos objetivos operacionais determinantes do desempenho logístico é o
apoio ao ciclo de vida, sendo assim, é importante considerar a inversão do fluxo normal de trânsito de estoque em direção
aos clientes.
Dessa forma, para estes autores a logística reversa surge a partir de necessidades como: sustentabilidade ambiental,
padrões relativos à qualidade, prazo de validade do produto, crescente número de leis que proíbem o descarte
indiscriminado e incentivam a reciclagem, enfim, a logística reversa conclui o ciclo de vida do produto destinando de
forma correta os mesmos.
Alguns fatores estão influenciando cada vez mais as empresas em atuarem na logística reversa, tais fatores principais
são:
 Fatores competitivos;
 Aumento da conscientização ambiental por parte da população em geral;
 Benefícios econômicos e ambientais;
 Custos com descartes em aterros cada vez mais dispendiosos;
 Imagem da empresa;
 Legislação ambiental mais rigorosa em relação aos resíduos sólidos.
45
ISSN: 2317-7403
A logística reversa é dividida em duas áreas: pós venda e pós-consumo como mostra a figura 2.
Figura 2. Processo de logística reversa no pós-consumo e na pós-venda.
Fonte: Leite (2003)
A logística reversa pós-venda tem como objetivo estratégico agregar valor a um produto logístico que é devolvido por
razões comerciais, erros no processamento dos pedidos, garantia dada pelo fabricante, defeitos ou falhas de
funcionamento, avaria no transporte entre outros motivos (LEITE, 2003).
Já a logística reversa pós-consumo é definida como: área de atuação que equaciona e operacionaliza igualmente o
fluxo físico e as informações correspondentes de bens de pós-consumo descartados pela sociedade em geral que retornam
ao ciclo de negócios ou ao ciclo produtivo por meio dos canais de distribuição reversos específicos (LEITE, 2003).
No caso dos resíduos sólidos se encaixam nos produtos de pós-consumo, onde seu fluxo pode ser visualizado na
figura abaixo:
46
ISSN: 2317-7403
Figura 3. Fluxograma da logística reversa no pós-consumo.
Fonte: Leite consultorias (2003)
Em 2010 o governo institui o Plano Nacional de Resíduos Sólidos, Lei 12.305 de 02 de agosto de 2010 e que foi
regulamentada pelo decreto 7.404 de 23 de dezembro de 2010.
A lei 12.305 reúne seus princípios, objetivos, instrumentos, diretrizes, metas e ações a serem adotadas pela União
isoladamente ou em parcerias com Estados, Distrito Federal, Municípios e particulares visando a gestão integrada, o
gerenciamento ambientalmente adequado dos resíduos sólidos.
Na gestão integrada e no gerenciamento dos resíduos sólidos deve seguida a seguinte ordem de prioridade:
 Não geração;
 Redução;
 Reutilização;
 Reciclagem;
 Tratamento dos resíduos sólidos e;
 Disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos a partir de 02 de agosto de 2014.
No decreto 7.404 em seu artigo Art. 13. A logística reversa é o instrumento de desenvolvimento econômico e social
caracterizado pelo conjunto de ações, procedimentos e meios destinados a viabilizar a coleta e a restituição dos resíduos
sólidos ao setor empresarial, para reaproveitamento, em seu ciclo ou em outros ciclos produtivos, ou outra destinação final
ambientalmente adequada.
No art. 33 da lei 12.305, as cadeias de produtos com obrigatoriedade de implementar logística reversa são:
agrotóxicos e seus resíduos e embalagens, pilhas e baterias, pneus, lâmpadas fluorescentes de vapor de sódio e mercúrio e
luz mista, produtos eletroeletrônicos.e seus componentes e óleos lubrificantes seus resíduos e embalagens.
As empresas farão acordos setoriais que consiste num ato de natureza contratual firmado entre o poder público e
fabricantes, importadores, distribuidores ou comerciantes, tendo em vista a implantação da responsabilidade
compartilhada pelo ciclo de vida do produto. Para isso cada acordo setorial terá como requisitos mínimos:
 Indicação dos produtos e embalagens objeto do acordo setorial;
 Descrição das etapas do ciclo de vida em que o sistema de logística reversa se insere;
 Forma de operacionalização da LR;
 Contratação de entidades, cooperativas ou outras formas de associação de catadores;
 Órgãos públicos nas ações propostas, quando estes se encarregarem de alguma etapa da logística a ser implantada;
 Definição das formas de participação do consumidor;
 Metas a serem alcançadas pela LR.
4 RESULTADOS
O objeto do estudo de caso foi o projeto Ecocemar, que está inserido dentro do programa de eficiência energética
desenvolvido pela Companhia Energética do Maranhão – CEMAR, em que consiste na troca de resíduos recicláveis por
bônus na fatura de energia elétrica, com destinação organizada do material à indústria de reciclagem.
Seus principais objetivos são: contribuir na preservação do meio ambiente, oferecer alternativas para o pagamento das
faturas e implantar cultura de coleta seletiva no Estado do Maranhão.
O público-alvo são os clientes de baixa tensão, residenciais, de toda a área de concessão da CEMAR. O cliente tem a
opção de doar para instituições filantrópicas. Clientes comerciais ou industriais não podem acumular descontos para sua
própria conta de energia, mas podem doar o resíduo de seus processos em um posto de coleta e direcionar o bônus gerado
para uma instituição beneficente ou para qualquer unidade consumidora residencial.
O sistema funciona da seguinte maneira:
 O Cliente vai ao posto de coleta com a conta de energia, faz o seu cadastro sob a forma de um cartão e entrega os
resíduos;
 O operador ambiental, recebe os resíduos do cliente e pesa por tipo e registra o bônus vinculado aquela unidade
consumidora;
47
ISSN: 2317-7403
 A empresa parceira de reciclagem recolhe o resíduo no posto de coleta e leva para triagem e sendo posteriormente
transportado para a indústria.
São recebidos os seguintes materiais nos postos de coleta:
 Pet – refrigerantes e água mineral
 Plástico duro – frasco plástico tais como embalagens de shampoo, detergentes, embalagens de margarina, baldes,
bacias e garrafas de água mineral;
 Plástico – caixas, cadeiras e mesas;
 Plástico filme – sacolas plásticas, embalagens de arroz, feijão açúcar, etc.;
 PVC – canos, forros, etc.;
 Papel branco – papel A4, livros, papel de escritório;
 Papel misto – revistas encartes;
 Papelão;
 Jornal – Listas telefônicas e sobras de jornais;
 Metais – aço inox, alumínio, ferro, bateria de carro, ferro, bronze, chumbo e antimônio;
 Tetrapack;
 Óleo de cozinha.
O projeto implantou dois tipos de postos para a coleta do material em alguns bairros de São Luis (ver figuras 4 e 5):

Postos Móveis:
 Parceria com Associações de bairro;
 Disponibilização de uma pessoa, com a balança e máquina de registro para realizar a coleta;
 Coleta mensal ou quinzenal;
 Dia fixo na semana.

Postos Fixos:
 Estrutura Fixa;
 Disponibilização de uma pessoa, para realizar a coleta;
 Balança Digital;
 Big bags para armazenamento dos resíduos;
 Coleta dos big bags de acordo com a necessidade;
 Coleta dos resíduos realizada pela empresa;
 Profissionais capacitados dentro da área ambiental.
48
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Figura 4. Mapa da cidade São Luis com a localização dos postos de coletas do projeto Ecocemar.
Fonte: Ecocemar (2012)
Cidade Operária
Anil
49
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Sede Cemar
Anjo da Guarda
Angelim
Cohatrac
Figura 5. Montagem com fotos dos postos de coletas do projeto Ecocemar.
Fonte: Ecocemar, Própria (2012)
Os resultados desse projeto são bastante expressivos, desde o inicio da sua implantação que foi em maio de 2011 até
julho de 2012, já foram coletados um total de 562.832,38 kgs, o que gerou uma bonificação para os clientes na faixa de R$
63.049,64 (sessenta e três mil, quarenta e nove reais e sessenta e quanto centavos) num total de 6.157 clientes.
O gráfico 1 demonstra a evolução do projeto mensalmente neste período:
50
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Gráfico 1. Evolução da coleta de material do projeto Ecocemar.
Fonte: Ecocemar (2012)
Os dados dispostos no gráfico demonstram bem a evolução da coleta de resíduos deste a implantação do projeto,
percebemos que a cada mês o volume de material é cada vez maior e até julho de 2012 a quantidade recolhida é de
praticamente 100 toneladas ao mês.
O pico registrado no mês de outubro de 2011 foi proporcionado por meio da iniciativa do programa Ecocemar junto
às escolas publicas e privadas da rede ensino de São Luis desenvolvendo ação de responsabilidade social em prol da
conscientização e da aplicação de práticas ecológicas e sustentáveis, intencionando criar uma nova consciência sustentável
na juventude da cidade. Essa mesma iniciativa já consta do calendário desta instituição e tem sua segunda edição já
programada para o mês de outubro de 2012.
Outro resultado deste estudo de caso é o transporte desse material para as indústrias de reciclagem, que fica a cargo de
uma empresa parceira, a Ripel Reciclagem Ltda, que é responsável por toda a coleta de resíduos sólidos nos posto de
coletas, tanto nos fixos como nos móveis. A Ripel possui 5 veículos, nos quais 1 caminhão baú e 4 graneleiros, que
movimentam o material para a sua sede localizada no bairro do Anil na cidade São Luis, para que sejam separados, préprocessados e acondicionados para serem novamente movimentados, para às indústrias de reciclagem em outros estados
do Brasil como: Pará, Ceará, Bahia, São Paulo (ver figura 6).
51
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Chegada do Material
Chegada do Material
Separação
Separação
Acondicionamento
Matéria-prima Secundária
Figura 6 – Montagem fotográfica da sede da Ripel Reciclagem.
Fonte: Própria (2012)
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Um fato a ser mencionado é que este material depois de passar novamente pelo ciclo produtivo, retorna para a cidade
de São Luis em forma de produtos manufaturados, principalmente embalagens, e essas empresas após a entrega das
mercadorias imediatamente já recolhem os resíduos sólidos na sede da Ripel, constituindo carga de retorno, levando esses
materiais para as indústrias.
5 CONCLUSÃO
Cada vez mais as empresas estão inserindo na sua organização a responsabilidade social e ambiental, constituindo
valores essenciais para que as empresas possam atingir sua missão e visão como empresa responsável e preocupada com
as questões ambientais. Isso acaba influenciando seus colaboradores que estendem essa consciência social e ecológica
para suas residências e seu meio social.
A logística reversa neste contexto torna-se um elemento essencial nesse processo, visto que ela se torna responsável
em dar um destino a todos os resíduos sólidos gerados pelas empresas, residências e indústrias, principalmente com a
implementação da Política Nacional de Resíduos Sólidos, obrigando muitas empresas a dar um destino ambientalmente
adequada para seus produtos pós-consumo.
No caso do projeto Ecocemar da Companhia Energética do Maranhão – CEMAR, são ações de grande relevância,
tanto a nível de empresa, na qual sua imagem torna-se associada a preservação ambiental, assim como uma empresa com
responsabilidade social que incentiva a população a fazer coleta seletiva de seus resíduos e a dar um destino correto para
os mesmos. Destacando-se também o seu parceiro, a Ripel Reciclagem, que faz toda a coleta eficientemente, pois em
alguns postos possuem colaboradores da própria empresa.
Projetos nessa conjectura podem torna-se de incentivo para outras entidades, empresas e instituições, visto que
demonstra como a gestão integrada e o gerenciamento contribui para o engajamento da sociedade às questões ambientais.
Não podemos esquecer também a inserção de comunidade mais carente em projetos dessa ordem, pois podem gerar
emprego e renda para elas, obtendo ganhos ambientais e melhorando a vida da população e das futuras gerações.
REFERÊNCIAS
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Porto Alegre: Bookmann, 2001.
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GIL, Antônio C. Como elaborar projetos de pesquisa. 4. 3d. – São Paulo: Atlas, 2002.
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2005.
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NOVAES, Antônio G. Logística e Gerenciamento da Cadeia de Distribuição: Estratégia, Operação e Avaliação. Rio
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54
ISSN: 2317-7403
UMA PROPOSTA DE CONTROLE NEBULOSO ROBUSTO TAKAGISUGENO BASEADO EM MODELO
Recebido: 01.03.2013
Publicado: 30.05.2013
Joabe Amaral da Silva, [email protected]
Faculdade Pitágoras em São Luís – São Luís, MA
Abstract. The proposed methodology has the objective of obtain a model based on Gustafson-Kessel fuzzy clustering to
non linear system uncertainty parameters. A mathematical formulation from the Takagi-Sugeno fuzzy structure as well
as the PDC (Parallel Distributed Compensation) strategy is developed. Results of the necessary and sufficient conditions
for the fuzzy model are presented.
Keywords: System Identification. Nonlinear System. Fuzzy Clusteryng.
Resumo. A metodologia proposta consiste de obter um modelo baseado em agrupamento nebuloso Gustafson-Kessel
para sistema não-lineares a parâmetros incertos. Uma formulação matemática baseada na estrututura do modelo
nebuloso Takagi-Sugen, bem como na estratégia PDC (compensão paralela e distribuída) é desenvolvida. Resultados
para as condições necessárias e sufientes, para o modelo nebuloso, são apresentados.
Palavra – Chave: Identificação de Sistemas. Sistemas Não-Lineares. Agrupamento Nebuloso.
1. INTRODUÇÃO
Intrinsecamente relacionado com o problema de controle clássico, tem-se o problema de controle robusto, cuja idéia
básica motivadora é bastante atraente: um controlador fixo que possa se adequar às variações nas características do
sistema dinâmico (processo industrial) a ser controlado. Apesar de muitos esforços, ainda não há consenso quanto aos
benefícios que podem ser obtidos com a aplicação das técnicas de controle clássico: a aplicação depende das
características do sistema dinâmico de interesse sem levar em consideração dinâmicas não modeladas ou limites de
perturbações externas, o que pode levar o sistema à instabilidade (Wang, 1996). Tal fato tem motivado, a partir da década
de 80, estudos para a viabilidade de metodologias de controle no sentido de se avaliar quão eficiente e útil o projeto de um
controlador robusto pode ser para um sistema dinâmico de interesse (Shaw & Simões, 2001). Aliado a este interesse
metodológico, a necessidade por sistemas inteligentes tem aumentado nos últimos anos, devido ao acréscimo da demanda
por sistemas de alto desempenho e, conseqüentemente, a maior competitividade. Diversas tecnologias são desenvolvidas
em busca de soluções dos problemas específicos para cada área. Com o advento da lógica nebulosa, foi possível o
desenvolvimento de um método capaz de trabalhar com as imperfeições e não-linearidades do mundo real (Takagi &
Sugeno, 1985). Os sistemas nebulosos, cuja estrutura fornecem uma maneira intuitiva para projetar blocos de funções para
sistemas de controle inteligentes, detecção avançada de falha e outras aplicações complexas, permitindo aos engenheiros e
projetistas de controle a liberdade de explorar seus conhecimentos empíricos e heurísticos representando-os em regras
“SE-ENTÃO” e transferindo isto para um bloco de função (Carr & Shearer, 2007). A utilização de regras nebulosas
(variáveis lingüísticas) confere ao sistema de controle várias vantagens, como simplificação do modelo do processo,
melhor tratamento das imprecisões inerentes aos sensores utilizados, facilidade na especificação das regras de controle,
satisfação de múltiplos objetivos e incorporação do conhecimento de especialistas (Ibrahim, 2003). Esta tecnologia de
sistemas inteligentes pode ser utilizada para a implementação de controladores, aplicados nos mais variados tipos de
processos (Kovacic e Bogdan, 2006). Ainda, devido às suas características, pode ser utilizada para o controle de processos
industriais com características não-lineares entre as variáveis, garantindo estabilidade, robustez e alto desempenho na
malha de controle (Ogata, 1998; Liu, Zhang e Rao, 2004; Tanaka e Sugeno, 1992).
Neste artigo é proposta uma abordagem para o projeto de controle PID nebuloso robusto baseado nas especificações
das margens de ganho e fase no domínio do tempo contínuo. Uma formulação matemática fundamentada na estrutura do
modelo nebuloso de Takagi-Sugeno bem como na estratégia de compensação paralela e distribuída é apresentada.
Fórmulas analíticas foram deduzidas para os parâmetros dos controladores PIDs pertencentes à base de regras do
controlador nebuloso, a partir dos parâmetros do modelo nebuloso da planta. Resultados para o controle de um
55
ISSN: 2317-7403
manipulador robótico, a partir da metodologia robusta proposta, são também apresentados. O artigo está organizado como
segue: Na seção 2 são apresentados o modelo TS, a estratégia PDC, a formulação baseada nas margens de ganho e fase e
análise de robustez. Na seção 3 são apresentados os resultados experimentais para a metodologia proposta e na seção 4 são
apresentadas as considerações finais.
2. MODELO NEBULOSO ROBUSTO TAKAGI-SUGENO
2.1 Modelo nebuloso TS a planta a ser controlada
O sistema de inferência nebuloso Takagi-Sugeno (TS) para um processo de primeira ordem,
nos parâmetros (LPV), apresenta na i
i 1, 2,...,l 
G p s  , linear e variante
-ésima regra, sem perda de generalidade, a seguinte estrutura:
K ip  sL
~
i
i
~
i
e
(R ): SE  É Fk ~ E K p É G ~ ENTÃO G p s  
i
k K
i
(1)
1  s
p
onde L é o tempo de atraso da planta. A constante de tempo ~ e o ganho
~
K p , representam as variáveis lingüísticas do
antecedente. Os seus universos de discurso são, respectivamente, U~ e U K~ particionados pelos conjuntos nebulosos
p
representando os termos lingüísticos correspondentes. A variável ~ pertence ao conjunto nebuloso
 Fi definido por uma função de pertinência
k ~
~i : R  [0,1], com

i
i
i
i
 Fi ∈ 
 F1 ~ ,  F2 ~ ,  F3 ~ , ... ,  Fp~ ~  , onde p~ é o




k ~
número de partições do universo de discurso associado à variável lingüística ~ . A variável
nebuloso G i ~
k K
com um valor
p
 i
i
i
i
G ~ , G ~ , G ~ , ... , G
2 Kp
3 Kp
p~
 1 K p
Kp
~
lingüística K p . O grau de ativação


~
hi ~, K p  Fi
onde ~  e
k ~
 Gi
Gi
~
k Kp
Fki ~ com um valor
~
K p pertence ao conjunto
definido por uma função de pertinência  Ki~ : R  [0,1], com
p
Gi
~
k Kp
∈

 , onde p K~ p é o número de partições do universo de discurso associado à variável
~
Kp 

hi para a regra i é dado por:
(2)
~
k K p
~ 
K p são algum ponto em
U~ e
U K~ p , respectivamente. O grau de ativação normalizado para a regra i é
definido como:


~
hi ~, K p
~
~
i  , Kp  l
~
 hr ~, K p




(3)
r 1
Esta normalização implica em
56
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~
  ~, K   1
l
i
i 1
(4)
p
Portanto, o modelo nebuloso TS do processo LPV de primeira ordem, é uma soma ponderada dos sub-modelos
lineares locais:




l
K ip sL
~
~
~
~
Gp  , K p , s    i  , K p 
e
1  s i
i 1
(5)
2.2 Modelo Nebuloso TS do controlador baseado em modelo
O sistema de inferência nebuloso TS proposto para o controlador baseado em modelo,
definição de compensação paralela e distribuída, apresenta na j
 j 1, 2,...,l 
Gc s  ,
considerando-se a
-ésima regra, sem perda de generalidade, a
seguinte estrutura:
~


Fk j~ E K p É Gkj K~ ENTÃO Gcj s   K j 1  1 j 
(Rj): SE ~ É
C
p
O grau de ativação


~
h j ~, K p   Fj
onde ~  e
k ~
hj

(6)
sTI 
para a regra j é dado por:
 Gj
(7)
~
k K p
~ 
K p são algum ponto em
U~ e
U K~ p , respectivamente. O grau de ativação normalizado para a regra j é
definido como:


~
h j ~, K p
~
 j ~, K p  l
~
 hr ~, K p



(8)

r 1
esta normalização implica em
~
  ~, K   1
l
j
j 1
(9)
p
Logo, o modelo nebuloso TS para o controlador baseado em modelo é uma soma ponderada dos sub-controladores
lineares locais:




l

1 
~
~
Gc ~, K p , s    j ~, K p  K Cj 1  j 
j 1
 sTI 
(10)
O modelo nebuloso no ramo direto da malha-fechada, considerando-se o processo e o controlador, a partir das
equações (5) e (10), respectivamente, é
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

j
i
j
l
l
~
~
~
~  K K p 1  sTI  sL 
Gc ~, K p , s  G p ~, K p , s    i ~, K p  j ~, K p  C j
e 
i
i 1 j 1
 sTI 1  s


 


 



(11)
2.3 Margens de ganho e fase no contexto nebuloso
Após a definição de Gp(s) e Gc(s), definem-se, agora, as margens de ganho e fase por Am e φm, respectivamente. Das
definições básicas de margens de ganho e fase, são obtidas as seguintes equações,
 

 
~
~
arg Gc ~, K p , j p  G p ~, K p , j p  
(12)
1
~
~
~
Gc  , K p , j p  G p ~, K p , j p
(13)
Am 


~
Gc ~, K p , j g
 

 G ~, K~ , j   1
p
p
 
(14)
g

 
~
~
m  arg Gc ~, K p , j g  G p ~, K p , j g  
(15)
onde a margem de ganho é dada pelas equações (12) e (13) e a margem de fase pelas equações (14) e (15),
respectivamente. A freqüência
fase e a freqüência
g
 p , na qual a curva de Nyquist tem uma fase de –π, é a freqüência de ultrapassagem de
, na qual, a curva de Nyquist tem uma amplitude de 1 é a freqüência de ultrapassagem de ganho.
Substituindo-se a equação (11) em (12) – (15) tem-se que
 l


l   arctan  pTIi  arctan  p i    p L  
2
 i 1






 K ip  K cj
  pT j
I

  i ~, K p   j ~, K p  
l
l
~
~
i 1 j 1
l
l
(17)
1
Am 

~
 
~

 K ip  K cj  

j  
  g TI  

m  l   arctan  g T i   arctan  g i  
l
 i1
I
 T   1 
    1 
 

 
 
  i ~, K p   j ~, K p  
i 1 j 1
(16)
j 2
p
I
i 2
p
 T   1   1
    1 
(18)

(19)
j 2
g
I
i 2
g

  g L  
2

Para um processo K p , , L  e especificações  Am, m  , as equações (16) a (18) podem ser resolvidas, para os
parâmetros do controlador Kc , Ti  e freqüências de ultrapassagem  p , g  , numericamente, mas não analiticamente, por
causa da presença da função arctan. Todavia, uma solução analítica aproximada pode ser obtida se nós fizermos a seguinte
a aproximação para a função arctan:
58
ISSN: 2317-7403
1
 4 πx
arctan x  
1 π - π
 2 4 x
 x  1,
( 20)
 x  1,
A identidade
 x  1
1
1
π - arctan
2
x
arctan x 
( 21)
É usada na (20) quando x  1 .
A solução numérica das equações (16) a (19) mostram que para L   0.3, Ti   , e para L   0.3, x  1, onde
é um de  pTi ,  p , gTi e g . A aproximação dada por (20) para o caso x  1 é bem melhor que o caso x  1 . Isso
x
ajuda a aproximar (17) e (18) como:
i
j
~
~ Am  K p  K c
~
~
i  , K p  j  , K p 


 p   i
i 1 j 1
l

l
 

 1




(22)

K K
~
~
 1
 i ~, K p   j ~, K p  

  g  i 
i 1 j 1


l

l
 

i
j
p
c
(23)
respectivamente. A quantidade dimensional L  , a qual é utilizada para caracterização do processo, é definida como tempo
de atraso normalizado. (21) Utilizando a aproximação em (20) para a função arctan, as equações (16) e (19) podem ser
aproximadas como:
 l  



l   

   p L   
i
i


 pT I 2
 i 1  4 p


(24)
 




   g L   
i
i


 gTI 2

 i 1  4 g
l
 m  l   
(25)
respectivamente.
Finalmente, as relações matriciais para K c e Ti , nas equações (22) e (24), são:
 l
  i
 i 1

 l
  i
 i 1
 K ip 

i 


i


K
~
~, K p  ip 
 


~, K~  
p


 K ip 
 
i 
i 1


i
l


K
~
 i ~, K p  ip    

 
i 1


~
  ~, K  
l
i
p



 K ip   ~, K~
 1
p

i 
i 1
0

  

l
Ki  
0
~, K~  p  



i
p

i
0
   
i 1


~
  ~, K  
l
i
p



0
~
~
1  , K p
0
0


0
0

0 l
0
0
0
~
~, K p

  K 1c 
  2   p

  K c    A 
m
    

  l   g 
K
  c 
(26)

e
 
l 4
p

l 
 4 g


4 p

l
4 g
l
1
   T    l  l      L  l  1 


 

p
i 
1

4 p  T 2   
i 1  4 p 




      l   
 l








l



L



l

1

p
m
4 g   T l 1     4  i 

1
 l
I
(27)
I

I


i 1

g


59
ISSN: 2317-7403
onde
1
Amm  π Am  Am  1
2
p 
Am2  1 L


(29)
2.4 Análise de Estabilidade e Robustez
Para o projeto do controlador nebuloso robusto baseado em modelo, a partir das equações (26)-(27), respectivamente,
e de acordo com as especificações de margens de ganho e fase, são propostos os seguintes axioma e teoremas:
Axioma 1. Os sub-modelos na base de regras do modelo nebuloso TS da planta a ser controlada deve ser
necessariamente estáveis;
Teorema 1. Cada sub-controlador PI Robusto da base de regras do controlador nebuloso robusto, garante as
especificações de margem de ganho e fase para o respectivo sub-modelo na base de regras do modelo nebuloso TS da
planta a ser controlada;
Prova. O grau de ativação normalizado, em um dado ponto de operação, para a base de regras do controlador PI
nebuloso robusto, é,
~
 ~, K   1
l
j
j 1
(30)
p
Para l regras ativadas, nós temos,
 1 ~, K p    2 ~, K p      l ~, K p   1
~
~
~
(31)
Considerando, em um dado momento, a ativação total de uma simples regra p, onde 1  p  l , com l corresponde ao
total do número de regras da base de regras de do controlador PI nebuloso robusto, nós temos,


~
0     p ~, K p  0    0  1
~
 p ~, K p  1


(32)
(33)
Baseado na estratégia de compensação paralela e distribuída, na qual o controlador PI nebuloso robusto e o modelo
nebuloso da planta a ser controlada possuem o mesmo antecedente, tem-se que,

 P



 P

 K pp 
  
P
p



p
~ K 
~, K p  pp    P
 


 K pp  0
 
p
  0  P

  0
p 
~  K p   
~
 ,Kp
  p  

 0
~, K~  
~, K~  


p

p

0
~, K~ 
p
0

0
0
0
0

0





0  0 
0  K cp    p 
0   0    Am 

 
 
      g 
0  0 
(34)
Resolvendo para K C , nós temos
~ K
 p ~, K p   pp



p
~
p
   ~, K
p  Kc 
 p
Am

(35)
~ K
 p ~, K p   pp



~
p
   ~, K
p  K c  g
 p

(36)


p

 
e,


p

 
60
ISSN: 2317-7403
Isolando,
K cp
na equação (35), tem-se que,
  p   

1

K cp   p  p 
2
~
 K  Am   p  , K p  


 p
(37)
Logo, para a obtenção do parâmetro TI , em um dado momento, como definido anteriormente, nós temos,
 0 
   p 1   l      L      
 


l

l
T
p
 
 4  p
2 
p   I  

 p
 p
 0 



l
 l     l      L        
 g

g
m


p
g 
 

2 

 0    4 g

 
e, resolvendo para
l
(38)
T pI , temos
 
 1

 p  l 
 pL    
p

p T
2 
 4 p
(39)
 
 1

 p  l 
  g L      m
p
 4 
g T
2 
 g
(40)
I
e,
l
I
Isolando m na equação (40), temos que,
 
 1

m  l  


 g L    
 4 g p  g T p
2 
I

(41)
Substituindo a equação (35) na equação (22), temos,
p
p
1
~
~  K Am     p
 p ~, K p   p ~, K p   p


   p   K p Am  p ~, K~ p   p ~, K~ p

 

 

p
p

 


 1


(42)
Logo,
Am  Am
(43)
Considerando, também, em um dado momento, a ativação total de uma simples regra p, como definido previamente,
na equação (25), temos que,
 




  g L   
 4 g p  gT p 2

I


m  l  
(44)
Comparando (44) com a equação (41), nós temos
m  m
(45)
61
ISSN: 2317-7403
A partir desta análise, pode-se concluir que o controlador PI nebuloso robusto, garante as especificações de margem
de ganho e fase para o modelo nebuloso da planta LPV a ser controlada, de acordo com o axioma 1, como desejado.
Teorema 2. Cada sub-controlador PI nebuloso robusto na base de regras do controlador nebuloso robusto, garante a
estabilidade para todos os sub-modelos da planta LPV na base de regras do modelo nebuloso da planta ser a controlada.
Prova: Para a malha de controle, tem-se a seguinte função de transferência para a malha fechada,




~
~
Gc ~, K p , s  G p ~, K p , s
~
GMF ~, K p , s 
~
~
1  Gc ~, K p , s  G p ~, K p , s






(46)
que é,
~
~
  ~, K  ~, K K
l
GMF


~
~, K p , s 
l
i 1 j 1
i
p
j
p
j
C

~
~
  ~, K  ~, K sT 1  s   K
l

K ip 1  sTI j e  sL
l
j
i
i 1 j 1
p
j
p
i
I
j
C
 

K ip 1  sTI j e  sL
(47)
Para que o sistema, com o controlador PI nebuloso robusto, seja estável, a equação característica da função de
transferência em malha-fechada, deve possui raízes (pólos) no semi-plano esquerdo do plano-s (parte real negativa).
Portanto,
l
l
~
~
 ~, K  ~, K  iT j s 2  e  sL T j  K j T j K i s  e  sL K j K i  0
 
i
i 1 j  1
p
 
j
p


I
I
C
I
p


C
p

(48)
Pela aplicação do Critério da Estabilidade de Routh (Franklin et al., 1986) em (48), temos ,
s2
T
s1
I
 iTI j
j
 K Cj TI j K ip
s0

K Cj K ip
0
K Cj K ip
(49)
Logo, para que o sistema seja estável, é necessário que todos os termos da primeira coluna sejam positivos:
 iTI j  0
T
I
j
(50)

 K CjTI j K ip  0
(51)
K Cj K ip  0
(52)
Uma vez que os parâmetros dos sub-modelos estáveis na base de regras do modelo nebuloso da planta a ser
controlada (  i e
K ip ), de acordo com o axioma 1, são valores positivos, e as especificações de margem de ganho e fase
( Am e m ) são , também, valores positivos, resulta que, baseado nas equações (26)-(28), os valores dos parâmetros do
K cj
j
e TI ) são positivos. Portanto, a partir das equações (50)-(52), pode-se concluir
que cada controlador na base de regras do controlador nebuloso robusto, garante a estabilidade para todos os sub-modelos
da planta na base de regras do modelo nebuloso da planta a ser controlada, como desejado.
controlador PI nebuloso robusto (
3. RESULTADOS EXPERIMENTAIS
Um manipulador robótico é um sistema mecânico composto por um ou vários links conectados em uma configuração
em cadeia, com rotação ou grau-de-liberdades em cada junta (a conexão entre dois links). Este sistema é utilizado na
mesma função como um braço humano e, portanto, é por vezes referido como um braço mecânico (ou braço robótico). A
equação do movimento para este manipulador robótico é não-linear. Controladores não-lineares para este tipo de sistema
são normalmente difíceis de serem projetados (principalmente com o aumento do número de graus de liberdade), por
vezes muito complexos para implementação prática, ou sem robustez o suficiente para tolerar qualquer erro nas
62
ISSN: 2317-7403
considerações comumente realizadas na modelagem clássica. A equação dinâmica do manipulador robótico, ilustrado na
Figura 1, é dada por:
Figura 1. Manipulador Robótico.
ml 2  d  mgl sin( 2 )  u
(53)
com, m = 1 kg, massa, l = 1 m, comprimento do braço do manipulador, g = 9.81 m/s2, constante gravitacional, d = 1
kgm2/s, fator de amortecimento, u =variável de controle (kgm2/s2). Onde a entrada u(t) é o torque aplicado ao
manipulador e a saída é a posição angular, θ, do braço do manipulador robótico.
O manipulador robótico será excitado com um sinal chirp. O qual é uma senóide com uma frequência gradualmente
crescente, conforme mostrado na Figura 2 (esquerda). Assim, pode-se excitar diversas faixas de regime dinâmico,
conforme uma frequência desejada. Este sinal pode ser gerado da seguinte forma (SERRA, 2005):
k  inicial 
k
( final  inicial )  0
N
(54)
onde wk é a frequência do sinal senoidal com valor inicial winicial e o valor final wfinal, N é o total de amostras, k é o
instante discreto no tempo, e u(k) é o sinal de entrada com valor incial u(0), A é a amplitude da senóide e Ts é o valor do
período de amostragem. A saída resultante para esta entrada é ilustrada na Figura 2 (direita).
A partir do conjunto de dados de entrada e saída obtidos para o manipulador robótico, aplicou-se o algoritmo de
agrupamento nebuloso Gustafson-Kessel, com grau fuzificação m = 2, critério de tolerância 0.001 e o número de clusters
igual a 2.
Figura 2. Sinal de entrada (à esquerda) e saída (à direita) para o manipulador robótico.
Os clusters referentes aos dois sub-modelos locais equivalentes aos dois funcionais no conseqüente das regras
nebulosas TS. Os graus de pertinência do antecedente são obtidos diretamente a partir do espaço-produto das variáveis do
antecedente, e os parâmetros do consequente foram estimados a partir do método dos mínimos quadrados. Utilizando o
método de identificação baseado em agrupamento nebuloso, as seguintes regras nebulosas foram extraídas a partir dos
dados de entrada e saída:
63
(R1): SE
~
 (t ) É
(R2): SE
~
 (t ) É
ISSN: 2317-7403
1
Ak1 ~ ENTÃO G p s  
2
Ak2 ~ ENTÃO G p s  
0.9059
e 0.1s
s  0.2062s  7.757
(55)
0.9812
e 0.1s
s  0.4729s  8.325
(56)
2
2
onde o tempo de atraso adotado para o processo a ser controlado foi de L = 0.1 s.
Baseado na estratégia PDC, cada regra de controle na base de regras do controlador nebuloso robusto, baseado em
modelo, é projetada a partir de cada regra correspondente para o modelo nebuloso TS do sistema dinâmico a ser
controlado. Considerando as expressões analíticas para projeto dos parâmetros do controlador nebuloso robusto baseado
em modelo, as seguintes regras compõem a base de regras nebulosas TS para o controlador:
(R1): SE
~
 (t ) É
30.44s 2  57.29s  3.53
Ak1 ~ ENTÃO Gc1 s  
15.68s
(57)
(R1): SE
~
 (t ) É
14.10s 2  27.43s  3.25
Ak2 ~ ENTÃO Gc2 s  
7.89s
(58)
Após a obtenção dos sub-controladores que compõem a base de regras do controlador nebuloso robusto, uma análise
comparativa entre os resultados obtidos para a metodologia proposta nesta trabalho e outras duas metodologias propostas
por (Teixeira e Zak, 1999) e (Wang, Tanaka e Griffin, 1996), amplamente citadas na literatura, são mostrados na Tabela 1.
Tabela 1. Análise comparativa - Margens de ganho e fase, e parâmetros do controlador nebuloso robusto baseado em modelo.
Especificações para as margens de ganho e fase: Am=7.80 e φm=55.5º
Am*
 m*
SUB-MODELO NEBULOSO
METODOLOGIA
Kp
Ki
Kd
Proposta
neste
trabalho
7.93
49.16
3.53
15.68
0.55
0.9059
G1p s   2
e 0.1s
Teixeira e Zak (1999)
1.69
26.91
s  0.2062s  7.757
Wang, Tanaka e Griffin (1996)
1.83
22.89
Proposta neste trabalho
8.00
55.21 3.25 7.89 0.55
0.9812
G p2 s   2
e 0.1s
Teixeira e Zak (1999)
2.92
31.23
s  0.4729s  8.325
Wang, Tanaka e Griffin (1996)
1.33
16.92
-
Conforme observado na Tabela 1, as margens de ganho e fase, obtidas por meio da metodologia proposta neste trabalho,
estão bem próximas do valor especificado para as mesmas. Enquanto que as margens de ganho e fase obtidas por Teixeira
e Zak (1999) e Wang, Tanaka e Griffin (1996), apresentam resultado bem inferior.
A Figura 3 ilustra a eficiência da metodologia proposta neste trabalho, no domínio do tempo, quando comparada com
Teixeira e Zak (1999) e Wang, Tanaka e Griffin (1996). Observa-se que, mediante a uma variação, no valor de 1, 58, em
módulo, no instante t = 40 s, no ganho do sistema dinâmico a ser controlado, além da metodologia proposta neste
trabalho, apenas a metodologia proposta por Teixeira e Zak (1999) garante a estabilidade do sistema dinâmico a ser
controlado (Figura 6(a)-(c)). Ao aumentar a variação no ganho do sistema dinâmico para 2, 10, em módulo, a única
metodologia que garante a estabilidade da malha de controle é a proposta nesta dissertação, conforme pode ser observado
nas (Figura 6(d)-(f)).
Verificando a resposta em frequência para cada um dos controladores locais, juntamente com os sub-modelos
nebulosos TS do sistema dinâmico a ser controlado, observa-se que as margens de ganho e fase, além de mais próximas
das especificações de projeto, são maiores que as obtidas nas metodologias propostas por Teixeira e Zak (1999) e Wang,
Tanaka e Griffin (1996). O que mostra que cada controlador local garante, não somente a estabilidade do sistema
dinâmico, mas as margens de ganho e fase especificadas.
64
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Figura 3. Sinal de Desempenho do controle de posição angular do manipulador robótico considerando uma variação
no instante t = 40s de 1.58, em módulo para: (a) Metodologia proposta neste trabalho; (b) Metodologia proposta por
Teixeira e Zak (1999); Metodologia proposta por Wang, Tanaka e Griffin (1996). Considerando uma variação de 2, 10,
em módulo, para: (d) Metodologia proposta nesta dissertação; (e) Metodologia proposta por Teixeira e Zak (1999); (g)
Metodologia proposta por Wang, Tanaka e Griffin (1996).
Figura 4. Comparação entre as respostas em frequência: (a) Curvas de ganho para sub-modelo 1; (b) Curvas de fase
para sub-modelo 1; (c) Curvas de ganho para sub-modelo 2; (d) Curvas de fase para sub-modelo e. Legenda: Preto Metodologia proposta, Azul - Teixeira e Zak (1999) e Vermelho - Wang, Tanaka e Griffin (1996).
4. CONCLUSÕES
Nesta trabalho, além da metodologia para modelagem de sistemas dinâmicos com atraso de tempo, utilizando
modelos nebulosos TS, desenvolveu-se uma metodologia de controle baseada em modelo. Esta proposta, aplicada a um
sistema não-linear, demonstrou robustez, conforme especificado, diante de variações paramétricas no sistema dinâmico
real a ser controlado. Tal incerteza, caracterizada como estruturada, somada ao atraso de transporte existente, foi
suficiente para desestabilizar os controladores, baseados em modelo nebuloso, propostos por dois autores amplamente
citados na literatura, para o assunto em. questão.
Dentre as principais conclusões sobre a metodologia de controle proposta nesta Dissertação, a partir da análise
realizada, podemos ressaltar as seguintes considerações: (1) Fornece uma formulação matemática, em termos de função de
transferência, fundamentada na estrutura do modelo nebuloso de Takagi-Sugeno, bem como na estratégia de compensação
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ISSN: 2317-7403
paralela e distribuída, para análise e síntese de controle nebuloso robusto baseado em modelo; (2) Permite a analise das
condições de estabilidade e robustez, para o projeto do controlador nebuloso, baseado nas especificações de margens de
ganho e fase; (3) Demonstra fórmulas analíticas para o cálculo dos parâmetros dos sub-controladores, na base de regras do
controlador nebuloso robusto, de acordo com os parâmetros do modelo nebuloso do sistema dinâmico a ser controlado.
.
5. REFERENCIAS
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ISSN: 2317-7403
CONTROLE E SUPERVISÃO RESIDENCIAL UTILIZANDO A
PLATAFORMA ARDUINO
Franks Deylon S. Rosa, [email protected]
Maycon J. Costa Mesquita, [email protected]
Patrício Moreira de Araújo Filho, [email protected]
1.Faculdade Pitagoras de São Luís, São Luís MA.
2. Universidade CEUMA, São Luís – MA.
3. Coordenação de Pesquisa e Extensão - Faculdade Pitágoras de São Luis - Ma
Resumo: As possibilidades de comunicação e automação proporcionadas pela internet têm evoluído bastante, juntamente
com o avanço de suas tecnologias de acesso. Dessa forma, torna-se possível a criação de ferramentas para melhorar e
facilitar a vida em ambientes domésticos, através da informatização e automação de diversos processos. Com isso, o
objetivo desta pesquisa é propor um sistema capaz de automatizar o acionamento de equipamentos domésticos através da
internet, em uma plataforma de hardware livre. A interface gráfica será desenvolvida em HTML e por se tratar de uma
linguagem de marcação universal, poderá ser utilizada nos mais diversos tipos de dispositivos. Servindo de amostra, será
controlando e supervisionado uma casa com quatro cômodos comuns, sendo que cada cômodo possuirá uma lâmpada
fluorescente compacta. O ideal é que o cliente possa estar a par de cada acionamento que o mesmo faça, sendo
necessário, um sistema supervisório que indicará por meio de botões, o estado em que cada lâmpada se encontra em
tempo real.
Palavras – Chave: Internet, Automação Residencial, Arduino.
Abstract: The communication possibilities and automation offered by the Internet have evolved a lot, together with the
advancement of their access technologies. Thus, it becomes possible to create tools to improve and make life easier in a
domestic environment through computerization and automation of various processes. Thus, the objective of this research
is to propose a system to automate the activation of domestic appliances over the internet, in an open hardware platform.
The graphical interface will be developed in HTML and because it is a universal markup language, can be used in many
different types of devices. Serving as a sample, a house with four common rooms will be supervised and controlled and
each room will have a compact fluorescent lamp. The ideal is that the customer to be aware of each drive, requiring a
supervisory system that will indicate the stat lamp in real time by buttons.
Keywords: Internet, Home Automation, Arduino.
1. INTRODUÇÃO
O surgimento da automacão residencial se deu depois de seus similares nas reas industrial e comercial. Em primeiro
lugar, desenvolveu-se a automacão industrial, ligada ao controle e supervisão das linhas de producão, a fim de obter um
rápido retorno economico. Em seguida, surgiu a automacão de edifícios comerciais, mais voltada s reas patrimonial e
institucional. E com todo esse avanco tecnol gico, a automacão comecou a ganhar diferentes ramos. Um novo ramo da
automacão é a automacão residencial. (BOLZANI, 2004)
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ISSN: 2317-7403
Com o crescente aumento da violência nas cidades, a população tenta, na medida do possível, trazer para dentro de
suas casas segurança, conforto e diversão para que não seja necessária a exposição a riscos prováveis. Os sistemas de
automação residencial desenvolvidos atualmente priorizam este conforto de uma maneira simples e amigável para o
usuário.
O objetivo da automacão residencial é a integracão de tecnologias de acesso informacão e entretenimento, com
otimizacão dos neg cios, da internet, da seguranca, além de total integracão da rede de dados, voz, imagem e multimídia,
possibilitando o controle e o acesso aos equipamentos instalados na residencia, de dentro ou de fora da mesma. Aliás,
praticidade é uma das palavras mais ouvidas quando se fala em automação residencial, sendo que a comodidade e o
conforto, consequentemente, também estão entre os vários benefícios dos sistemas de automação residencial
(WORTEMEYER, 2005).
Contudo, gracas dr stica reducão dos precos no hardware eletronico, tornou-se possível utilizar sensores e atuadores
com inteligência suficiente para implementar "uma rede local" de controle descentralizado.
A internet se tornou uma ferramenta indispensável no dia-a-dia de empresas e de pessoas, as possibilidades de
comunicação e automação proporcionadas por ela têm evoluído bastante, juntamente com o avanço de suas tecnologias de
acesso. Através da internet é possível executar diversas tarefas remotamente. Inclusive, alguns sistemas computacionais,
permitem acesso remoto a um computador como se o mesmo se encontrasse disposto localmente. Esse tipo de acesso
possibilita a execução de programas remotos em uma arquitetura semelhante à conhecida como cliente/servidor. Nesta
arquitetura, um dispositivo remoto (cliente) solicita o acesso a alguma funcionalidade de outro dispositivo local (servidor).
Após isso, então, o dispositivo remoto passa a ser requisitado pelo dispositivo local. Esse tipo de comunicação pode ser
facilmente executado em pontos geográficos distintos, por emio da internet.
O papel proposto pela automação vai muito além do aumento da eficiência dos equipamentos e da qualidade de vida
no âmbito residencial, pois está intimamente ligada ao uso eficaz da energia, sendo importante para a economia e,
portanto, para o meio ambiente. Pode-se observar que uma necessidade atual é a automação de equipamentos eletrônicos
de forma remota. Como, por exemplo, ligar e desligar uma lâmpada ou outros equipamentos que ocasionalmente tenham
sido esquecidos ligados em uma residência por meio de comandos executados através da internet. (DORF, 2009)
2. MATERIAIS E MÉTODOS
O sistema baseia-se em uma interface Web, desenvolvida em HTML, responsável por fornecer a interação do usuário
com sua residência por meio de um computador e uma plataforma Arduino. Para ter acesso a esse sistema, o usuário deve
realizar o login por meio de uma página em um servidor local, implementada em PHP, responsável pela autenticação e
validação do usuário. Essa autenticação é feita por meio de consultas ao banco de dados MySQL do sistema proposto.
A aplicação prática deste projeto visará o melhor controle de qualquer dispositivo elétrico independente do local em
que o mesmo esteja. Poderá ser visto que o controle remoto via internet, pode, em fração de segundo, quebrar a barreira
do espaço. Deve-se notar a grande importância do avanço tecnológico para com esse projeto. Se não fosse por isso,
provavelmente, tarefas como as que serão descritas, não seriam feitas com tanta praticidade.
A intenção do projeto é melhorar a qualidade de vida das pessoas e evitar o gasto desnecessário de energia elétrica.
Em poucas palavras, pode-se dizer que o projeto a ser apresentado, consiste em: controle de dispositivos através de
qualquer dispositivo móvel. Ou seja, pode-se facilmente ligar uma lâmpada ou qualquer outro aparelho elétrico com
apenas um click. Claro que para um controle local, por meio de interruptores, se faz necessário algumas adaptações.
O item indispensável que fará a intermediação entre o acionamento e a lâmpada é uma interface conhecida como
Arduino. Por isso há a necessidade de um enfoque especial a ele e suas extensões.
O Arduino é uma plataforma open-source de protótipos eletrônicos baseados em hardware e software flexível de fácil
utilização. Sua interface pode perceber o que ocorre em alguns ambientes recebendo sinais digitais ou analógicos a partir
de uma variedade de sensores. Pode-se também, modificar o estado de um determinado ambiente, seja controlando luzes e
até mesmo abrindo portas e/ou portões eletronicos (MCROBERTS, 2012).
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Figura 1 – Arduino UNO
Na aplicação proposta será utilizado um Arduino, Figura 1, que será capaz de interpretar as requisições vindas do
usuário. Após esse processo de interpretação, o Arduino realizará a ação o que lhe foi solicitado e enviará uma mensagem
de forma a mostrar ao usuário a atual situação em que se encontram os dispositivos eletroeletrônicos. Assim pode-se estar
ciente, em tempo real, se um dispositivo está na condição ligado ou desligado. Vale ressaltar que o fluxo de dados pode
ocorrer no sentido contrário também pode ser feito, basta para isso que o Arduino, por exemplo, envie em números
binários um correspondente a temperatura em graus Celsius de um certo ambiente via servidor local ou um determinado
site. Neste caso, o processo básico de interpretação estaria no servidor ou no navegador utilizado pelo usuário.
A plataforma Arduino não é totalmente responsável pela transmissão e recepção das informações através da internet.
Na verdade, a parte de comunicação entre um servidor remoto e o Arduino é intermediado por um outro hardware,
denominado Módulo de Internet ou Shield de Ethernet.
Figura 2 – Módulo de Internet
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O Shield de Ethernet, mostrado na figura 2, pode ser facilmente acoplado a estrutura do Arduino, permitindo assim, a
reutilização dos seus diversos pinos de entrada e saída. O modelo desse Shield de Ethernet é composto basicamente por
um microchip w5100 capaz de transformar um servidor web local em um servidor remoto caso seja necessário. Podendo
este funcionar tanto em modo cliente quanto em modo servidor. Caso esteja funcionando em modo cliente, este tem a
capacidade de obter informações provindas de um servidor, tornando-o receptivo a qualquer requisição externa.
(BARBOSA, 2010).
No caso de funcionamento em modo servidor, este possui a capacidade de se tornar um emissor de requisições,
podendo qualquer cliente se conectar e estar a par de informações como, por exemplo, saber se uma lâmpada está ligada, a
temperatura de um ambiente etc.
No projeto proposto, a função da plataforma Arduino é de enviar e receber informações ao mesmo tempo. Assim,
quando o sistema de controle é acessado, o módulo precisa interpretar o acesso do usuário e pedir ao arduino o estado
lógico dos dispositivos. Estando com esses dados, o módulo envia para o computador do usuário, que por sua vez terá a
função de indicar graficamente o estado dos dispositivos.
Quando o usuário envia um comando de acionamento para o módulo de internet, inicia-se o processo de interpretação
pelo módulo e depois a informação é repassada ao arduino, que então acionará o dispositivo selecionado.
Vale ressaltar, que, a ponte entre o click do usuário e o shield de ethernet, é feita pelo PHP, que é uma linguagem de
programação que depende de um servidor para funcionar. O que nos faz dependentes de um servidor funcionando 24
horas por dia.
O PHP é uma linguagem de servidor muito rica em recursos. Ela é open-source e por ser uma linguagem de fácil
aplicação é bastante usada por programadores web. (MELONI, 2000).
Como já citado, o PHP é processado em servidor e retornado ao cliente. Pensando nisso foi elaborado um método de
conexão entre o PHP e a parte elétrica. E essa comunicação é feita pelo protocolo TCP/IP por via de SOCKET.

TCP/IP: É um conjunto de protocolos de comunicação entre computadores em rede. Ele é responsável pela
conexão de computadores via internet. (FOROUZAN, 2009)

SOCKET: É usado em ligações de redes de computadores para estabelecer um elo bidirecional de
comunicação entre dois dispositivos que utilizam o mesmo protocolo e que estão ligados na mesma rede.
(ALVES, 2012)
Desta forma precisa-se de um IP (identificação do dispositivo) e de uma porta (identificação de protocolo) liberada
para fazer a conexão entre ambos (Arduino e php). O IP será o do provedor onde está conectado o Arduino, e a porta
deverá estar aberta para envio e recebimento de informações. Neste projeto fez-se uso da porta 22, pois tanto no servidor
que o PHP estava, quanto no Arduino, ela se encontrava disponível para comunicação completa (escrita e leitura). Depois
de escolhido o IP e a porta, é só configurar o socket. O PHP possui funções específicas para isso. Possui tanto para escrita
ou leitura de dados pelo socket.
Quando o PHP receber as informações válidas, ele gerará um código de semântica HTML, que poderá, graficamente,
informar ao usuário o que está acontecendo. No caso, mostraria se tal dispositivo está ligado ou não. Tornando a
interatividade possível e viabilizando o uso do sistema remoto.
O arduino não tem capacidade de alimentar um dispositivo de potência (lâmpadas, eletrodomésticos). Neste caso,
precisa-se do chaveamento. O mesmo é o acionamento de dispositivos de baixa tensão, 50 – 1000 Volts, (lâmpadas,
motores), por dispositivos de Extra-baixa tensão, menor que 50 Volts, (Arduino, microcontroladores).
Para fazer o chaveamento dos dispositivos, foi necessário o uso de um relé. O relé é um interruptor eletromecânico
sensível à corrente elétrica e quando lhe é posto uma tensão ideal a ponto de causar um certo campo magnético, uma
alavanca é disparada, fechando o circuito interno e ligando determinado dispositivo (CUNHA, 2009).
Com o relé ligado no dispositivo a ser chaveado, já se tem o domínio de alta tensão. Com o Arduino ligado no relé, já
se tem o controle do chaveamento. O módulo de internet devidamente programado e acoplado no Arduino, tem-se a
capacidade de enviar e receber informações do servidor. Estando o PHP intermediando entre o cliente e o módulo de
internet, já se pode efetuar o acionamento completo.
3. IMPLEMENTAÇÃO E RESULTADOS
Inicialmente foi feita a implementação do sistema de controle em servidor local. Verificou-se então, que quando se
acionava os botões da página web, ocorria a perfeita simulação de um interruptor físico. Neste caso, foi constatado que é
possível ter controle de dispositivos elétricos através de uma página web.
71
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Figura 3 – Componentes para implementação do circuito de controle e supervisão proposto
Na figura 3 é demonstrado os componentes de hardware necessários para implementação do circuito de controle e
supervisão proposto. Também pode-se verificar a forma de como ocorre o fluxo de informação por meio destes
dispositivos. Inicialmente esse evento ocorre da seguinte forma, a informação de solicitação sai do notebook é transferida
ao hub wireless, que se conecta com o módulo de internet. Neste momento o Arduino realiza a interpretação dessa
instrução e após esse outro evento ocorre, acionando o relé, que por sua vez é responsável fisicamente pelo acendimento
ou pelo apagar da lâmpada.
Mesmo sendo demonstrado de forma genérica, vale salientar que o processo de comunicação entre os dispositivos não
tem a obrigatoriedade de ocorrer em um único sentido. Pois, além de enviar a solicitação de acionamento pretende-se
também verificar , sistema supervisório – página web, o estado em que se encontra o dispositivo que se pretende modificar
o seu estado (ligado/desligado). Desta forma, a partir da implementação do sistema de controle e supervisão para o
acionamento de uma lâmpada, pode-se ter uma visão mais abrangente da comunicação efetuada entre os dispositivos.
3.1 . Sistema de Controle e Supervisão
Como o intuito de supervisionar, criou-se um website capaz de atualizar as informações do estado do dispositivo
conectado ao Arduino. Na figura 4, pode-se verificar em um ambiente de simulação que quatro dependências de uma
residência (quarto, sala, varanda e cozinha) são colocadas em destaque, simbolizadas por um retângulo com seus nomes
inseridos nestes. A diferença de cores, verdes e vermelhas, caracterizam que os seus dispositivos estão em funcionamento
ou não.
Assumiu-se a cor verde para os dispositivos que estão em funcionamento e a cor vermelha para os dispositivos que
não estão em funcionamento, ou seja, pelo sistema web pode-se ter a noção do que está acionado ou não. Para mudar o
estado de funcionamento de qualquer um dos dispositivos, ligando ou desligando o equipamento, é necessário clicar em
um dos retângulos correspondente ao nome do ambiente que se deseja acionar ou não o equipamento.
Pelo ponto de vista do supervisório, a informação sai de uma interface no formato de um formulário HTML e é
enviada para o PHP que tem a função de servidor. Para que ocorrra o recarregamento rápido na página, o PHP se conecta
ao Arduino e envia os dados, após isto, lhe é requisitado o estado atual de cada dispositivo.
Pelo ponto de vista do sistema de controle, ao se clicar sobre um dos retângulos (dependências) do website é enviada
uma informação de solicitação que transita pela “rede” e ap s a sua mudança do estado efetuada pelo Arduino que esta
ligado por meio de um cabo de rede do tipo rj45, o sinal que sai do servidor chega ao módulo de internet através uma
conexão cliente/servidor. Existem leds no módulo de internet que indicam a entrada e saída de informações. A cada bit
que entra ou que sai, ocorre o acendimento deste. Desta forma, os dados de atualização fornecendo o novo estado do
dispositivo são reenviados para o servidor web.
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Figura 4 – Sistema Supervisório
Figura 5 – Sistema de Controle
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A instrução de acionamento é apenas interpretada pelo módulo de internet. O Arduino identifica o tipo de requisição
fazendo comparações utilizando a estrutura condicional de seleção if-else. Assim, já se tem idéia de qual a tarefa o usuário
deseja solicitar para que esta seja executada. Caso o usuário queira ligar ou desligar um dispositivo, um led indicador é
facilmente adaptado para que se possa ter noção do momento exato em que foi acionado certo dispositivo.
Depois do acionamento do dispositivo, o sinal percorre através de um dos pinos de saída do Arduino, até chegar no
relé responsável pelo chaveamento. Em caso de acionamento, o Arduino precisaria manter um sinal digital por todo
tempo, segurando a trava do relé e deixando o dispositivo acionado. Se o sinal parar, o relé abre o circuito interrompendo
a passagem de energia para o dispositivo elétrico. Então, o mesmo teria sua alimentação cortada. Tal efeito é útil quando
se quer desligar um dispositivo.
Figura 6 – Chaveamento com relé
Depois do acionamento do relé, o circuito se abre ou se fecha, dependendo das instruções passadas ao relé. Relé
comuns se tem um limite de 240 volts/10 ampéres. E não há limite de tempo para que o aparelho elétrico esteja ligado ou
desligado. Há uma liberdade neste sentido.
Deve-se apenas, antes, estar ciente de algumas especificações de cada dispositivo. Pois assim, teremos certeza ao
ligar certos aparelhos elétricos. Vale salientar que todo cuidado é pouco, pois se algo der errado em relação à alimentação
do aparelho elétrico, o Arduino ou o próprio aparelho elétrico possa vir a queimar com facilidade.
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Figura 7 – Lâmpada apagada
Figura 8 – Lâmpada acesa
Neste exemplo foi utilizado o cômodo sala de uma casa, tendo uma lâmpada fluorescente compacta (PL) como
dispositivo a ser controlado pelo sistema de controle e supervisão. Inicialmente será feito o acionamento desta lâmpada
através de dois botões contidos em uma página HTML. O sinal gerado pelo apertar de um dos botões, percorre através do
servidor em PHP, chegando até o Arduino, que aliado ao seu módulo de internet, processará este sinal, emitindo um sinal
de resposta ao cliente. A velocidade média do acionamento, na maioria dos lugares testados, varia entre 1 e 2 segundos,
podendo levar até um menor tempo dependendo da localização geográfica do cliente.
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Pode-se constatar que após interligar todos os equipamentos, o pressionar do botão do sistema de controle, mandava o
sinal digital que acionava o relé e quase que instantaneamente o aparelho elétrico era ligado, ou seja, a lâmpada acendia.
Quando a lâmpada acendia, o botão de acionamento do sistema de controle mudava da cor vermelho (apagada – Figura 7)
para a cor verde (acesa – conforme demostrado na Figura 8).
4. CONCLUSÃO
Pode-se concluir que se conseguiu alcançar o resultado proposto neste artigo de forma satisfatória, uma vez que, o
objetivo que era o acionamento de dispositivo eletroeletrônicos foi realizado com sucesso por meio da utilização de um
Arduino (plataforma Arduino + Shield de Ethernet), um software supervisório desenvolvido na linguagem PHP e um
notebook servindo como um servido local. Após a montagem desta estrututa ocorreu a implementação do sistema de
controle e supervisório realizado em um dispositivo eletroeletrônico, aqui escolhido com sendo uma lâmpada
fluorescentes compactas. Logo, pode-se perceber que não existe limite para a aplicação deste tipo de acionamento para
qualquer outro tipo de dispositivo seja ele um ventilador, uma televisão e até o controle de tomadas elétricas.
No mercado atual existem muitas formas de controle e supervisão residencial, mas, nem todos os consumidores
podem tirar proveito dos benefícios da automação em suas residências. A associação brasileira de automação residencial
releva que nos próximos cinco anos a automação já estará presente na classe C brasileira. Uma forma alternative de
promover essa automação inclusiva seria a adoção de kits de desenvolvimento Arduino e/ou de Microcontroladores
Lógicos Programáveis (PLC’s) para realizar esta tarefa.
Em face do exposto, constatou-se que o desenvolvimento de um sistema de controle e supervisão residencial via Web
utilizando a plataforma Arduino, poderia ser implementada eficientemente de forma a proporcionar ao usuário maior
conforto, segurança e economia no consumo elétrico.
5. REFERÊNCIAS
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ISSN: 2317-7403
ESTUDO DE VIABILIDADE DO USO DE FONTES DE ENERGIAS
RENOVÁVEIS NA FACULDADE PITÁGORAS, SÃO LUÍS – MA
Eduardo Hassin Rodrigues, [email protected]
Jean Carlos Costa Pantoja, [email protected]
Patrício Moreira de Araújo Filho, [email protected]
1.Faculdade Pitagoras de São Luís, São Luís - MA.
Abstract. The present study seeks to highlight the importance of technologies of production of energy through renewable
and sustainable sources. The problem highlighted by this academic work concerns the need to reduce environmental
impacts and cost reduction generally recognize conventional generation systems and energy consumption, especially the
electric-type, which is the enhancement of self-reliance or guided in the context of energy efficiency, which seeks to
assimilate, through continuous and cyclical natural sources the resources needed for the processing of various forms of
energy into usable energy to sustain consumer demand. The main objective of the study is set out in the proposal for an
energy efficiency project on College of the Sao Luis, which can contribute to the reduction of financial costs assigned to
meet the amount of kilowatts used by the institution, taking advantage of the use of technologies that use natural forces,
such as the thermal and luminous radiation of the Sun and the action of the winds. Methodologically, because it is a
proposal for a project, the study presents itself as a hypothetical-deductive, type of bibliographic, foresight and explaining
approach in the literature available concepts and experiments justifying the use of sustainable technologies with
sustainable and economical generation alternative energy.
Keywords: Energetic efficiency. Sustainability. Alternative sources.
Resumo. O presente estudo busca destacar a importância do uso de tecnologias para obtenção de energia através de
fontes renováveis e sustentáveis. O problema ressaltado neste trabalho diz respeito à necessidade de redução no uso de
energia convencional como forma de minimizar os impactos ambientais e reduzir custos. O objetivo principal do estudo é
propor um projeto de eficiência energética em uma faculdade ludovicense de modo a contribuir na redução de custos
financeiros destacados para atender à quantidade de quilowatts consumidos pela instituição, valendo-se do uso de
tecnologias que se utilizam de forças naturais, como a radiação termo luminosa do sol e a ação dos ventos.
Metodologicamente, por se tratar de uma proposta de projeto, o estudo se apresenta como do tipo hipotético-dedutivo, de
abordagem prospectiva e bibliográfica, explanando na literatura disponível conceitos e experimentos que justifiquem a
utilização de tecnologias sustentáveis com alternativa para geração sustentável e econômica de energia.
Palavras-chave: Eficiência energética. Sustentabilidade. Fontes alternativas.
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1 INTRODUÇÃO
A sustentabilidade é atualmente um dos temas mais concorridos para discurso por se apresentar como algo de extremo
interesse não apenas para as gerações presentes, mas para as futuras, de modo que elas consigam se beneficiar dos
recursos. Atualmente, pensa-se em produzir ‘verde’ como resposta não apenas aos movimentos sociais organizados – que
exigem uma participação mais sustentável dos modos de produção – e de um Estado que hoje procura estabelecer regras e
leis mais severas à questão ecológica e as formas de conservação de recursos, mas, principalmente, como resposta ao
próprio mercado consumidor, constituído por cidadãos conscientes que preferem absorver produtos e serviços de
empresas ambientalmente responsáveis.
E, decerto, iniciativas produtivas mais sustentáveis se correspondem como um grande diferencial para um mercado
cada vez mais competitivo e envolto num contexto de responsabilidades.
Fixos, pela terminologia atribuída por Santos (2004) constitui quanto a todo e qualquer tipo de representação concreta
que ateste a presença humana em um dado espaço, e isto pode ser representado tanto por fábricas, usinas, plantios de
monocultura, até mesmo empresas dedicadas ao setor terciário, hospitais, escolas e residências: tudo que faça referência à
manifestação antrópica1 e que interfira na ordem natural por meio da extensão de sua morfologia social.
O estudo em questão busca ressaltar a importância de se capacitar a construção de empreendimentos que
correspondam na produção de energia valendo-se de iniciativas ambientalmente responsáveis, mais econômicas e
rentáveis no que diz respeito à eficiência junto a uma determinada demanda.
A importância da presente iniciativa se emancipa quanto à aferição de um ensaio teórico e experimental que permita
validar o papel de tecnologias mais limpas e econômicas, que sustentem os processos produtivos, em um determinado
contexto, que pode ser representado pela figura de uma faculdade particular de São Luís, onde se especula que a proposta
de um sistema de tecnologias de aproveitamento de fontes renováveis para geração de energia seria interessante para
atrelar dois problemas que merecem atenção: a representação de uma política institucional pautada no desenvolvimento
sustentável e na viabilização de meios que permitam a redução de encargos com meios mais convencionais de geração e
consumo de energia.
Com isto, o objetivo principal do estudo é o de propor um projeto experimental de geração de energia por meio de
tecnologias sustentáveis em uma faculdade particular de São Luís, Maranhão.
2 MODOS DE PRODUÇÃO E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
A reformulação dos processos produtivos se fez irredutivelmente necessária mediante a situação que se estabeleceu
frente à questão ecológica decorrente ao longo do período histórico em que a humanidade desenvolveu sua capacitação
técnica não apenas como modo de sobrevivência, mas como forma de controle das forças naturais e de sustentação de uma
ordem econômica (MORAIS, 2009).
A resposta consensualizada pela contemporaneidade remete à imposição de uma nova ordem, constituída
precisamente pelos preceitos e valores representados pelo desenvolvimento sustentável: a lógica de produção que busca
diminuir ao máximo os processos de degradação decorrentes da intervenção humana sobre a ordem ambiental (MORAIS,
2009).
2.1 Sobre Sustentabilidade
Moraes (2010), ao descrever as correlações instituídas entre a racionalização econômica do discurso ambiental e a
exploração do espaço geográfico, recorre ao materialismo histórico definido pelo pensamento marxista para especular
sobre a composição e a reformulação da ordem econômica e, sobretudo, sobre o seu papel referente à questão ambiental
ao longo dos processos de desenvolvimento.
Desta forma, ao se encarar a natureza como mera provedora de recursos ou como o entrave desafiador do processo
destacado como “civilizat rio”, as economias foram se mitigando e procedendo ao longo dos mecanismos de construção
histórica da sociedade através de grandes equívocos que mais à frente se alicerçaram sob a manifestação de grandes
problemas que invariavelmente se consolidaram no processo de sobrevivência substancial das gerações que foram se
1
Do grego antropus – homem – que faz referência à presença da atividade humana.
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desenvolvendo, tudo em detrimento de um lema que atendia o desenvolvimento sem necessariamente aferir algum tipo de
preocupação com suas consequências ambientais (DIAS, CARVALHO, 2010).
Em síntese, pode-se definir sustentabilidade ou desenvolvimento sustentável como um conceito que engloba
conservação e produção, ou, mais precisamente, da opção por modos produtivos que confiram o menor impacto possível à
natureza, valendo de tecnologias e métodos mais limpos, mas sem comprometer a produtividade do sistema (CAMPOS,
MELO, 2008; CALIXTO, 2008; DURAN, PUGLIA, 2007).
E este, sem dúvidas, é o grande desafio contemporâneo, que força às instituições produtivas com que adotem meios
de produção mais sustentáveis até mesmo para serem representados com maior valor ao seu público consumidor, como
empresas conscientes.
2.2 Histórico e o desafio da sustentabilidade no Brasil e no mundo
Com o passar dos séculos, a progressão demográfica e o acirramento dos sistemas de produção material, os reflexos
negativos começaram a se instaurar de modo mais latente, a demandar os primeiros problemas relacionados às conexões
intrínsecas entre natureza e sociedade; remetida pela exemplificação do comportamento errôneo do homem em reconhecer
os recursos naturais como perenes, substituíveis e não necessariamente aferíveis a ônus que pudessem se alegar como
prejudiciais a diversos contextos (MORAES, 2009).
Entretanto, pode-se reconhecer que estes processos atingiram uma demanda ainda mais célere e negativa quando do
estabelecimento da reformulação dos modos de produção, a partir da Revolução Industrial inaugurada no século XVIII,
em que as mudanças sociais e econômicas surgidas neste evento mitigariam de modo expressivo no comportamento
consensual que em pouco mais de trezentos anos demandariam efeitos pretensamente catastróficos.
O planejamento é necessário para racionalizar recursos posteriormente convertidos em ações ambientais se
corresponde por métodos como os indicadores, implementados pela gestão ambiental da empresa para reconhecer se os
investimentos retornarão para si ap s sua capacitação enquanto instituição “ecol gica”, como explicam Campos e Melo
(2008, p. 542).
A reformulação dos processos produtivos para atender às exigências ambientais se demonstra como uma dos maiores
desafios para política de sustentabilidade de instituições produtivas, no Brasil e no mundo; uma vez que para converter
sistemas e métodos convencionais para modelos menos poluentes e ecologicamente responsáveis, haveria de se destacar
um gasto bastante significativo (FRANCO, DRUCK, 1998).
3 ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
A obtenção de energia se denota como um dos grandes desafios da sociedade contemporânea, fato que se justifica
pela intensidade dos processos que buscam abstrair, de diversas fontes, o contingente substancial para que possa atender à
demanda energética em diversas atividades (MENDES, MENDES, 2006; TERCIOTE, 2002).
Contudo, o desafio contemporâneo no que diz respeito à produção de energia se inclina quanto à utilização de meios
menos agressivos à natureza durante o processo de captação, bem como da redução de impactos ambientais provenientes
de sua síntese.
Por exemplo, fontes de energia mais convencionais – como os combustíveis fósseis – não são renováveis e emitem
uma grande carga poluente à natureza, porém, ainda são encontradas com relativa abundância e sua cadeia de produção,
por ser pautada essencialmente nos desdobramentos que fluem desde a captação da matéria-prima até ser sintetizada e
oferecida ao consumidor final, é mais barata em comparação às demais modalidades (MENDES, MENDES, 2006;
SIMIONI, 2006).
3.1 Fontes renováveis de energias
Como este aspecto econômico se apresenta como um dos principais desafios para a obtenção de fontes sustentáveis de
energia, torna-se destacável que os investimentos em inovação tecnológica devem ser mais atuantes, de modo que a
reversão de um sistema extremamente dependente a formas mais impactantes ao ambiente sejam gradativamente
substituídas ao longo do tempo, bem como seja potencializada sua eficiência energética. Esta preocupação é
extremamente devida, pois não se sabe até quando as fontes convencionais de energia atenderão à demanda de consumo
da população mundial.
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3.1.1 Conceitos de fontes renováveis de energias
Todo tipo de manifestação natural cíclica e que não se desgasta ao longo do tempo pode ser caracterizado como uma
fonte renovável de energia.
Nesta delimitação, podem ser considerados como tal o sol, os ventos, as marés e correntes marinhas, fluxos
geotérmicos2 e até mesmo substâncias de origem vegetal que possuem potencial energético, como a cana-de-açúcar, soja e
as oleaginosas, em geral (GOLDEMBERG, 2000).
3.1.2 Histórico das fontes renováveis de energia
Com o decorrer da História, outras formas de utilização de fontes renováveis de energia foram empregadas para a
facilitação da vida cotidiana do homem antigo. Há testemunhos arqueológicos que citam o uso de sistemas de alavancas
acionado pela alteração dos fluxos dos rios e das marés então adotado pelos antigos povos da Mesopotâmia e do Egito
para movimentar cargas ou para fins agrícolas. Nesta mesma época, os ventos serviam para o bombeamento de água e na
fabricação de alimentos, quando tinha sua energia conduzida pelos moinhos (GOLDEMBERG, 2000).
Contudo, a utilização das fortes renováveis enfrentou um período de retrocesso, principalmente a partir do século
XVIII, como o início da Revolução Industrial, quando a massificação dos sistemas de produção de energia baseados em
combustíveis fósseis – primeiramente, com o carvão mineral – interferiu toda a dinâmica produtiva da época,
impulsionando o processo de industrialização em países europeus e, consequentemente, nos EUA (BORSATO,
KAUCHAKJE, ROCHADELLI, 2010).
Apenas ao fim da década de 1960, quando as preocupações quanto à questão ambiental começaram a surgir ao longo
de todo o mundo, as fontes renováveis foram revisitadas com maior entusiasmo, no intuito de corresponderem como uma
reação à degradação ambiental causada pelos meios mais convencionais (CAVALCANTI, 2010; CAMPOS, MELO,
2008).
3.1.3 Tipos de fontes renováveis de energias
Para citar os meios já experimentados de fontes renováveis de energia de modo que permitam conciliar potencial
eficiência energética e sustentabilidade, os mais representativos se referem ao emprego de forças e recursos naturais,
desde o sol até a adoção de biomassa.
Além de se caracterizar como um elemento renovável, a biomassa também apresenta como vantagens a capacidade de
eliminar resíduos que podem representar elevado impacto ambiental, sendo reaproveitado, por exemplo, na alimentação
de caldeiras termoelétricas ou na formação de metano, que possui elevado potencial combustível. Contudo, para efeitos
mais refinados, os biocombustíveis advindos de material vegetal se apresentam como uma grande aposta para a
substituição de fontes mais convencionais de energia, pois se baseiam na transformação de biomassa em etanol, metanol,
biodiesel, biogás e outros tipos de combustíveis (DIAS, CARVALHO, 2010).
Mares e oceanos também se equivalem como fontes gigantescas de geração de energia. Considerando-se que a ação
cinética dinamizada por ondas, correntes marinhas e fluxos de marés é incessante e potencialmente conversível em
energia elétrica. Estreitos e canais marinhos, onde o fluxo hídrico adquire velocidades satisfatórias, são locais estratégicos
para a geração de energia deste tipo de fonte renovável, ainda que existam tecnologias mais modernas, que consistem na
adoção de flutuadores que captam as oscilações constantes da superfície do mar e transformam em pulsos elétricos
(GOLDEMBERG, LUCON, 2007).
Porém, o método de produção mais conhecido consiste na adoção de turbinas acionadas pelo fluxo hidrostático, que
aciona as turbinas eletromagnéticas e cria corrente elétrica. No mundo, há diversos projetos e empreendimentos em
atividade que utilizam a força de marés e correntes marinhas para a geração de energia, como no estuário do rio Hudson,
em Manhattan (Nova York – EUA), no rio Essex, na Inglaterra e, principalmente, a maior e mais conhecida entre as
usinas maremotrizes, La Rance, na Bretanha, França, que gera 10 MW através de suas 24 turbinas (GOLDEMBERG,
2000).
2 Como os termais e gêiseres, que são provenientes da movimentação da massa magmática nas profundezas da Terra. Países com a Islândia, que se situam sobre uma região geologicamente
ativa, possuem várias usinas geotérmicas.
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Como vantagem – além de sua característica de geração permanente, renovável e não poluente – Simioni (2006, p.
145) ainda ressalta que usinas de geração por marés ‘funcionam com total independência das condições pluviométricas
regionais [...] sendo que o custo da energia é constante ao longo da vida útil dos equipamentos e, finalmente a bacia de
acumulação é natural, não exigindo inundação de áreas adicionais’, além de poderem ser utilizadas como implemento de
outras iniciativas de geração de energia por fontes renováveis, como em parques eólicos.
Fontes geotermais, por sua vez, possuem vantagem associada à produção intensa, porém não-renovável, já que a
emissão de calor e vapor liberado pode não ser suficiente para atender à demanda de um grande empreendimento, sendo
que apenas algumas regiões no mundo conseguem abstrair energia em quantidade satisfatória (SIMIONI, 2006). Além
disso, o risco de produção é acentuado em projetos baseados em fontes geotermais.
Projetos mais ousados buscam converter hidrogênio, o elemento mais abundante no universo, em energia. Seu
emprego consiste desde a combustão, que pode ser associada a outros métodos renováveis de geração de energia,
renováveis ou não, ou pela manipulação da carga elétrica proveniente da excitação molecular do H2 advindo da água e do
gás natural (SIMIONI, 2006).
3.2 Fontes de energias solar e eólica: conceitos e características
Sol e vento correspondem a forças naturais de proveito constante e elevada capacidade de conversão em energia
elétrica (CASTRO, 2009; MARTINS et al., 2008).
Diferente de outras fontes renováveis de energia, estas forças são encontradas perenemente em quase todas as regiões
do mundo, além de apresentarem características específicas que garantem flexibilidade e transmissibilidade através de
sistemas de transferência de eletricidade (LAMBERTS, PEREIRA, BATISTA, 2010).
País predominantemente tropical, o Brasil se apresenta como uma das maiores potenciais solares do mundo, ao lado
dos Estados Unidos, Austrália e Rússia, o que pode ser explicado por sua vastidão territorial e pela longa periodicidade de
incidência solar durante todo o ano.
As vantagens da energia solar se deixam representar pelo custo ambiental e social, porque pode vir a ser adotado
desde escalas pequenas, como em residências, empresas escolas e demais fixos urbanos, e, quando aplicado em grandes
empreendimentos, podem ser adotados em regiões onde não sem atividade agrícola e ocupação humana, especialmente
nas zonas mais prolíferas, que recebem maior incidência solar durante todo o ano, como no semiárido nordestino (VICHI,
MANSOR, 2009).
Em termos econômicos, há experiências nacionais que atestam a viabilidade em investimentos sobre fontes
renováveis baseadas em energia solar. Simoni (2006, p. 155) narra que um projeto recente desenvolvido pela Eletrobrás
‘demonstrou que, em 100 residências com aquecedores solares, analisadas durante 12 meses, resultou em uma redução
média de 30% no consumo de energia e 40% no valor a ser pago cada mês’, o que permite a especulação de que um
montante significativo poderia ser gerado se mais casas detivessem acesso a estas tecnologias, contribuindo com a
autossuficiência energética de diversas unidades consumidoras.
A energia eólica é, dentre as formas renováveis de captação destes recursos, a mais difundida. Sua constância é mais
representativa que as usinas solares e não são limitadas de fatores ambientais como nebulosidade e a variação de dia e
noite, sendo que as hélices adotadas em usinas eólicas podem se movimentar permanentemente, produzindo fluxos
elétricos de forma contínua (CASTRO, 2009).
Como prováveis desvantagens, implicações econômicas e até pequenos impactos ambientais podem ser ressaltados
quanto ao que se refere à instalação de parques eólicos. Simioni (2006, p. 138) adverte que este sistema não possui uma
ampla cadeia de produção como em fontes mais convencionais de energia, e, se não ‘gera subprodutos nem precisa da
quantidade de materiais necess rios para outras formas de energia, como a hidroeletricidade e o petr leo’.
E como a tecnologia adota exige recursos consideráveis, bem com mão-de-obra extremamente capacitada, os retornos
em termos financeiros podem demorar de acordo com a quantidade primária utilizada para sua instalação, além de não
gerarem muitos empregos direitos em países onde a capacitação profissional para este processo não se encontra com muita
facilidade, como no caso brasileiro (CASTRO, 2009). Há de se considerar aspectos ambientais de forma minuciosa, pois a
instalação de um empreendimento deste porte pode prejudicar o fluxo de aves migratórias, ou até mesmo alterar a
manifestação climática em microescala da região que o acolherá.
Entretanto, as vantagens obtidas com a utilização de fontes renováveis pautadas em energia eólica podem compensar
eventuais problemas de viabilidade financeira e ambiental. Além da atestada ecoeficiência energética, usinas eólicas
podem contribuir quanto à diminuição de poluentes advindos da queima de combustíveis fosseis, ou seja, a cada 10 MW
proveniente da geração de energia pela ação dos ventos, deixam de ser emitidas na atmosfera aproximadamente 20 mil
toneladas de carbono por ano (CASTRO, 2009).
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Diante destes aspectos, se possível questionar sobre quais métodos de obtenção de energia por fontes renováveis e
sustentáveis seriam possíveis para adotar em um projeto experimental de ecoeficiência energética em pequena escala,
como, por exemplo, na utilização para a demanda de uma faculdade, os referentes à energia solar e energia eólica
poderiam contribuir de modo interessante, pois, como observado na literatura empregada para a contextualização
conceitual do presente estudo, estes podem ser implementados através de tecnologias acessíveis, de boa relação de custobenefício e perfeitamente convertidos para as limitações estruturais e ambientais do local em que ele será inserido, como,
por exemplo, no âmbito do espaço urbano.
4 METODOLOGIA
A proposta de estudo consistiu quanto à realização de pesquisa de cunho qualitativo-quantitativa, em que com bases
teóricas foram propostas no sentido de permitir uma análise da viabilidade de implementação de um sistema híbrido de
geração de energia renovável.
Recorreu-se à análise das contas de consumo elétrico de energia da faculdade, referentes ao período de janeiro de
2011 a março de 2012, de modo a se se constatar qual o consumo médio necessário para ser fornecido para a instituição,
em que fora estipulado o valor médio de 65.000 kWh, conforme cálculo simples pautado em informações contidas nas
contas de energia da instituição de ensino superior.
4.1 Variáveis de análise
As variáveis de análise foram a estrutura externa da instituição e as cargas energéticas.
Para caracterizar os processos existentes, foram coletadas informações sobre a intensidade eólica e solar,
relacionando-as para seus respectivos processos produtivos. Por fim, para caracterizar o ambiente externo, foram
coletadas informações sobre a conjuntura econômica, conjuntura política e social e ambiente tecnológico. Os dados foram
extraídos de fontes primárias constituídas por registros e documentos internos da própria instituição.
4.2 Instrumento de coleta de dados
Os instrumentos de coleta de dados utilizados no presente estudo de caso foram: observação, medições eólicas com
anemômetro, verificação da área entrevista sobre questões estruturais, para favorecer a tabulação das respostas e atender a
finalidades específicas de uma pesquisa. Além disso, recorreu-se ao banco de dados do CEPEL (2012), para confirmação
de dados referentes ao potencial eólico e solar no Brasil.
5 PROPOSTA DE ECOEFICIÊNCIA ENERGÉTICA
Como visto, a energia eólica e a energia solar são consideradas como dois dos processos mais significativos no que
consiste na associação entre conservação e economia, pois permite conduzir um determinado sistema a sua
autossuficiência em termos de produção de energia e, desta forma, permitir a diminuição de custos com as formas mais
tradicionais de obtenção de energia elétrica, além de contribuir com a minimização de impactos ambientais geralmente
associados a este sistema mais convencional (TERCIOTE, 2002).
Em especial, seria interessante especular sobre os possíveis benefícios que um aerogerador – ou seja, a turbina
movimentada pela ação dos ventos (TERCIOTE, 2002) – ou de um painel fotovoltaico, que poderiam contribuir para
aferir eficiência energética ao sistema isolado dentro de uma faculdade, por exemplo.
No que se refere ao potencial eólico na região, as amostras de velocidade do vento, realizadas durante 10 dias do mês
de agosto de 2012, conferiram resultados limites de 3,8 m/s a 7 m/s, com picos de 11 m/. Tais valores correspondem à
média de velocidade média sazonal, em m/s e considerando a altura de 50 metros, relatada pelo Atlas do Potencial Eólico
do Brasil para a região geográfica delimitada pelo município de São Luís, capital do Maranhão (CEPEL, 2012).
Os resultados calculados pelo sistema de banco de dados sobre potencial eólico da CEPEL (2012) destaca o biênio
setembro/outubro como o mais propenso à manifestação de fluxos eólicos mais fortes – como média de 7,76 m/s – sendo
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seguido pelo biênio junho-agosto, coincidente com o período de realização em campo na faculdade – que apresentou
média de 5,37 m/s.
Em síntese, os valores médios identificados apresentaram a seguinte distribuição:
GRÁFICO 01: Distribuição de velocidade eólica, por ano, Faculdade Pitágoras. Fonte: CEPEL, 2012.
No que diz respeito ao levantamento de informações que correspondessem à representação dos níveis de radiação
solar incididos no exato local onde a faculdade se encontra localizada, buscou-se apreender tais valores junto ao banco de
dados da CEPEL (2012), que, tal como referente aos números referentes ao potencial eólico em todo o território nacional,
também emite resultados referentes ao potencial energético solar.
Desta forma, considerando as exatas coordenadas geográficas de localização da faculdade, a radiação diária mensal
foi calculada – levando-se em consideração aspectos como plano horizontal, ângulo igual à latitude, maior média mensal e
maior média anual – ao longo do período representado por 12 meses da seguinte forma:
TABELA 01: Média da incidência da radiação solar na região da Faculdade Pitágoras. Fonte: CEPEL, 2012.
Estes dados, referentes ao potencial eólico e solar vinculado às coordenadas geográficas da faculdade, demonstram-se
importantes para a visualização de cenário prováveis para a implantação de um sistema híbrido baseado na captação de
energia por meio destas fontes naturais, alternativas e renováveis.
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A adoção por um modelo híbrido, inclusive, é pensada no sentido de permitir recompensações no processo de
absorção de fluxos termo luminosas ou cinemáticas, contribuindo para o equilíbrio de desempenho na geração de energia
elétrica.
Assim, por exemplo, considerando-se que a matriz solar se encontrará inerte ao longo do dia, a continuidade na
atividade de geração de energia ficará sob a responsabilidade da matriz eólica, que pode funcionar por dias desde que os
fluxos eólicos não cessem. Se isto ocorrer, é possível que a energia acumulada nas baterias fotovoltaicas permita que o
processo de produção não venha a ser parcialmente encarrado (CASTRO, 2009).
A proposta de um sistema energeticamente eficiente para a faculdade poderia se corresponder como uma solução
plausível para elevadas despesas instituição no que diz respeito ao consumo de energia elétrica.
Percebe-se que os valores médios consumidos pela faculdade se aproximam dos 65.000 kWh mensais, com picos de
mais de 100.000 KW, dependente do mês de maior demanda. Se possível a implementação de um projeto de economia
promovido pelo uso de fontes renováveis, como, por exemplo, pelo emprego de painéis solares, uma parte considerável
destes valores poderiam ser minimizados.
Por exemplo, considerando-se a experiência da casa eficiente de Lamberts, Pereira e Batista (2010), que utilizou
painéis compostos por células fotovoltaicas de 30 módulos de dimensões 50 mm x 50 mm, conseguiu a produção
progressiva de energia elétrica considerável que, em um período de 2 anos, conseguiu elevar em quase 700%.
Considerando-se que um sistema de geração de energia solar de 2,5 kWp depende de 30 pilhas fotovoltaicas de 50x50
mm, ou seja, de uma superfície de exposição à ação solar de 75.000 mm², a diminuição de consumo em um conjunto de
demanda como o da faculdade, que gasta, em média de 65.000 kWh por mês, pode atingir eficiência elétrica de 11% a
17%, mas que podem ter seu valor multiplicado pela variação do valor de kWp utilizado em cada sistema – o que se
modifica conforme o tipo de arranjo de célula cristalina adotado na constituição das células fotovoltaicas – e da
quantidade de sistemas, que podem resultar em uma economia bastante significativa no consumo mensal de eletricidade
por mês (LAMBERTS, PEREIRA, BATISTA, 2010).
Modelos geradores de energia mais eficientes precisam de dimensões satisfatórias, ou seja, 20/30 metros de altura e
10/12 metros de largura de pá de turbina, por exemplo, podem produzir 10 kWh, o que, em condições de movimentação
eólica satisfatórias podem gerar 7.200 kWh/mês, o que, se comparado ao consumo da referida faculdade, com média
mensal de 65.000 kWh/mês, poderia equivaler a 11% de economia na conta de energia elétrica pelo mesmo período.
Contudo, um projeto deste porte deve corresponder a limitações estruturais e ambientais, uma vez que os riscos de
acidentes e a inviabilidade de sustentar uma estrutura próximo de áreas residenciais – como no caso do Turu – sem
interferir e ser interferida por construções adjacentes são consideráveis. Entretanto, há modelos menores, mais seguros e
ambientalmente adequados para serem empregados em áreas densamente urbanizadas, que podem corresponder a um
volume de eficiência energética satisfatório.
Por exemplo, considerando-se um modelo de aerogerador capaz de produzir 8000 kWh/mês se submetido a atividade
eólica de 5,4 m/s, com 2,4 kW de potência e que demanda uma orçamento relativamente elevado3, pode vir a corresponder
à redução de até 15% do consumo de energia elétrica, de uma unidade de consumo que especule adota uma pequena usina
de autoprodução para pequenos e médios consumidores, como uma entidade produtiva-comercial do porte de uma
faculdade.
Então, aproximando estes valores próximos à realidade de consumo da referida instituição privada de ensino
universitário que tem média de consumo de 65.000 kWh/mês, calcula-se que a economia adquirida com a adoção de um
sistema similar de geração de energia por matriz eólica de 8000 kWh/mês pode vir a alcançar a 9.900 kWh pelo mesmo
período ou à redução de, aproximadamente, R$ 9.931,774 por mês, de um encargo financeiro que possui média de
aproximadamente 55.1040,00 mil reais – o mesmo custo que deveria ser capacitado para a aquisição de um sistema
pautado na produção de energia elétrica através de fontes alternativas e renováveis, como o vento ou a radiação solar.
Percebe-se que esta redução considerável de consumo de energia elétrica por meios convencionais, bem como, da
consequente diminuição de encargos financeiros para atender esta demanda média corresponde apenas à adoção de um
aerogerador com as características técnicas citadas. Certamente, esses valores seriam muito mais expressivos com a
aquisição de mais aerogeradores similares, bem como de sua integração com a matriz solar.
Constando apenas economia gerada pelo sistema híbrido eólico-solar, presumivelmente formado por um aerogerador
de 8000 kW/h e de um painel fotovoltaico de 2,5 kWp, a economia pode variar entre 20% e 25%, o que, em números
relativos, pode compreender na economia de até 16.500 kWh/mês, ou R$ 16.552,95 pelo mesmo período; o que, em
poderia recompensar o investimento para a aquisição de um aerogerador em no máximo 6 anos e 3 meses.
3 Modelos de aerogeradores capazes de produzir 800 kWh/mês podem custam, em média, R$ 55.1040,00 no mercado.
4 Considerando o valor do kWh por consumidor comum. As taxas por unidades de consumo de natureza comercial variam bastante, em 50% ou 90% dos valores para consumidores
residenciais.
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Em síntese, presume-se que, por conta do acesso a tecnologias eficiências e limpas, a adoção de formas conjuntas ou
individualizas de geradores de energia por fontes renováveis são viáveis para o contexto financeiro e de consumo da
faculdade, uma vez que seu sistema isolado demanda bastante eletricidade para atender sua demanda e, certamente, os
custos e a dependência de sistemas convencionais seriam plenamente minimizados através do emprego de tecnologias
ecológico e energicamente eficientes, como as fontes de origem solar e eólica.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Reitera-se que o objetivo principal do presente estudo era o de propor alternativas de eficiência energética para o
sistema fechado de uma faculdade, de modo que se permita a diminuição de encargos financeiros e, principalmente, na
aferição de uma proposta sustentável.
Pensou-se a princípio, sobre o emprego de um sistema conjunto, baseado no modelo eólico e solar, fontes alternativas
de produção energética para o sistema isolado representado pela faculdade.
Em termos estruturais, a construção de painéis fotovoltaicos poderia corresponder como uma alternativa mais viável
para as dimensões da faculdade que pode receber o projeto, uma vez que esta tecnologia é facilmente adaptável sobre os
telhados da instituição que consta de uma área bastante ampla e isolada, e a se considerar que a extensão da superfície
permite a maior captação de incidência solar através de células fotovoltaicas, e se excetuando riscos maiores para a
manifestação de acidentes, de problemas ambientais, e que podem ser perfeitamente enquadrados no espaço urbano em
que a instituição se situa, sem problemas quanto à intervenção de residências e prédios 5 que possam prejudicar a
incidência luminosa sobre os painéis.
Desta forma, presume-se que a implantação de uma pequena usina de geração de energia por meio de fontes naturais
se corresponde como algo possível, sendo que o conhecimento tecnológico desenvolvido pela própria empresa pode ser
utilizado para a construção do projeto, o que contribuiria de forma significativa na contenção de custos com despesas por
consumo de energia elétrica advinda pelos meios convencionais, além de contribuir bastante para a responsabilidade
socioambiental da faculdade, o que consistem na valorização da entidade como preocupada com as questões ecológicas e
que demarca sua importância junto à sociedade.
REFERÊNCIAS
BACHA, M; SANTOS, J; SCHAUN, A. Considerações teóricas sobre o conceito de sustentabilidade. VII SEGeT,
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86
ISSN: 2317-7403
O GERENCIAMENTO DO FLUXO DE CAIXA NAS MICROS E PEQUENAS
EMPRESAS: uma análise das empresas do entorno dos Bairros Vinhais-Cohama
em São Luís-MA.
José Henrique Frazão Costa, [email protected]
Fernando Waleson Silva de Aguiar, [email protected]
Faculdade Atenas Maranhense – FAMA
Abstract. That article aims at to present a theoretical discussion on the importance of the administration of the cash flow
in the very small and small companies, as well as present results of a field survey conducted among micro and small
companies from around the Neighborhood Vinhais-Cohama in Sao Luis, MA, whose objective was to investigate the
degree of knowledge about the business cash flow and how is its use as a tool for financial management. The methodology
that was adopted in the study was represented by literature searches, which outlined the theoretical framework that
supported the research field, but also analyzes the results and final considerations. The body of this article is basically
composed of an introduction which discusses the contextualization of the problem studied and its relevance then presents
the theoretical framework, and following the presentation of the methodology followed by the analysis of the results of
field research and finally final remarks.
Keywords: Flow of Cash. Control. Financial Management.
Resumo. Esse artigo objetiva apresentar uma discussão teórica sobre a importância do gerenciamento do fluxo de caixa
nas micro e pequenas empresas, bem como, apresentar resultados de uma pesquisa de campo realizada junto a micros e
pequenas empresas do entorno dos Bairros Vinhais –Cohama em São Luís-MA, cujo objetivo foi investigar sobre o grau
de conhecimento dos empresários sobre o fluxo de caixa e como se dá sua utilização como instrumento de gestão
financeira. A metodologia que foi adotada na pesquisa foi representada por pesquisas bibliográficas, que delinearam o
referencial teórico que sustentou a pesquisa de campo, como também, as análises dos resultados e as considerações
finais. O corpo deste artigo é composto basicamente por uma introdução que versa sobre a contextualização da
problemática estudada e sua relevância, em seguida é apresentado o referencial teórico, tendo na sequência a
apresentação da metodologia adotada seguida das análises dos resultados da pesquisa de campo e por fim as
considerações finais.
Palavras-chave: Fluxo de Caixa. Controle. Gestão Financeira.
1. INTRODUÇÃO
As micros e pequenas empresas são as unidades empresariais que mais empregam mão-de-obra no Brasil e no mundo
e se constituem em um dos mais importantes vetores de crescimento econômico e de distribuição de renda. Entretanto,
segundo informações do Serviço Brasileiro de Apoio à Pequena e Média Empresa – Maranhão (SEBRAE/MA), cerca de
70% dessas empresas não conseguem atingir dois anos de “vida”, o que de certa forma impede a formação contínua e a
consolidação de um segmento empresarial tão importante para o país.
Os estudos apontam que várias são as razões que provocam a falência precoce das micro e pequenas empresas, dentre
elas podem-se destacar: a ausência de capital de giro adequado, a carga excessiva de impostos, ausência de políticas
públicas específicas para o segmento, falta de gerenciamento profissional, estrutura gerencial familiar, ausência de
gerenciamento financeiro adequado.
Há anos vários setores da sociedade, tanto do meio empresarial, acadêmico e político, vêm discutindo essa
problemática no sentido de encontrar soluções ou alternativas que possam contribuir para o fomento e o aprimoramento
das atividades e resultados empresariais alcançados pelas micros e pequenas empresas. Soluções e alternativas, essas, que
são constituídas por um aparato de leis, estratégias e ações deflagradas por instituições públicas ou privadas, financeiras
ou não, visando reverter esse quadro.
87
ISSN: 2317-7403
A metodologia utilizada foi constituída por pesquisas bibliográficas, representadas basicamente por livros,
dissertações, ensaios, trabalhos acadêmicos e periódicos especializados que materializaram o referencial teórico que
sustentou as análises pertinentes.
A coleta de dados foi realizada por meio de aplicação de questionário junto as vinte micros e pequenas empresas
localizadas no entorno dos Bairros Vinhas-Cohama em São Luís-MA, cuja amostra, em função das dificuldades
encontradas, foi definida adotando-se o critério não estatístico da acessibilidade.
Quanto ao tratamento dados/informações, utilizou-se recursos de estatística descritiva com o uso de Planilha Excel,
cujos resultados foram analisados à luz do referencial teórico adotado e apoiados em uma abordagem de natureza prática,
favorecida pelas experiências empresariais e de mercado vivenciadas pelos autores.
Este artigo objetivou apresentar uma discussão teórica sobre a importância do gerenciamento do fluxo de caixa nas
micro e pequenas empresas, bem como mostrar o grau de conhecimento dos empresários sobre o fluxo de caixa e como
ocorre sua utilização como instrumento de controle e planejamento na gestão financeira desses empreendimentos. Para
tanto, apresenta análises dos resultados de uma pesquisa de campo realizada junto às micro e pequenas empresas do
entorno dos Bairros Vinhais –Cohama em São Luís-MA. A sua estrutura foi definida da seguinte forma: apresenta-se na
seção 2, o referencial teórico utilizado, na seção 3, a metodologia e finalmente apresenta-se as considerações finais.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
Nesta seção, apresenta-se tópicos sobre conceitos, entendimento e aplicação da gestão de caixa, ciclo operacional,
ciclo de caixa, capital de giro, ponto de equilíbrio e fluxo de caixa, dentro de um enfoque teórico-prático nas micro e
pequenas empresas.
2.1 Gestão de Caixa
As micros e pequenas empresas, em geral são constituídas por poucos empregados, mantendo uma estrutura
administrativa reduzida, sendo que algumas atividades são terceirizadas como as de contabilidade, por exemplo. Isso se
deve à necessidade de redução dos custos, haja vista, que na maioria delas o capital de giro é escasso e as margens
líquidas são pequenas, em função de que essas unidades empresariais, não raro, atuarem em mercados que estão em
regime de concorrência perfeita.
Os proprietários/gestores dessas unidades empresariais, em sua grande maioria possuem elevado conhecimento
técnico das atividades que desenvolvem e até mesmos as executam e/ou supervisionam diretamente, como forma de
manter um controle mais rigoroso da produção/serviço, para fins de garantia do alcance de resultados positivos.
Entretanto, ao mesmo tempo, não se dedicam ou pelo menos não promovem uma dedicação adequada às atividades de
gestão de caixa e dos resultados financeiros obtidos, principalmente se utilizando do fluxo de caixa, havendo apenas a
preocupação da manutenção dos controles e registros contábeis, geralmente exercidos por profissionais terceirizados, que
se mantêm distantes da administração da empresa, e que se preocupam apenas em atender a legislação fiscal,
previdenciária e trabalhista vigentes.
Para Maria de Oliveira (2003), os micros e pequenos empresários não se preocupam com as atividades
administrativas e financeiras, apenas se dedicam às funções técnicas, pois entendem que é nelas é que residem a essência
de seu negócio, dedicando a estas seus melhores empregados e àquelas os de menor qualificação.
No cenário atual em que as margens líquidas são bastante reduzidas e os ganhos nos mercados financeiros são
estreitos diante do elevado custo real do dinheiro, é de extrema relevância que as s e pequenas empresas estejam
preparadas para conduzirem uma gestão tempestiva e consistente de seu caixa, no intuito de melhor administrar seu capital
de giro, bem como maximizar seus resultados financeiros e operacionais.
2.2 Fluxo de Caixa
A gestão do fluxo de caixa tem sido uma necessidade vital para todas as empresas principalmente para as micros e
pequenas, que dado à escassez de recursos precisam acompanhar pontualmente as suas movimentações financeiras,
visando maximizar os ganhos financeiros, principalmente a partir da administração de possíveis descasamentos em seu
caixa.
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Até o advento do Plano Real em julho de 1994, a maioria das empresas produzia receitas operacionais menores que as
receitas financeiras que eram oriundas de aplicações de recursos no mercado financeiro bancário, que foram drasticamente
reduzidas, dado à queda substancial nos níveis do CDI (Certificado de Depósito Interbancário), papel balizador da
remuneração aos clientes de varejo e atacado no mercado financeiro privado. Após julho de 1994, com a mudança do
cenário econômico e com a drástica redução dos ganhos financeiros, materializou-se uma necessidade urgente das
empresas profissionalizarem sua gestão financeira, principalmente aquelas que não detinham recursos abundantes.
A gestão do fluxo de caixa objetiva evidenciar as entradas e saídas de recursos financeiros das empresas. Para Gitman
(2010) e Ross et. al. (2008), o demonstrativo de fluxo de caixa deve evidenciar as movimentações financeiras ocorridas na
empresa em um determinado período de tempo.
Para Santos (2010), as contribuições mais importantes do demonstrativo do fluxo de caixa são: a projeção das
entradas e saídas de recursos financeiros na empresa, a previsibilidade de eventuais necessidades de captação de recursos,
bem como a previsibilidade de aplicação de recursos ociosos de caixa, buscando a maximização dos ganhos, sem
comprometimento da liquidez.
O fluxo de caixa se constitui em um importante instrumento de gestão financeira e deve ser efetivamente exercido,
não só para o controle pontual de entradas e saídas de caixa, mas fundamentalmente para que o empreendedor possa
elaborar um planejamento financeiro que lhe permita tomar decisões de forma embasada, principalmente no que respeita a
uma eventual necessidade de capital de giro. Assim sendo, o empreendedor terá condições de antecipadamente escolher a
fonte de recursos mais adequada, disponível na rede bancária para o financiamento do seu capital de giro.
A elaboração do fluxo de caixa permite ao empreendedor construir o planejamento financeiro de seu
empreendimento, não só para a projeção de lucros, como também e principalmente para a projeção de geração de caixa no
exercício financeiro, o que contribui decisivamente para o alcance dos objetivos definidos. “O planejamento financeiro é
um aspecto importante das operações das empresas por que fornece um mapa para a orientação, a coordenação e o
controle dos passos que a empresa dará para atingir seus objetivos (GITMAN, 2010)".
2.3 Ciclo Operacional e Ciclo de Caixa
O acirramento dos mercados e a elevação dos níveis de competitividade obrigam as empresas a financiarem seus
clientes, por meio de concessão de prazos para o pagamento de suas vendas, bem como, exige que negociem com seus
fornecedores, visando, também, a obtenção de prazos mais elásticos para pagarem suas compras.
O estudo do ciclo operacional é um instrumento de extrema relevância para a elaboração de um demonstrativo de
fluxo de caixa.
Para Santos (2010), o ciclo operacional pode ser entendido como o tempo percorrido durante a execução de todas as
atividades da empresa. Na realidade, o ciclo operacional pode ser compreendido como o tempo decorrido entre a compra
de matéria-prima, materiais ou do produto para revenda e a data prevista para o recebimento das vendas. Para efeito de
melhor entendimento, pode-se ilustrar o ciclo operacional (CO) como resultante da soma do prazo médio de renovação de
estoque (PMRE) e o prazo médio de recebimento das vendas, ou seja, CO= PMRE + PMRV. Na realidade, o prazo médio
de renovação de estoque, representa o ciclo de vendas do produto, enquanto que o prazo médio de recebimento das
vendas, representa o ciclo de financiamento aos clientes da empresa.
O PMRE pode ser obtido pela multiplicação da divisão entre o saldo do estoque e o custo de mercadorias vendidas
(CMV) pelo prazo em dias (N), isto é, PMRE= (Estoque/CMV) X N). Para a obtenção do PMRV, multiplica-se o
resultado da divisão entre o saldo dos recebíveis (duplicatas a receber, cheques a receber, etc.) pela receita líquida (receita
bruta – impostos) por N, ou seja, PMRV= (Recebíveis/Receita Líquida) X N.
Logo, ciclo operacional - CO= [(Estoque/CMV) X N] + (Recebíveis/Receita líquida) X N]. cabendo esclarecer que N
reflete o período em dias a que se referem às informações utilizadas, isto é, se os dados forem obtidos em Balanço
Patrimonial e em Demonstração de Resultados, ambos anuais, N será igual a 360 (ano comercial).
A rigor o ciclo operacional é representado por dois períodos: o primeiro conhecido pelo prazo médio de renovação de
estoque que representa quanto tempo, geralmente em dias a mercadoria permanece na empresa até ser efetivamente
vendida (ciclo de vendas), o segundo tempo representado pelo prazo médio de recebimento das vendas e espelha o tempo
médio de prazo que a empresa concede aos seus clientes para pagamentos de suas compras (ciclo de financiamento a
clientes).
A figura 01 ilustra o ciclo operacional:
89
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PMRE
PMRV
COMPRAS
VENDAS
RECEBIMENTO
CICLO OPERACIONAL = PMRE + PMRV
Figura 01 – Ciclo Operacional
Estabelecido o ciclo operacional, cabe identificar o prazo médio que a empresa obtém junto aos fornecedores para
pagamento de suas compras, o que doravante denomina-se de prazo médio para pagamento das compras (PMPC). A
identificação do prazo médio de pagamento das compras vai permitir às micros e pequenas empresas aprofundarem seus
estudos na análise do ciclo operacional, definindo o ciclo de caixa (CC) e por fim na determinando a necessidade ou não
de capital de giro.
O prazo médio de pagamento das compras (PMPC) pode ser calculado pela multiplicação entre a divisão do saldo
de fornecedores e o saldo das compras por N, isto é, PMPC= [(Fornecedores/Compras) X N].
A capacidade dos empreendedores em negociarem com seus fornecedores prazos mais favoráveis para pagamento das
suas compras, diante de um ciclo operacional já determinado é que vai definir a dimensão do ciclo de caixa (CC) da
empresa. Por ciclo de caixa (CC) entende-se ser a diferença entre o ciclo operacional e o prazo médio de pagamento das
compras, ou seja, CC= CO – PMPC. Indica, pois, quantos dias a empresa terá seu caixa a descoberto no período
considerado, ou seja, indica a necessidade de capital de giro ou não em termos de tempo (dias).
As figuras 02 e 03, a seguir ilustram duas possíveis situações com as devidas interpretações:
PMRE
COMPRAS
PMRV
VENDAS
RECEBIMENTO
PMPC
Figura 02 – Ciclo Operacional: Exemplo 1
A figura 02 ilustra hipoteticamente que o prazo médio de pagamento das compras coincide com o prazo médio de
recebimento das vendas, o que significa dizer que, nessa situação os fornecedores estão financiando todo o ciclo de vendas
da empresa. Desta forma, o ciclo de caixa (CC) será representado pelo período de tempo entre as vendas e o recebimento
destas, ou seja, a empresa sozinha está financiando seus clientes.
PMRE
COMPRAS
PMRV
VENDAS
RECEBIMENTO
PMPC
Figura 03 – Ciclo Operacional: Exemplo 2
90
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Na figura 03, o prazo médio de pagamento das compras coincide com o tempo médio previsto para o recebimento das
vendas, o que implica em dizer que os fornecedores estão financiando todo o ciclo operacional do produto. Assim sendo,
neste caso, o CO = PMPC, ou seja, o ciclo de caixa é igual a zero, o que representa que a empresa não terá necessidade de
capital de giro, ressalvada, eventual inadimplência ocorrida na carteira de clientes, cuja possibilidade, por natureza, é
excluída do modelo, haja vista, que a política de crédito é privativa e de responsabilidade de cada empresa.
Desta forma compreende-se que a situação ideal é aquela na qual o tempo médio do ciclo operacional seja inferior ao
tempo médio de pagamento das compras, pois desta forma, a empresa teria o tempo de execução de suas atividades
totalmente financiado pelos fornecedores.
A partir desses conceitos, pode-se claramente compreender que a necessidade capital de giro (NCG) em dias pode ser
identificada quando se compara o tempo médio do ciclo operacional com o tempo médio do pagamento das compras
efetuadas junto aos, definindo as seguintes possibilidades:
a) NCG > 0  a empresa necessita de capital de giro;
b) NCG = 0  a empresa não necessita de capital de giro e
c) NCG < 0  a empresa não necessita de capital de giro e poderá ter recursos ociosos, quando não identificados e
utilizados tempestivamente.
Análise do ciclo operacional e do ciclo de caixa é assaz relevante na gestão financeira das empresas, pois
proporcionam a identificação da necessidade de capital de giro em dias. Em complementaridade, Matarazzo (2003),
mostra que é possível se identificar à necessidade de capital de giro em valores monetários, bastando, para tanto, se obter
o produto entre o ciclo de caixa (CC) e as vendas diárias médias (VD), ou seja,
NCG= CC X VD, onde VD = RL/N, sendo RL = Receita Líquida e N = referência temporal das informações
utilizadas.
Desta forma, seguindo o entendimento teórico em tela, é possível que os empreendedores possam de uma forma
simples, realizar estudos sobre o ciclo operacional de seus produtos, no intuito de identificar eventual necessidade de
capital de giro em dias e valor, se utilizando de informações contábeis históricas ou projetadas.
O entendimento e a determinação da necessidade de capital de giro são vitais para uma gestão financeira estratégica
eficiente, principalmente no que tange a escolha de eventuais fontes de financiamento de capital de giro. Para Matarazzo
(2003) e Gitman (2010), a análise da necessidade de capital de giro proporciona aos empresários não só uma boa
administração financeira, mas, também, subsidia á formulação de estratégias de captação de recursos visando as melhores
fontes de financiamentos disponíveis, bem como a determinação de metas de lucratividade.
Segundo Gitman (2010), a administração da necessidade de capital de giro é conhecida no meio acadêmico e
empresarial como administração financeira de curto prazo. A administração financeira de curto prazo ou administração de
capital de giro refere-se, na verdade, à gestão dos itens constantes do ativo circulante (AC) – aplicação de recursos de
curto prazo e do passivo circulante (PC), origem de recursos de curto prazo, buscando sempre o alcance de um ponto
ótimo entre risco e lucratividade.
Assim sendo, torna-se capital que os micros e pequenos empresários estejam atentos e atuantes na gestão dos
fornecedores, do ciclo operacional e do ciclo de caixa, no sentido de otimizarem o uso dos recursos existentes, para fins de
maximização de seus resultados financeiros. Para Matarazzo (2003), as análises dos ciclos operacionais e de caixa se
constituem em elementos extremamente importantes para a formulação das estratégias da empresa, seja na área comercial,
quanto financeira.
De certo, os micros e pequenos empresários devem conduzir a gestão de suas empresas de forma integrada, isto é, a
formulação e implementação de suas estratégias devem considerar conjuntamente a atuação da área de compras, da área
de vendas e marketing e da área financeira, integração vital para a determinação do sucesso ou fracasso de seus
desempenhos.
Conceitualmente, os recursos constantes do ativo circulante (caixa, banco conta movimento, estoques, recebíveis, etc.)
representam o giro da empresa e os recursos constantes do passivo circulante (fornecedores, contas a pagar, impostos a
pagar, empréstimos de curto prazo, etc.) representam à fonte ou origem desses recursos, ambos de curto prazo. Desse
entendimento, depreende-se o conceito de capital circulante líquido (CCL) que pode ser definido como a diferença entre o
ativo circulante e o passivo circulante, ou seja, CCL = AC – PC.
Se o ativo circulante for maior que o passivo circulante, o capital circulante líquido será positivo (AC > PC  CCL >
0). Nessa situação, parte do capital circulante líquido da empresa está sendo financiado com recursos não correntes (do
exigível de longo prazo e/ou do patrimônio líquido), o que caracteriza um quadro de menor preocupação para a gerência
91
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financeira da empresa, haja vista, a existência de uma melhor capacidade potencial para pagar seus compromissos. Na
realidade, a gestão financeira na qual se privilegia ou se busca unicamente uma situação em que o capital circulante é
sempre positivo, está se optando por uma estratégia de inclinação conservadora, na qual os riscos e por conseqüência a
lucratividade são minimizados.
De outro lado, se o ativo circulante for menor que o passivo circulante, o capital circulante líquido será negativo (AC
< PC  CCL < 0). Nessa situação, parte das fontes de curto prazo está financiando o ativo permanente (imobilização de
recursos) o que pode caracterizar um quadro de maior preocupação para a gerência financeira da empresa, haja vista, que,
desta forma, há uma redução da capacidade potencial da empresa em pagar seus compromissos de curto prazo. Ainda
mais, é prudente que a os recursos aplicados no ativo permanente, sejam financiados por fontes de longo prazo.
Cabe registrar que nos termos sugeridos por Matarazzo (2003), é de extrema relevância que a gestão financeira das
empresas esteja atenta à composição das fontes de recursos de curto prazo, pois um eventual desequilíbrio poderá produzir
uma redução da rentabilidade da empresa. Isso pode ocorrer se as fontes de recursos de curto prazo onerosas (empréstimos
bancários e similares) estejam sendo utilizadas em uma proporção muito elevada em relação às fontes não onerosas.
2.5 Ponto de Equilíbrio
O ponto de equilíbrio é um conceito de fácil entendimento e que pode ser útil na gestão das micro e pequenas
empresas. A sua essência de sua relevância é que fornece a informação sobre em que nível de vendas as receitas totais se
igualam aos custos totais da empresa. Pode-se conceituar o ponto de equilíbrio como a quantidade mínima a ser
produzida/vendida para que a empresa teoricamente se encontre em uma situação de equilíbrio (sem lucro ou prejuízo).
Então se:
RT = Receita Total
CT= Custo Total
Q = Quantidade de Produtos
P = Preço
CFT = Custo Fixo Total
CVT = Custo variável Total
CVME = Custo variável Médio
Então, temos:
RT = CT
P.Q = CFT + CVT
P.Q = CFT + (CVME.Q)
P.Q – (CVME.PQ) = CFT
Q. (P – CVME) = CFT
Q = CFT / (P – CVME), onde (P-CVME) = Margem de Contribuição
É importante para as micros e pequenas empresas identificar o seu ponto de equilíbrio, pois este se constitui em uma
parâmetro operacional e financeiro, que pode contribuir para a formulação de estratégias, principalmente no início de suas
atividades, haja vista, que uma das principais preocupações na gestão das micros e pequenas empresas é o impacto dos
custos fixos sobre seus resultados. Nesse sentido o estudo do ponto de equilíbrio proporciona uma visualização da
necessidade da manutenção de um determinado nível de vendas e margem de contribuição para fins de cobertura dos
custos fixos.
Santos (2001), alerta que é extremamente relevante que toda empresa gerencie tempestivamente um determinado
nível de produção/venda que lhe permita a cobertura de seus custos fixos e posteriormente o alcance de lucro.
3. RESULTADOS DA PESQUISA
Nesta seção, apresenta-se a seguir, os resultados da pesquisa e as análises realizadas, cuja metodologia adotada consta
da Seção 3 deste artigo.
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Quadro 01. Considerações Gerais sobre a Pesquisa
Questões
Resposta
%
1) Você é Empresário ou o Gerente?
2) A empresa está em funcionamento há quanto tempo?
Empresário
65%
Até 02 e mais de 10 anos.
30%
3) Voce acha importante que a empresa tenha uma gestão financeira
específica?
4) A empresa tem um Gerente Financeiro?
Muito importante.
90%
Sim e Não.
50%
5) Quem atua como Gerente Financeiro na empresa?
O proprietário da empresa
90%
6) A empresa desenvolve e controla um Planejamento Financeiro
habitualmente?
7) Como a empresa controla as contas a receber e as contas a pagar?
Sim, por até 06 meses.
35%
Programa próprio.
40%
8) Você sabe o que é Fluxo de Caixa?
Sim, muito conhecimento.
50%
9) A empresa mantém gestão e controle do Fluxo de Caixa ?
55%
10) A pessoa responsável pela Gestão do Fluxo de Caixa é o:
65%
11)A empresa mantém gestão e controle dos seus custos ?
O proprietário da empresa, parente
ou sócio.
12) Como a empresa mantém gestão e controle de seus custos ?
Programa próprio.
50%
13) Em relação à necessidade de capital de giro?
A empresa necessita
eventualmente.
O proprietário da empresa, parente
ou sócio.
Usa capital próprio da empresa.
50%
Faz um empréstimo – crédito
empresarial.
Sim.
50%
Sim, ano que vem.
35%
Mais de R$ 100.000,00 e mais de
R$ 240.000,00.
35%
14) Há alguém na empresa que desenvolve estudos da necessidade de capital
de giro ?
15) Quando a empresa necessita de capital de giro:
16) Quando a empresa vai ao banco, necessitando de capital de giro:
17) Você sabe qual o faturamento mensal que a empresa deve alcançar para
estar em equilíbrio (receita total = custo total) ?:
18) A empresa pretende investir em uma Gestão financeira Profissionalizada
(pessoas e equipamentos) ?
19) O faturamento anual atual de sua empresa é aproximadamente:
55%
60%
45%
60%
Fonte: autores
O Quadro 01, acima, demonstra uma compilação das perguntas que constaram do questionário aplicado às micro e
pequenas empresas com as respostas de maior frequência relativa, cujo objetivo foi realizar uma análise inicial sintética,
no sentido de elaborar um perfil básico das principais informações coletadas sobre os pesquisados.
As informações obtidas na pesquisa mostram que a maioria dos respondentes foram os próprios empresários (65%),
sendo que esses é que exercem efetivamente a gestão de seus empreendimentos. Cerca de 90% acham que é importante
que as empresas mantenham uma gestão financeira específica.
Em 90% das empresas pesquisadas é o proprietário quem exerce a função de gerente financeiro, que também na
maioria das empresas (65%) é o responsável pela gestão do fluxo de caixa.
Corroborando com as informações anteriores constatou-se que apenas 35% dos empresários pretendem investir em
uma gestão financeira profissionalizada, ou seja, contratar profissional especializado para exercer a função de gerente
financeiro da empresa.
Com o intuito de se aprofundar as investigações, foram efetuados cruzamentos entre perguntas do questionário e
informações obtidas, que ora se apresenta na forma de gráficos, acompanhados das análises pertinentes:
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14%
20%
Até 2 anos
Mais de 10
anos
80%
Gráfico 01 - Análise das empresas com gerente
financeiro em relação ao seu tempo de vida.
até 60 mil
acima de 240
mil
86%
Gráfico 02 - Análise das empresas com gerente
financeiro em relação ao seu faturamento.
O Gráfico 01, mostra que das empresas pesquisadas com idade de até 02 anos, apenas 20% tem em seus quadros a
figura do gerente financeiro, contudo, nas empresas pesquisadas com mais de 10 anos esse percentual chega a 80%.
Considerando essas informações, constata-se e a observação empírica confirma que ao tempo que as empresas
madurecem, mais elas reconhecem a importância da atuação de um gerente financeiro na empresa.
Já o Gráfico 02 evidencia que das empresas pesquisadas, com faturamento anual de até R$ 60.000,00, em apenas
14%, há a atuação de um gerente financeiro, entretanto, nas empresas pesquisadas com faturamento anual acima de R$
240.000,00, esse percentual atingiu 86%.
As informações fornecidas pelos Gráficos 01 e 02 nos permitiu analisar a relação entre tempo de vida e o faturamento
das empresas pesquisadas, em referência à existência de um gerente financeiro atuante nas empresas, de modo que foi
possível constatar-se e entender como ponto pacífico, que as empresas, embora com limitações de faturamento e pouco
tempo de vida de mercado, reconhecem preliminarmente a importância da existência de um gerente financeiro em seus
quadros, que se torna cada vez mais necessária e reconhecida à medida que o tempo crítico dos 02 primeiros anos são
superados, como também à medida que tenham o volume de seu faturamento aumentado.
17%
0%
0%
33%
a) O
proprietário
da empresa
83%
Gráfico 03 - Quem atua como gerente financeiro nas
empresas com até 02 anos .
50%
a) O
proprietário
da empresa
17%
0%
Gráfico 04 -Quem atua como gerente financeiro nas
empresas com mais de 10 anos.
O Gráfico 03 mostra que em 83% nas empresas pesquisadas com idade de até 02 anos, o cargo de gerente financeiro é
exercido pelo proprietário da empresa, todavia, nas empresas pesquisadas com tempo de vida de mais de 10 anos, esse
percentual cai para 50%, conforme evidencia o Gráfico 04.
Nesse sentido, de uma análise conjunta das informações oferecidas pelo Gráfico 03 e pelo Gráfico 04, pode-se
depreender que quanto mais amadurecidas as empresas, mais essas investem na contratação/designação de pessoas para
exercerem efetivamente o cargo de gerente Financeiro.
94
ISSN: 2317-7403
0
0
a) O
proprietário
da empresa
14%
14%
14%
57%
a) O
proprietário
da empresa
100%
Gráfico 05 - Quem atua como Gerente financeiro nas
empresas com faturamento até 60 mil
Gráfico 06 - Quem atua como Gerente financeiro nas
empresas com faturamento acima de 240 mil
O Gráfico 05 mostra que em 100% das empresas pesquisadas com faturamento anual de até R$ 60 mil, o cargo de
gerente financeiro é exercido pelo proprietário da empresa, contudo, nas empresas pesquisadas com faturamento anual
acima de R$ 240 mil, esse percentual cai para 57%, conforme evidencia o gráfico 06.
O Gráfico 06 mostra ainda, que nas empresas pesquisadas com faturamento acima de R$ 240 mil, isto é, de maior
porte, se constata que a função de gerente financeiro é exercida por pessoa diferente do proprietário e que em 28% delas o
gerente financeiro não é participante da composição societária da empresa.
Assim sendo, e a partir de uma análise conjunta das informações oferecidas pelo Gráfico 05 e pelo Gráfico 06, podese entender que quanto maior o porte das empresas (faturamento), mais valorizada é a função de gerente financeiro,
motivo pelo qual, há progressivamente a contratação/designação de pessoas específicas para exercerem efetivamente o
cargo de gerente Financeiro.
17%
17%
66%
a) Sim, pouco
conhecimento.
b) Sim, muito
conhecimento.
Gráfico 07 - Análise do nível de conhecimento sobre
fluxo de caixa nas empresas com até dois anos.
0
67%
33%
a) Sim, pouco
conhecimento.
b) Sim, muito
conhecimento.
fluxo de caixa nas empresas com mais de 10 anos
O Gráfico 07, evidencia que nas empresas pesquisadas com idade de até 02 anos, apenas 17% dos respondentes
declararam ter muito conhecimento sobre fluxo de caixa, contudo, de acordo com as informações exibidas no Gráfico 08,
nas empresas pesquisadas com mais de 10 anos, o percentual de respondentes que declararam ter muito conhecimento
sobre fluxo de caixa chegou a 67%.
Das informações obtidas no Gráfico 07 e Gráfico 08, constata-se que o tempo de vida dessas empresas no mercado,
influencia em seu grau de aprendizagem no que tange à gestão financeira, na qual o uso do fluxo de caixa se exponencia
como ferramenta fundamental de controle e planejamento dos recursos financeiros da empresa.
95
ISSN: 2317-7403
0
0%
0
a) Sim, pouco
conhecimento.
100%
14%
a) Sim, pouco
conhecimento.
b) Sim, muito
conhecimento.
86%
b) Sim, muito
conhecimento.
fluxo de caixa em empresas com faturamento até 60
mil.
Gráfico 10- Análise do nível de conhecimento sobre
fluxo de caixa em empresas com faturamento acima
de 240 mil.
O Gráfico 09, evidencia que nas empresas pesquisadas com idade com faturamento anual de até 60 mil, 100% dos
respondentes declararam ter apenas pouco conhecimento sobre fluxo de caixa, todavia, consoante às informações
demonstradas Gráfico 10, nas empresas pesquisadas com faturamento de mais de R$ 240 mil, o percentual de
respondentes que declararam ter muito conhecimento sobre fluxo de caixa chegou a 86%.
Das informações obtidas no Gráfico 09 e no Gráfico 10, constata-se que quanto maior o porte das empresas em
termos de faturamento, mais se torna necessária à elevação dos conhecimentos com formação específica sobre a utilização
do fluxo de caixa como ferramenta fundamental para uma gestão financeira empresarial efetiva.
0%
100%
33%
a) O proprietário
da empresa,
parente ou sócio.
Gráfico 11 - Análise da atribuição da responsabilidade
pela gestão do fluxo de caixa em empresas com até
dois anos.
17%
0%
50%
a) O proprietário
da empresa,
parente ou sócio.
pela gestão do fluxo de caixa em empresas com mais
de 10 anos.
O Gráfico 11, mostra que nas empresas pesquisadas com idade de até 02 anos, a gestão do fluxo de caixa da empresa
é de responsabilidade direta e exclusiva (100%) do proprietário, parente ou sócios da empresa, contudo, conforme
evidencia o Gráfico 12, nas empresas pesquisadas com mais de 10 anos de atividade, esse percentual é reduzido para 50%,
isto é, nessas empresas pesquisadas, constatou-se que em 50% delas a responsabilidade pela gestão do fluxo de caixa da
empresa é assumida por pessoa que não tem vinculo familiar ou societário com o proprietário da empresa.
Por meio das informações obtidas no Gráfico 11 e Gráfico 12, foi possível constatar-se que o amadurecimento das
empresas no mercado, provoca o reconhecimento da importância do fluxo de caixa para a empresa, motivo pelo qual, a
sua gestão passa a se constituir em uma responsabilidade funcional exercida por pessoa específica.
96
ISSN: 2317-7403
0%
a) O proprietário
da empresa,
parente ou sócio.
100%
pela gestão do fluxo de caixa em empresas com
faturamento até 60 mil.
14%
14%
14%
a) O proprietário da
empresa, parente ou
sócio.
57%
b) Pessoa de nível
superior com
atribuições específicas.
pela gestão do fluxo de caixa em empresas com
faturamento acima de 240 mil.
O Gráfico 13, evidencia que nas empresas pesquisadas com faturamento anual de até 60 mil, 100% dos respondentes
declararam que a gestão do fluxo de caixa da empresa é de responsabilidade direta e exclusiva do proprietário, parente ou
de um dos sócios da empresa, todavia, conforme as informações demonstradas Gráfico 14, nas empresas pesquisadas com
faturamento de mais de R$ 240 mil, o percentual de respondentes que declararam que a gestão do fluxo de caixa da
empresa é de responsabilidade direta e exclusiva do proprietário, parente ou sócios da empresa cai para 57%.
Foi possível se constatar, ao se analisar as informações evidenciadas pelo Gráfico 13 e pelo Gráfico 14, que, ao
exemplo, da maturidade no mercado, o porte das empresas, também influencia na geração da necessidade de designação
de responsabilidade da gestão do fluxo de caixa da empresa para pessoa com atribuição específica, dado a sua
importância.
0%
17%
a) Sim, nos próximos
seis meses.
b) Sim, ano que vem.
83%
Gráfico 15 - Pretensão de investimento em uma gestão
financeira profissionalizada nas empresas com até dois
anos.
25%
25%
a) Sim, nos próximos
seis meses.
0%
50%
b) Sim, ano que
vem.
financeira profissionalizada nas empresas com mais de
10 anos.
O Gráfico 15, mostra que das empresas pesquisadas com idade de até 02 anos, em 83% delas há a pretensão de
realizar investimento visando à implantação de gestão financeira profissionalizada no ano que vem, contudo, o Gráfico 16
evidencia que nas empresas pesquisadas com idade de mais de 10 anos, essa pretensão é mais urgente. Nesse sentido, após
uma análise conjunta das informações disponibilizadas pelos Gráficos 15 e 16, constatou-se que ao tempo que as empresas
se estabelecem no mercado, torna-se fundamental a adoção de uma gestão profissionalizada da área financeira das
empresas como forma de melhorar seus resultados.
97
ISSN: 2317-7403
0%
67%
33%
a) Sim, nos
próximos seis
meses.
b) Sim, ano que
vem.
financeira profissionalizada nas empresas com
faturamento até 60 mil
43%
14%
29%
14%
a) Sim, nos
próximos seis
meses.
b) Sim, ano que
vem.
Gráfico 18 - Pretensão de investimento em uma
gestão financeira profissionalizada nas empresas com
faturamento cima de 240 mil
O Gráfico 17, evidencia que das empresas pesquisadas com faturamento até 60 mil, em 67% delas não há a pretensão
de realizar investimento visando à implantação de gestão financeira profissionalizada, em função de falta de recursos
adequados para tanto, todavia o Gráfico 18, mostra que nas empresas pesquisadas com faturamento acima de R$ 240 mil,
em 43% delas, existe a pretensão de contratar profissional especializado para financeira e em outros 43% a contratação
desse profissional já foi efetuada.
De uma conjunta das informações disponibilizadas pelos Gráficos 17 e 18, constatou-se que o a existência de recursos
financeiros adequados, se constitui em um entrave para a contratação de profissionais especializados para atuarem na área
financeira da empresa e que essa necessidade é atendida ao passo que as empresas vão conquistando maior porte em
termos de volume de faturamento.
4. CONCLUSÃO
É ponto pacífico que as micros e pequenas empresas enfrentam muitas dificuldades para permanecerem no mercado,
dentre as quais se pode destacar a carga excessiva de impostos, a acirrada concorrência, o amadorismo gerencial, a
carência de recursos, a falta de conhecimentos de gestão, dentre outros motivos, o que provoca na maioria dos casos uma
situação de falência precoce.
Os dados da pesquisa mostraram que de uma forma geral, as empresas pesquisadas com faturamento anual até R$
60.000,00, não designam pessoa específica para exercer atribuições de gerente financeiro e que nas empresas com
faturamento anual acima de R$ 240.000,00, cerca de 28% apenas, contratam profissionais para exercer tal atividades, haja
vista, que na maioria delas essa função é exercida por sócio ou proprietário do empreendimento.
Em relação ao conhecimento sobre fluxo de caixa, a pesquisa mostrou que o tempo de vida das empresas, traduzido
na experiência de mercado é decisivo no processo de aprendizagem sobre conceitos e utilização de instrumentos de gestão
financeira. Prova disso, é que em 67% das empresas pesquisadas com mais de 10 anos, há um muito conhecimento sobre
fluxo de caixa, sendo que, esse percentual cai para 17% nas empresas com até dois anos de existência.
De toda a sorte, de uma forma geral, as empresas pesquisadas, independente de faturamento ou tempo de existência,
declararam que em função da necessidade, ter a intenção de contratar profissional especializado para exercer a função de
gerência financeira, todavia, a pesquisa mostrou ainda, que para as empresas com faturamento acima de R$ 240.000,00 e
para aquelas que já estão no mercado a mais de 10 anos, essa necessidade é mais urgente.
De uma forma geral, os dados da pesquisa mostraram que ainda é muito incipiente, por parte dos micros e pequenos
empreendedores pesquisados, o entendimento de que a profissionalização da gestão financeira nesses empreendimentos,
seja fundamental para o alcance de resultados satisfatórios de gestão. Isso ocorre muito principalmente em função da falta
e /ou dificuldades de recursos no mercado, como também na preponderância que a função técnica exerce sobre a função
financeira nesse tipo de empreendimento.
A carência e o elevado custo de captação de recursos no mercado, são fatores que exigem que as micros e pequenas
empresas, passem a adotar uma gestão financeira profissional, que contemple a atuação de pessoa específica, preparada
98
ISSN: 2317-7403
para efetivamente utilizar as ferramentas de controle e planejamento financeiro, como o fluxo de caixa, como forma, de
melhora o nível de controle do caixa e maximizar os resultados desses empreendimentos.
Este artigo objetivou apresentar uma discussão teórica sobre a importância do gerenciamento do fluxo de caixa nas
micros e pequenas empresas, bem como mostrar o grau de conhecimento dos empresários sobre o fluxo de caixa e como
ocorre sua utilização como instrumento de controle e planejamento na gestão financeira desses empreendimentos.
Considerando que a metodologia adotada apresenta restrições, principalmente no que tange á quantidade de
empreendimentos pesquisados, este artigo não teve a pretensão de esgotar a necessidade de discussão sobre a
problemática em tela, mas, sim contribuir, tanto do ponto de vista teórico, quanto prático, para um melhor entendimento
sobre como as micros e pequenas empresas enfrentam a necessidade de promover uma gestão financeira profissionalizada,
como forma de obterem resultados mais eficientes.
Assim sendo, é importante que sejam realizadas pesquisas sobre a gestão financeira nas micro e pequenas empresas,
por região, como também por ramo de atividade, visando uma coleta de dados e informações abrangentes que possam
subsidiar análises e diagnósticos mais específicos e consistentes.
5. REFERÊNCIAS
GITMAN, J. Lawrence. Princípios de administração financeira. 12ª. Ed. São Paulo: Pearson: 2010.
MARIA DE OLIVEIRA, Denise. Proposta de um roteiro para montagem do fluxo de caixa simplificado para as pequenas
empresas auxiliando na tomada de decisão. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina.
Florianópolis: 2003.
MATARAZZO, Dante C. Análise financeira de balanços: abordagem básica e gerencial. 6ª ed. São Paulo: Atlas, 2003.
ROSS, Stephen A.; WESTERFIELD, Randolph W.; JORDAN Bradford D. Princípios de administração financeira.
Tradução de Andrea Maria Accioly Fonseca Minardi. 8ª ed. São Paulo: Mcgraw-hill, 2008.
SANTOS, Edno Oliveira dos. Administração financeira da pequena e média empresa. 2ª ed. São Paulo: Atlas, 2010.
SEBRAE/MA, Serviço de Apoio à Pequena e Média Empresa – Maranhão. Disponível em <<http://
www.sebrae.ma.gov.br>>. Acesso em 04.09.2012.
SOUZA, Luiz Carlos de. Uma contribuição da controladoria para auxiliar a gestão das empresas de pequeno porte de
ramo do comércio. Dissertação de Mestrado. Pontifícia universidade Católica de São Paulo. São Paulo: 2000.
ZDANOWICS, José Eduardo. Fluxo de caixa: uma decisão de planejamento e controle financeiro. 10ª ed. Porto Alegre:
Sagra Luzzatto, 2004.
99
ISSN: 2317-7403
UTILIZAÇÃO DA TECNOLOGIA NODE JS PARA CONSUMO EFICIENTE
DOS RECURSOS DE SERVIDORES WEB.
Rafael Freitas Quixabeira, [email protected] 1,
Patrício Moreira de Araújo Filho, [email protected] 2
1. Faculdade Pitagoras de São Luís, São Luís MA.
Abstract. The need to maintain web applications with good performance depends on factors such as infrastructure and a
robust hardware. However, performance may be affected by technology is used to create this application. The way
programming languages manage the resources of the web servers, may be the cause of "bottlenecks" that occur at times
of peak access and consequently making them very slow (response time) and in some cases off-line, without any access to
users. The exponential growth of Internet users has generated a need to handle hundreds or even thousands of
connections at the same time, this has caused a need for paradigm shifts in software development for web. In order to
harness the full power of the hardware used, has used a new programming model oriented events Input / Output. The idea
is to generate a computational savings when compared to conventional models. This model is applied in Node.js, which is
a technology that uses javascript in the backend, facilitating the quick creation of applications and potentially scalable.
The intention of this article to demonstrate the advantages and disadvantages of this event-driven paradigm, using the
Node.js platform as a tool to create and verify by testing the performance superiority of this paradigm in some web
applications market..
Keywords: web, node.js, scalable systems, javascript, v8.
Resumo. A necessidade de manter aplicações web com um bom desempenho, depende de alguns fatores como
infraestrutura e um hardware robusto. Porém, o desempenho pode está sendo afetado pela tecnologia utilizada para a
criação dessa aplicação. A forma como as linguagens de programação gerenciam os recursos dos servidores web, podem
ser a causa dos “gargalos “que ocorrem nos momentos de picos de acesso e consequentemente deixando-os muito lento
(tempo de resposta) e em alguns casos off-line, sem qualquer acesso aos usuários. O aumento exponencial de usuários da
internet vem gerando uma necessidade de manipular centenas e até milhares de conexões ao mesmo tempo, isto tem
causado uma necessidade de mudanças de paradigmas no desenvolvimento de softwares pra web. A fim de aproveitar
todo o poder do hardware utilizado, tem-se utilizado um novo modelo de programação orientado à eventos de
Input/Output. A ideia é gerar uma economia computacional quando se comparado aos modelos convencionais. Tal
modelo é aplicado no node.js, que é uma tecnologia que utiliza javascript no back-end, facilitando a criação de
aplicações rápidas e potencialmente escaláveis. Pretende-se com este artigo demonstrar as vantagens e desvantagens
deste paradigma orientado a eventos, utilizando a plataforma node.js como ferramenta de criação, e constatar por meio
de testes de desempenho a superioridade desse paradigma em algumas aplicações web de mercado.
Palavras-chave: web, node.js, sistemas escaláveis, javascript, v8
100
ISSN: 2317-7403
1 INTRODUÇÃO
A crescente necessidade de manter os aplicativos web funcionando 24 horas por dia se torna um problema quando o
número de usuários simultâneos que requisitam tal serviço ultrapassam os recursos disponíveis que o servidor web
responsável pela aplicação suporta. Este fato se deve ao crescimento que a internet, o acesso à web, teve nos últimos dez
anos, onde existiam 606 milhões de usuários e no ano de 2012 chegando à marca de 2,4 bilhões. [1][2] Outro fator
importante, diz respeito a quantidade de tempo em que o usuário passa em frente ao computador navegando na web, seja
no computador ou em um dispositivo móvel. Quanto ao crescimento deste tempo de utilização on-line pode-se afirmar
sem medo que o Brasil líder nesse quesito com o tempo médio de acesso 50 horas e 30 minutos apenas em sites, somados
ao acesso em redes sociais e instant messengers tem-se em média de 80 horas e 30 minutos. [3]
Uma solução viável para esse problema de momentos de picos de acesso seria o aumento do poder de processamento
dos servidores web. Entretanto, do ponto de vista do software é necessário que a aplicação esteja preparada para assimilar
uma carga crescente de conexões e processamentos, ou seja, escalabilidade. Essa é uma característica que indica a
habilidade de um aplicativo estar preparado para crescer e manipular uma grande porção de trabalho. [4]
Além de escalar o aplicativo é necessário também um alto investimento em infraestrutura, hardware e mão de obra. O
que nem sempre é possível devido às altas cifras envolvidas além do risco de gerar um resultado abaixo do esperado.
Segundo Leitner, é possível que o gargalo seja ocasionado pelo software. [5]
Geralmente aplicações web que geram paginas dinâmicas, são constituídas por uma série de componentes, como:
servidores de banco de dados, servidores de imagens e etc. Um deles pode se transformar no gargalo da aplicação. A fim
de encontrar o local do gargalo, algumas técnicas como a de monitoramento e benchmarks. Através delas são coletados
estatísticas e dados, que após analisados, indicam o local à ser aplicados otimizações.[6]
Se constatado que o problema está na forma que a tecnologia, responsável por gerar o conteúdo dinâmico gerencia os
recursos do servidor será necessária a sua troca ou um incremento no poder de processamento do servidor. Caso opte pela
troca, geralmente grande parte das linguagens e tecnologias de programação trabalha num mesmo modelo de
gerenciamento de recursos.
Nesse panorama o node.js pode ser uma alternativa eficaz, devido seu modelo de programação incomum e a forma
que gerencia seus recursos. [7]
2.O QUE É NODE.JS
Segundo o site oficial da tecnologia, o node.js é uma tecnologia construída em cima da engine Javascript V8, que é de
código aberto e é também utilizada no navegador Google Chrome, ideal para a criação rápida de aplicativos e de
aplicações em rede escaláveis.[8] Faz uso de um modelo baseado em eventos e de entrada e saída não bloqueante. Este
ambiente foi desenvolvido em 2009 por Ryan Dahl utilizando a linguagem de programação C++ para sua implementação.
101
ISSN: 2317-7403
2.1 Vantagens
Segundo Cantelon, alguns dos benefícios da utilização do node.js é o fato de utilizar o javascript tanto no back-end
como front-end de aplicações web e ser largamente utilizado para manipulação de dados em bancos de dados NoSQL. [9]
Além disso, utiliza o JSON, que é um formato de texto para a serialização de dados estruturados. [10] O V8
implementa toda a especificação ECMAScript padrão, assim tornando possível a utilização de todo o poder da linguagem
javascript. [9] O que não ocorre com todos os navegadores.
2.2 Desvantagens
Uma das principais desvantagens reside no fato da linguagem Javascript não possui uma biblioteca padrão de
desenvolvimento. Além disso, a falta de módulos nativos dificultam o desenvolvimento de aplicativos de grande porte.
Contudo, esse problema está sendo resolvido com o desenvolvimento do modulo CommomJS.
A utilização da programação orientada a eventos e assíncrona é um conceito relativamente novo para a programação
no back-end, e pode levar um certo tempo até que esse se torne plenamente produtivo. Existe uma certa resistência quanto
à sua utilização principalmente pelo fato de ser uma tecnologia nova e pouco difundida. [11]
3. COMPARATIVO COM OUTRAS TÉCNOLOGIAS
No principio era utilizado o Commom Gateway Interface (CGI), que era um método usado para permitir a interação
entre um servidor WWW e outros programas que executavam no mesmo sistema operacional. [12] Era independente de
linguagem, funciona com Perl, C, Visual Basic e outras. [13] O CGI para cada requisição do cliente criava um novo
processo no sistema operacional, o que com as sucessivas requisições se tornava computacionalmente ineficiente e
dificultava a escalabilidade [14] e [15].
Como alternativa foi utilizado o padrão thread por requisição, que gerava uma nova thread para cada requisição
recebida. Esta alaternativa tinha como vantagem o menor consumo de recursos, mesmo não tornando o servidor web mais
rápido, podia tratar um numero maior de requisições concorrentemente [16]. Em linguagens como Java™[17] e PHP
[18], cada conexão inicia um novo encadeamento que, potencialmente, é acompanhado de 2 MB de memória. Em um
sistema que tenha 8 GB de RAM, isto define o número máximo teórico de conexões simultâneas em cerca de 4.000
usuários [19].
Devido aos limites de escalabilidade impostos pelo modelo baseado em threads, muitos desenvolvedores têm optado
por um modelo baseado em eventos para gerenciar concorrência. [20] Um modelo baseado em eventos pode proporcionar
um melhor desempenho utilizando um único ciclo de loop de eventos [21]. O node.js faz uso desse modelo. O ambiente
javascript utilizado no back-end é single-threaded. Para que se tenha um I/O baseado em eventos e não bloqueante se fez
necessário o uso das bibliotecas libev e libeio [20]. Para isso, são utilizados callbacks que registram um trecho de código
que será executado quando um determinado evento ocorrer. Um exemplo do callback “click” utilizado no framework
jQuery [22] é apresentado conforme o código da Figura 1. O alerta só vai ser mostrado quando ocorrer um click, no
elemento HTML de id igual “botao_marcado”.
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ISSN: 2317-7403
Figura 1: Código javascript com jquery
Como demonstrado na Figura 2, foi utilizada a linguagem de programação PHP, para fazer uma busca no banco de
dados e ao depois mostrar os resultados obtidos. Ao final da instrução é apresentado uma mensagem informativa do tipo
“TUDO OK”. O mesmo procedimento pode ser verificado na Figura 3, utilizando linguagem node.js.
Figura 2: Código da linguagem de programação em PHP
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ISSN: 2317-7403
Figura 3: Código em linguagem node.js
Esse trecho de código executa o mesmo procedimento desenvolvido em linguagem PHP. Porém os resultados
recebidos são diferentes. Pois, enquanto no primeiro exemplo os resultados da busca são mostrados primeiro, com o node
acontece o contrario. É primeiro mostrado a mensagem “TUDO OK” e depois os resultados da busca.
O que acontece é que no PHP ocorre um bloqueio na linha em que se espera o resultado da consulta no banco de
dados e só depois que os resultados são salvos é que o programa continua. Como o node faz uso de um I/O não
bloqueante, ele continua o programa, e quando os resultados chegam, ele dispara o callback e executa o trecho de código
registrado para ser executado quando os resultados forem salvos.
4. TESTES DE DESEMPENHO
A fim de demonstrar uma prática demosntsrando as vantagens dessa tecnolgia e de se verificar as diferentes situações
do desempenho. Fez-se alguns testes comparativos em relaçao a performance do node.js em comparação com a linguagem
PHP.
4.1 Recursos Utilizados
Para a realizaçao de testes será utilizado um computador com um processador Intel Core i3 M330@ 2.13GHz
equipado com 2 GB de memória RAM do tipo DDR3. O sistema operacional utilizado será o Ubuntu [23] Precise
Pangolin 12.04LTS 32 bits. Também será utilizado o Apache [24] 2.2.22 com o modulo PHP 5.3.10, a versão do node.js
utilizada será 0.11.0. No caso da simulação para os testes será utilizado o ApacheBench [25], que será responsável pelo o
envio das requisições concorrentes e pela análise de desempenho de HTTP do servidor web.
4.2 Teste (Hello World)
Na Figura 4, é demonstrado a implementaçao do código que será utilizado durante o primeiro teste. A idéia é criar um
servidor HTTP e escrever uma mesngem do tipo “Hello World” como resposta em todas as requisições solicitadas.
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ISSN: 2317-7403
Figura 4: Criando um servidor http e escrevendo "Hello World" para respostas.
Na Figura 5 é demonstrado a implementaçao do código em PHP, que escreve “Hello World”.
Figura 5: Código PHP, escrevendo "Hello World "
Parâmetros utilizados no ApacheBench para os resultados:
-r : ignorar erros
-n : número de requisições
-c : número de requisições concorrentes
node.js
ab -r -n 20000 -c 1000 http://localhost:1337/
PHP+Apache
ab -r -n 20000 -c 1000 http://localhost/php
105
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4.2.1
Resultados
Figura 6: Resultados do teste de desempenho.
Tabela 1: Dados do teste de desempenho
DADOS
Nível de Concorrência
Tempo Total
Requisições Completas
Requisições Falhas
Requisições por segundo
Tempo por requisição
NODE.JS
1000
4.061 segundos
20000
0
4924.91 segundos
203.049 milissegundos
PHP+APACHE
1000
49.219 segundos
20000
2427
406.34 segundos
De acordo com a Figura 6 e a Tabela 1 os resultados demonstraram um resultado favorável ao node.js. O PHP chegou
a levar 10 vezes mais tempo para responder todas as requisições e ainda assim com algumas falhas.
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4.3 TESTE (BUSCA BANCO DE DADOS)
O banco de dados utilizado foi o MySQL Server 5.5.29 .[26] A tabela criada foi criada com o seguinte código SQL:
create table tabela (id int AUTO_INCREMENT, PRIMARY KEY(id));
Na Figura 7, é mostrado o código de acesso e de busca no banco de dados utilizando o PHP. Também é mostrado
nesta figura o código que escreve a resposta do número de resultados da busca.
Figura 7: código PHP de busca no banco de dados.
O mesmo procedimento é feito utilizando-se o node.js. Percebe-se, que na segunda linha de código, demonstrado na
Figura 8, o módulo do banco de dados Mysql é importado.
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Figura 9: Código de acesso ao banco de dados utilizando o modulo mysql do node.js.
Parâmetros utilizados no ApacheBench para os resultados:
node.js
ab -r -n 1000 -c 500 http://localhost:1337/
PHP+Apache
ab -r -n 1000 -c 500 http://localhost/php
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4.3.1
Resultados
Figura 10: Gráfico de resultados do segundo teste.
Tabela 2: Dados referentes ao segundo teste.
DADOS
Nível de Concorrência
Tempo Total
Requisições Completas
Requisições Falhas
Requisições por segundo
Tempo por requisição
NODE.JS
500
1.075 segundos
1000
0
930.66
1.075 milissegundos
PHP+APACHE
500
54.202 segundos
1000
606
18.45
A partir da análise dos gráficos da Figura 9, pode-se verificar que com o aumento do numero de requisições o PHP
começou a aumentar o seu tempo de resposta, fato que não aconteceu com a plataforma node.js, pois este conseguiu tratar
a mesma demanda de requisições em um tempo bem pequeno. De acordo com os dados da Tabela 2, pode-se comprovar a
eficiência e a confiabilidade de um sistema feito em node.js, pois conseguiu tratar todas as requisições sem falhas, o que
não ocorreu com o PHP.
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5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste artigo, teve-se o intuito de demonstrar alguns dos problemas enfrentados pela maioria dos serviços web da
atualidade e apresentar os modelos de gerenciamento de recursos utilizados por diferentes tecnologias em diferentes
épocas. Diante de tudo isso, verificou-se a eficiência do node.js por meio de um simples teste de desempenho. Quando
comparado as tecnologias com uma grande progessão no mercado, como é o caso do PHP.
Por se tratar de uma ferramenta livre e de código aberto, tem tido grande adoção por parte da comunidade opensource, sendo inclusive o repositório mais famoso no github, ultrapassando tecnologias famosas como o Ruby on Rails.
Este tem sido utilizado em grande escala por empresas como a Microsoft e a Yahoo.
Enfim, ficou claro a simplicidade e o poder do node.js, cabe aos gerentes de projetos a adoção dessa tecnologia,
analisando se esta pode ser ou não a solução para seus problemas.
REFERÊNCIAS
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111
ISSN: 2317-7403
INOVAÇÕES NAS POLÍTICAS DE ACESSO E EXPANSÃO DO ENSINO
SUPERIOR NO BRASIL: o caso da empresa Kroton Educacional
Flávio Roberto Evangelista de Andrade1
Julianna de Fátima Sales Falcão de Andrade1
Marcus Aurélio Freire Silva, [email protected] 2
Patrício Moreira de Araújo Filho, patrí[email protected] 2
1. Universidade Lusófona de Humanidades e Tecnologias
2. Faculdade Atenas Maranhense e Pitágoras de São Luís, São Luís – Maranhão.
3. Faculdade Pitágoras de São Luís, São Luís – Maranhão.
Resumo: Significativas transformações ocorrem em todas as áreas do conhecimento correlatas ao desenvolvimento
científico e tecnológico, os quais exigem maior capacitação da mão de obra e desenvolvimento do capital humano,
aproximando desta forma, potências humanas e máquinas. Logo, o acesso a este enriquecimento de eficiência produtiva
de uma nação, perpassa pelo maior acesso a educação de seu capital intelectual, observado que em uma sociedade da
comunicação generalizada se estabelece uma sociedade de rede nas universidades. Neste ambiente passa-se a ampliar a
nossa compreensão do mundo e seus reflexos no sistema educacional. Assim, o grupo Kroton Educacional utilizou um
modelo de gestão empreendedor e inovador à frente de seus concorrentes comprando algumas instituições; aplicou
sistemas de financiamento estudantil como o FIES e o PROUNI; seguiu as políticas educacionais públicas e criou o seu
próprio setor de inovação garantindo a inserção de novas tecnologias e atendendo ao compromisso com as ações
estratégicas estabelecidas pelo nível institucional da organização. Dentro dessa perspectiva constitui-se objetivo maior
desse artigo contextualizar inicialmente a situação educacional retratada no Brasil para apresentar o caso da empresa
Kroton como instituição de ensino que avançou em seu tempo e aproveitou as oportunidades que o mercado lhe
apontava. O trabalho se justifica por demonstrar além de dados quantitativos e qualitativos sobre a conjuntura atual da
educação superior no país, o desenvolvimento da empresa em questão como um exemplo de instituição inovadora a ser
seguido. Acredita-se então, que a educação superior é o sustentáculo para a criação de novas ideias por parte das
pessoas estabelecendo, dessa maneira, novas formas de se fazer uma gestão inovadora e eficaz.
Palavras-chaves: Acesso; Capital Intelectual; Educação; Inovação; Políticas Públicas.
Abstract: Significant transformations occur in all the areas of the knowledge correlated to scientific and technological the
development, which demand greater qualification of the workmanship hand and development of the human capital,
approaching in such a way, powers human beings and machines. Soon, the access to this enrichment of productive
efficiency of a nation, it passes beyond for the biggest access the education of its intellectual capital, observed that in a
society of the generalized communication if it establishes a society of net in the universities. In this surrounding one is
transferred to extend it our understanding of the world and its consequences in the educational system. Thus, Educational
the Kroton group used model of an enterprising and innovative management to the front of its competitors buying some
institutions; it applied systems of student financing FIES as it and the PROUNI; it followed the public educational politics
and it created its proper sector of innovation guaranteeing the insertion of new technologies and taking care of to the
commitment with the strategical actions established by the of the institution level of the organization. Inside of this
perspective objective greater of this article consists to initially to introduce text the educational situation portraied in
Brazil to present the case of the Kroton company as education institution that advanced in its time and used to advantage
the chances that the market pointed to it. The work if justifies for demonstrating beyond quantitative and qualitative data
on the current conjuncture of the superior education in the country, the development of the company in question as an
112
ISSN: 2317-7403
example of innovative institution to be followed. It is given credit then, that the superior education is sustentation for the
creation of new ideas on the part of the people establishing, in this way, new forms of if making an innovative and
efficient management.
Keywords: Access: Intellectual capital; Education; Innovation; Public policy.
1 INTRODUÇÃO
O contexto de uma sociedade do conhecimento cada vez mais internacionalizada leva o Sistema de Educação
Superior (SES) à privatização, diversificação acadêmica e administrativa, permitindo além da expansão, uma
centralização estatal nas políticas de avaliação da qualidade e ainda a busca do desenvolvimento científico e tecnológico
com marca da inovação.
No Brasil, a real situação da educação superior ainda retrata uma situação que permite uma maior quantidade de
cursos e alunos em detrimento à uma maior qualidade de serviços dessa educação, isto é, um número expressivo de alunos
universitários de várias instituições, a cada semestre que estão em situação de formatura, sem no entanto ter o devido
preparo para competir no mercado de trabalho. Dessa forma, as avaliações já realizadas por auditorias do Ministério da
Educação e Cultura (MEC) apontam para enormes diferenças de qualidade educacional entre as instituições,
principalmente as instituições privadas.
Em face dessa realidade as universidades e instituições de ensino e pesquisa, em sua maioria, não estão paradas, pois
está havendo interação da Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) com o
poder público brasileiro, no sentido de incentivar não somente a formação de professores, mas apresentar qualidade de
ensino e pesquisa, mudanças e inovações que são exigências atuais.
O trabalho tem sua importância por apresentar além de dados quantitativos e qualitativos sobre a conjuntura atual da
educação superior no país a partir do ano de 2009, expõe o desenvolvimento da empresa Kroton como um exemplo de
instituição educacional inovadora a ser seguido.
Assim, este artigo demonstra um breve resumo da situação da educação profissional no Brasil até apresentar a
evolução do acesso à educação no país expondo análises de especialistas incluindo a educação à distância, nova
modalidade que surge como modelo de educação inovadora e inclusiva.
Destaca-se também a situação da educação estabelecida na zona rural apresentando números referentes à faixa etária
dos estudantes. Outro aspecto interessante apresentado no artigo é a valorização do curso superior pelos jovens brasileiros
o que garante autonomia profissional e melhoria salarial.
Retrata-se ainda a situação da educação no período 2001-2010 apresentando quantitativos referentes às matrículas dos
cursos de licenciatura do país, bem como os programas de financiamento estudantil e as estatísticas atuais do ensino
superior.
Finalmente o artigo aborda uma pequena apresentação da empresa Kroton Educacional, instituição que trabalha com a
educação nas várias modalidades ensino, em particular, o ensino superior, estabelecendo-se como instituição referência
em ensino de qualidade, avanço tecnológico e inovação da educação no Brasil.
2 CONJUNTURA ATUAL DO ACESSO À EDUCAÇÃO SUPERIOR NO BRASIL
Schwartzman (1993) apud SAMPAIO (2011) aponta que a partir do século XX, mais precisamente na sua segunda
metade, o relativo equilíbrio que caracterizava a relação público e privado na educação superior no Brasil (com relação ao
número de instituições e de matrículas), foi interrompido em face da natureza da expansão do sistema. Essa expansão foi
assumida pela iniciativa privada, no início da década de 1970, sendo impulsionada por causa da pressão de diversos
segmentos da sociedade brasileira.
O fim século XX foi considerado o período da virada, isto é, para o setor privado aqui se destaca como a inovação na
educação superior, que corresponde à lógica da sobrevivência criativa. Corrobora-se, então, com Sampaio (2011) que
realmente era necessário tratar dos dois lados que intervêm na economia: de um lado o Estado como organismo que regula
e expede as leis e as normas burocráticas; do outro um mercado desaquecido. Dessa maneira, por esse cenário apresentado
já se identificam indícios de mudanças destacadas no setor privado que, rapidamente ganhariam espaço e direção próprias.
Então, para adequar-se à nova legislação, alguns segmentos do ensino superior buscaram respostas nas ações
empreendedoras, que a partir das brechas da lei encontraram certas oportunidades, “cujos resultados estão na base das
transformações hoje em curso” (Sampaio, 2011, p. 1-2).
113
ISSN: 2317-7403
Ainda conforme a autora há mais de 100 anos o ensino superior privado no Brasil apresenta um percentual de 75%
das matrículas nesse nível de ensino. A trajetória desse tipo de ensino apresenta duas Constituições, a da República no ano
de 1891, responsável pela sua possibilidade de existência e a Constituição de 1988 que, sustentando o princípio da
liberalidade, manteve o ensino superior livre à iniciativa privada, tudo sem desrespeitar as normas gerais da educação e
ainda com a autorização e avaliação do poder público.
Atualmente no Brasil ampliou-se o acesso à educação, haja vista que os cursos presenciais apresentam 3.958.544
matrículas de bacharelado, 928.748 de licenciatura e 545.844 de tecnológico. No tocante a educação a distância, tem-se
426.241 matrículas de licenciatura, 268.173 de bacharelado e 235.765 de tecnológicos6. Acompanhando a evolução, em
2010 ainda percebe-se concentração de matrículas nas universidades (54,3%), ao longo do período, verifica-se que apesar
do aumento do volume de matrículas nas universidades, a diminuição percentual do número de matrículas nestas em
contraponto ao aumento percentual da participação das faculdades e dos centros universitários, faculdades (31,2%) e dos
centros universitários (14,5%). Apesar do número de matrículas estar concentrado nas universidades, as faculdades
correspondem ao maior número de instituições na educação superior7.
As matrículas de graduação em 2010 consolidam-se percentualmente mais que o dobro das matrículas de 2001.
Apesar da expansão do ínterim 2001-2010 alicerça-se no setor privado, as Instituições Federais de Educação Superior
(IFES) demonstraram o maior ampliação percentual de matrículas, pelo segundo ano consecutivo. De 2009 para 2010
houve majoração de 11,8% matrículas nas IFES, praticamente o dobro das ocorridas no setor privado8.
No gráfico a seguir (Gráfico 1) pode-se observar com bastante clareza como evoluiu o número de matrículas em
cursos de graduação, tanto em cursos presenciais quanto os à distância no período 2001 a 2010.
No ano de 2001 o quantitativo chegava a 3 milhões de matriculados e que passados quase 10 anos, o ano de 2010
atingiu mais que o dobro desse número.
Gráfico 1: Evolução do Número de Matrículas em Cursos de Graduação (presencial e a distância) no Brasil (2001-2010)
7.000.000
6.000.000
5.000.000
4.000.000
3.000.000
2.000.000
1.000.000
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Fonte: MEC/INEP, 2011.
Para segmentar mais ainda a questão do acesso à educação superior no Brasil apresenta-se a seguir o Gráfico 2 que
representa o quantitativo de matrículas em Cursos de Graduação no país nas duas modalidades presencial e à distância
destacando as categorias em instituições de ensino superior públicas e privadas.
Gráfico 2: Evolução do Número de Matrículas em Cursos de Graduação (presencial e a distância) por categoria pública e
privada no Brasil (2001-2010)
6
Retirado do texto: O Ensino superior cresce 110% em 10 anos no Brasil (2011).
Op. Cit.
8
Op. Cit.
7
114
ISSN: 2317-7403
5.000.000
4.000.000
3.000.000
2.000.000
1.000.000
2001
2002
2003
2004
2005
Pública
2006
2007
2008
2009
2010
Privada
Pelo Gráfico acima pode-se notar o nítido crescimento do número de alunos matriculados representando a categoria
privada em comparação ao número da categoria pública. Após pesquisas realizadas pelos autores identificou-se um
aumento do número instituições privadas em detrimento às públicas que se sustentavam com poucos recursos.
Para comprovar a situação de novos ingressos na educação superior apresenta-se a Tabela 1 que comprovadamente
mostra bem a realidade atual num período de praticamente 10 anos.
Tabela 1: Evolução do Número de Ingressos (presencial e a distância) por Categoria Administrativa
- Brasil – 2001-2010
Ano
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
Total
Total
1.043.308 251.239
1.431.893 334.070
1.554.664 325.405
1.646.414 364.647
1.805.102 362.217
1.965.314 368.394
2.138.241 416.178
2.336.899 538.474
2.065.082 422.320
2.182.229 475.884
Ingressos (todas as formas de ingresso)
Pública
%
Federal % Estadual % Municipal
24,1
23,3
20,9
22,1
20,1
18,7
19,5
23,0
20,5
21,8
125.701
148.843
153.393
165.685
148.206
177.232
193.919
211.183
253.642
302.359
12,0
10,4
9,9
10,1
8,2
9,0
9,1
9,0
12,3
13,9
99.214
149.017
128.323
153.889
166.660
143.636
176.047
282.950
133.425
141.413
9,5
10,4
8,3
9,3
9,2
7,3
8,2
12,1
6,5
6,5
26.324
36.210
43.689
45.073
47.351
47.526
46.212
44.341
35.253
32.112
%
2,5
2,5
2,8
2,7
2,6
2,4
2,2
1,9
1,7
1,5
Privada
Privada
%
792.069
1.097.823
1.229.259
1.281.767
1.442.885
1.596.920
1.722.063
1.798.425
1.642.762
1.706.345
75,9
76,7
79,1
77,9
79,9
81,3
80,5
77,0
79,5
78,2
Em 2001 o total de ingressos na educação superior era de 1.043.308 chegando a mais do dobro em 2010 com
2.182.229. A soma do número de egressos nas instituições de ensino superior federal, estadual e municipal perfaz um total
de 251.239, enquanto que as instituições privadas de ensino superior apresentou quase o triplo: 792.069.
Analisando melhor a situação, em 1 (um) ano, no período de 2009 a 2010, a variação percentual dos ingresso foi de
5,7%, enquanto que a de 2001 a 2010 foi de 109,2% do total.
No período de 1 ano (2009-2010) a categoria pública apresentou variação dessa forma: federal (19,2%), estadual
(6,0%) e municipal (8,9%). Já a categoria privada apresentou um percentual de 3,9%.
Em 10 anos a variação correspondeu a 109,2%. A esfera federal apresentou 140,5%, a estadual 42,5% e a municipal
22%.
115
ISSN: 2317-7403
Após um decênio o crescimento do número de egressos das instituições privadas de ensino superior se mantem
atingindo um total de 1.706.345 - mais de três vezes o que apresentou o número das instituições públicas (475.884) como
pode-se verificar graficamente:
Gráfico 3: Evolução do Número de Ingressos (presencial e a distância) por Categoria Administrativa
- Brasil – 2001-2010
2.500.000
2.000.000
1.500.000
1.000.000
500.000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
No Gráfico acima destacam-se 2007, 2008 e 2010 como os três anos que apresentaram número maior de ingressos
tanto par a educação presencial como à distância. Nota-se então visivelmente uma evolução por período anual se houver
comparação com o ano de 2001 que não chegou a 1.500.000.
2.1 EDUCAÇÃO PROFISSIONAL
A formulação do Plano Político-Pedagógico (PPP) é essencial para o estabelecimento da qualidade e não mera
formalidade exigida pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional (LDBEN), pois, este propicia a construção
coletiva por uma comunidade escolar, do papel da educação nessa sociedade, a função social da própria unidade escolar, o
papel dos profissionais os conteúdos e das atividades, além de contribuir para o aperfeiçoamento da interação teoriaprática, e a formação de professores, inicial e continuada, tendo em vista que isto é elemento central para a melhor
qualidade da educação superior brasileira. Entretanto, deve-se considerar a carreira docente, o reconhecimento social e
econômico, as condições de trabalho. Logo, é necessário pensar todas essas dimensões de forma holística, deficiências
salarial, formação dos docentes, pois é imprescindível buscar soluções para problemas de inadequação do financiamento,
da gestão, dos sistemas, das escolas e das concepções e práticas pedagógicas. Os quais permanecem reproduzindo
modelos culturais de classes sociais diversas das dos alunos, potencializando o fracasso e o abandono escolar (BRASIL,
2007).
No ano de 1996 a nova LDB n. 9.394, configurou o Ensino Médio como finalização da Educação Básica. A
consolidação e o aprofundamento do Ensino Fundamental e o reconhecimento àqueles que concluírem o curso básico, do
ingresso no Ensino Superior estão entre as suas finalidades. Por outra maneira, a LDB, permite, ainda, o ingresso do aluno
em carreira técnico-profissional, depois de atendida a formação geral, consoante o artigo 36, parágrafo 2º, seção IV da
aludida lei. Dessa forma, o aluno pode optar entre o Ensino Médio de caráter propedêutico como aprofundamento de
Ensino Fundamental, ou ainda pelo Ensino Médio Técnico Profissionalizante (CANALI, 2009)
Canali (2009) reforça ainda que a Educação Profissional passou por nova reforma e sua regulamentação dada pelo
Decreto nº 2.208 de 17 de abril de 1997. Essa modalidade de educação passa a integrar as diferentes formas de educação e
trabalho à ciência e à tecnologia, com a finalidade de atender o aluno matriculado ou o egresso do ensino básico, do nível
superior, bem como os trabalhadores em geral.
O Decreto nº 6.302 de dezembro de 2007 instituiu o Programa Brasil Profissionalizado constituiu-se com o objetivo
de estimular o Ensino Médio Integrado à Educação Profissional, dando ênfase à educação científica e humanística com a
ajuda da articulação entre formação geral e educação profissional, a cerca da realidade concreta no contexto dos arranjos
produtivos e das vocações sociais, culturais e econômicas locais e regionais.
116
ISSN: 2317-7403
Sabe-se que para ultrapassar essa dualidade estrutural histórica existente entre ensino médio propedêutico e a
educação profissional de nível médio torna-se necessário enfrentar alguns desafios para transformar essa realidade,
caracterizada como problema político e não pedag gico. Sobre essa situação explica Kuenzer (2007, p. 34): “a dualidade
estrutural tem suas raízes na forma de organização da sociedade, que expressa as relações entre capital e trabalho;
pretender resolvê-la na escola, através de uma nova concepção, ou é ingenuidade ou é m fé.”
Ao realizar uma retrospectiva no tocante às políticas públicas no período 2003 – 2007, o objetivo central do
Ministério do Trabalho e Emprego foi combater a precarização e a discriminação no trabalho. Dessa forma, apresentou
vários programas, para manter, por exemplo, a fiscalização do trabalho por meio da aplicação das normas legais no
ambiente de trabalho, no alcance à proteção da vida e da saúde, com destaque para a eliminação do trabalho infantil e do
trabalho escravo. Surge então o Programa Nacional de Qualificação Social e Profissional, PNQ (2003-2007), parte
integrante do Plano Plurianual (PPA), que apresenta mais uma ação política do Governo em conceber a qualificação
profissional, como direito, como política pública, como espaço de negociação coletiva e como elemento constitutivo do
desenvolvimento sustentável. Estas ações foram implementadas em alguns estados como o Ceará9 e o Rio Grande do
Norte10
O PNQ foi criado para articular diretrizes, procedimentos e ações de qualificação social e profissional como uma
estratégia de integração das políticas de emprego, trabalho, renda, educação e desenvolvimento apesar de em 2002, os
recursos orçamentários para a Qualificação Profissional terem o decréscimo de 302 milhões, que, entretanto, foram
reduzidos com o contingenciamento para apenas R$ 153 milhões (representando algo em torno de 30% dos valores do ano
anterior). Para 2003, o Orçamento da União, definido ainda no Governo anterior, destinou apenas R$ 186 milhões. Ao
final dos dois quadriênios de vigência do PLANFOR, 1995-1998 e 1999-2002, tornou-se evidente a necessidade de
mudanças profundas, após intenso desgaste institucional (PEIXOTO, 2008).
3
EVOLUÇÃO DO ACESSO À EDUCAÇÃO NO BRASIL
O Brasil possui atualmente 6,5 milhões de universitários, dos quais 6,3 milhões encontram-se matriculados na
graduação e 173 mil na pós-graduação, e a majoração em relação a 2009 foi de 7,1%. Segundo Fernando Haddad (2011),
a década 2001/2010, resulta em mais do que duplicação do número de cidadãos com acesso educação superior: “Talvez
esta tenha sido a melhor década, do ponto de vista de acesso à educação superior, em todos os tempos, tanto em termos
relativos como absolutos” 11.
Em 2001, 390 mil estudantes concluíram a graduação, já em 2010, 973,8 mil, Fernando Haddad enfatizou que o
número de pessoas formadas nas universidades brasileiras, praticamente triplicou. A ampliação de acesso e formandos
resulta de um maior número de ofertantes, 29.507 cursos de graduação presenciais e a distância, em 2.377 instituições de
ensino superior, públicas e privadas.
Segundo o censo 2010, ocorreu uma democratização do acesso à formação superior, a região Nordeste evoluiu de
15% das matrículas em 2001 para 19%, em 2010, a região Norte, de 4,7% em 2001 para 6,5% em 2010. No tocante ao
perfil dos estudantes presenciais tem-se média de 26 anos, e a distância, 33 anos.
Ainda atinente aos dados do Censo 2010, percebe-se um maior número de instituições privadas de ensino superior
(IPES), 42.950 escolas, faculdades ou universidades privadas, frente 278 públicas, e 68,7% dos 29.507 cobram
mensalidade. Porém, quando o assunto é pós-graduação a maior parte dos alunos está na rede pública, ou seja,
necessitamos democratizar também o acesso à pós graduação em maior velocidade, a fim de que este não torne-se um
novo gargalo à formação de capital humano.
Correlato aos 6,3 milhões de universitários na graduação observa-se 173.408 brasileiros matriculados em um curso de
especialização, mestrado ou doutorado, o que equivale a 0,09% da população brasileira.
3.1 ANÁLISES DE ESPECIALISTAS
9
Com base no documento Relatório Planejamento Estratégico (DRT/Ceará), disponível em:
<http://portal.mte.gov.br/data/files/FF8080812C1CBDF2012C2BA1C3AE38C1/ce_planej_estrategico_2004.p
df>.
10
Com base no texto eletrônico encontrado na página do Governo do Estado do Rio Grande do Norte:
<http://www.sine.rn.gov.br/contentproducao/aplicacao/sine/programas/gerados/qualificacao.asp>.
11
Censo revela que o acesso cresceu na década de 2001-2010, Portal MEC (7 nov. 2011). Disponível em: <
http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_content&view=article&id=17212>.
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Como afirmou Francisco de Oliveira (1990, p. 12) na abertura da reunião anual da ANPED (Associação Nacional de
Pós-graduação e Pesquisa em Educação) em 1990 considerando a alta velocidade de desenvolvimento tecnológico no
mundo com as mudanças inadiáveis a serem anunciadas: “[...] a inserção da economia brasileira no sistema internacional,
exige tecnologia de ponta e esta não é produzida com mão de obra barata e desqualificada”.
Ana Leda Barreto (1996), em análise aos Parâmetros Curriculares Nacionais, implementada na gestão de Fernando
Henrique Cardoso, os quais foram objetos de fortes críticas da comunidade acadêmica nacional, consolida “a necessidade
de uma s lida formação dos profissionais de educação, como sendo b sica para a transformação deste sistema.” Assim,
complementa Arroyo (1985, p. 9): “Tal esquecimento nos faz pensar que a desqualificação das professoras e professores
foi é um dos mecanismos 'para mantê-los fracos e disponíveis à manobras e conchavos políticos-burocr ticos'.” Que
segundo Barreto (1996, p.4) um sistema que forma outros cidadãos e cidadãs fracos e disponíveis às mesmas manobras e
conchavos.
Desta forma, a transformação do sistema educacional exige a transformação do professor. Nossos currículos,
programas, materiais didáticos, incluindo os novos e sofisticados multimídias, softwares educacionais, vídeos educativos,
continuam centrados em fal cias, como afirmou Emilia Ferreiro para a Revista TV Escola: “insistimos ainda que a
aprendizagem deve se dar sempre do concreto para o abstrato, do próximo para o distante e do f cil para o difícil” (MEC,
1996). Nesta óptica não acompanharemos as transformações que evoluem todos os campos de trabalho e educação.
Segundo Marcello Cini (1998), físico italiano, vemos hoje a evolução da ciência e sua mudança de concepção, então
assevera com bastante propriedade: “Passou-se, em vez disso, a uma concepção de mundo em que, em vez de se tentar
reduzir tudo ordem, regularidade e continuidade, emergem categorias e perspectivas completamente opostas.” Dessa
forma complementa seu pensamento: “Estudam-se a desordem, a irregularidade, os fenômenos que não se repetem, em
vez de tentar unificar fenômenos muito diferentes pela explicação resultante de uma única lei fundamental.”
Corrobora-se com Pretto (1999) que a aquisição e construção do conhecimento é primordial para superarmos este
obstáculo, logo, sendo fundamental a adoção das tecnologias da comunicação e informação nos processos de ensinoaprendizagem.
A gestão Fernando Henrique Cardoso propõe decididamente a privatização de estatais, vide telecomunicações. Logo
desenvolvendo-se as sociedades de estudo em rede através do Ministério da Ciência e Tecnologia, com a criação da Rede
Nacional de Pesquisa (RNP), introduzindo de forma definitiva a Internet no país.
3.2 A EDUCAÇÃO NA ZONA RURAL
Na zona rural, somente 17% dos jovens com mais de 25 anos completaram o nível médio ou superior. E o perfil dos
estudantes, geralmente segue o exemplo de Eduardo Baron, que não mora no campo e não dispõe de experiência no
campo, o qual estuda agronomia por influência do pai, agricultor 12.
Os cursos de agronomia e veterinária da Universidade de Brasília (UnB) possuem cerca de 800 alunos, destes 50%
são estudantes da cidade, logo, em função disto, além de conhecimentos técnicos, o curso precisa abordar fatores sociais
que envolvem a vida no campo.
A situação do professor com curso superior é ainda preocupante Segundo dados da Secretaria de Educação
Continuada, Alfabetização e Diversidade (SECAD/MEC), apenas 24% dos professores das séries iniciais do Ensino
Fundamental que dão aula em zonas rurais no país têm curso superior. Eles chegam a ganhar até 60% menos que os
docentes da zona urbana.
Dos analfabetos brasileiros, que somam 9,6 milhões de pessoas entre 15 e 60 anos, 40% estão no campo, segundo
dados da Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios (PNAD) de 2007. "Na zona rural, os estudantes têm menos
acompanhamento da família e menos oportunidades de acesso à cultura e à leitura, tanto na sala de aula, com o professor
que tem formação precária, quanto em casa", avalia o diretor do MEC13.
12
Retirado de Notícias de Rural Br: Universitários da zona rural são minoria no país, aponta IBGE, por Maíra
Gatto, Brazilândia, DF, 2011. Disponível em:
<http://agricultura.ruralbr.com.br/noticia/2011/04/universitarios-da-zona-rural-sao-minoria-no-pais-apontaibge-3290801.html.>
13
Para ficar mais informado vide o site da Revista Escola encontrado na seguinte página eletrônica: <
http://revistaescola.abril.com.br/politicas-publicas/modalidades/campo-ensino-pior-425395.shtml>.
118
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3.3 UNIVERSIDADE E SALÁRIOS
Um estudo divulgado em 13.09.2011, pela Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE)
demonstrou que o investimento em ensino superior tem por consequência recompensas salariais futuras, e o Brasil entre os
30 países estudados, o Brasil é o que mais valoriza este tipo de ensino.
No Brasil uma pessoa com ensino superior chega a apresentar diferença salarial de até 156%. A população brasileira
de 15 a 29 anos e com mais estudo é a que tem menor probabilidade de estar desempregada, somente 6,2% dos graduados
nesta faixa etária estão desempregados, frente a 10,2% dos jovens que concluíram o ensino médio.
Porém curiosamente o relatório da OCDE aponta que 30,1% dos brasileiros entre 15 e 19 anos não estão estudando o
que mostra ainda uma situação a se considerar como urgente.
O relatório explana que entre 2000 e 2008, a nação que apresentou o maior acréscimo nos investimentos por aluno foi
o Brasil, 121%. Apesar disto, a OCDE informa que o percentual do PIB investido em educação pelo Brasil (5,3%)
continua abaixo da meta da organização (5,9%).
Segundo este estudo metade dos graduados em todo o planeta, advém de três economias fortes: Estados Unidos
(26%), China (12,1%) e Japão (11,4%), em um total de 225 milhões em todo o globo.
Ainda atinente a este estudo, o mesmo advoga que o mundo não apresentará evolução econômica e socialmente
enquanto apenas três países dominarem o ensino superior. Logo, o objetivo era o aumento de 25% nas matrículas, entre
1995 e 2009. Ou seja, meta superada pelo Brasil no ínterim 2001-2010.
3.4 A DÉCADA 2001-2010
Segundo Fernando Haddad (2011): “Talvez esta tenha sido a melhor década, do ponto de vista de acesso educação
superior, em todos os tempos, tanto em termos relativos como absolutos”. O ministro embasou-se no fato de que passouse de 390 mil formandos em 2001 para 973,8 mil em 201014.
Haddad enfatizou que o objetivo do governo Lula de dobrar as matrículas nas universidades federais em seus
mandatos (2003-2010) foi levemente superada. Vide que em 2008, ocorreram 148,8 mil matrículas e, em 2010, 302,3 mil.
O censo demonstrou o aumento de ingresso em cursos de licenciatura, os quais representaram 21,1% do das
matrículas, entre as categorias presenciais e a distância. Inclusive, aumento na oferta de vagas para as disciplinas com
histórico de falta de professores, em biologia de 78 mil de 2001 para 160 mil em 2010; em física, 18 mil para 42 mil; em
matemática, de 60 mil para 86 mil, e em química, de 26 mil para 53 mil.
3.5 PLANO NACIONAL DE QUALIFICAÇÃO
O PPA 2004-2007 do primeiro mandato do governo Lula, objetiva a promoção do desenvolvimento e inclusão social,
englobando debate democrático sobre prioridades políticas. Referente ao Ministério do Trabalho e Emprego – MTE,
englobando articulação estratégica das políticas de emprego, trabalho e renda com a política de desenvolvimento
econômico, resultando no Programa de Desenvolvimento Centrado na Geração de Emprego, Trabalho e Renda, apontando
ações direcionadas à promoção do crescimento sustentável com trabalho, democratização do acesso ao crédito e a inclusão
social, expressando o objetivo do programa de governo, construir um Brasil para todos 15.
As ações de intermediação de mão-de-obra e de qualificação profissional, inclusão social pelo trabalho. O Programa
de Integração das Políticas Públicas de Emprego, Trabalho e Renda constitui um primeiro passo em direção à construção
de um novo Sistema Público de Emprego.
Como parte desse Programa, o Plano Nacional de Qualificação – PNQ articula diretrizes, procedimentos e ações de
qualificação social e profissional como uma estratégia de integração das políticas de emprego, trabalho, renda, educação e
desenvolvimento.
Nessa perspectiva, O PNQ se constitui espaços públicos de gestão participativa e de controle social, buscando a
superação da condição de política compensatória, para ajustar-se às diretrizes da política nacional, um direito de cidadania
que contribui para a democratização das relações de trabalho, imprimindo um caráter social e participativo ao modelo de
desenvolvimento.
14
15
Op. Cit. 2011.
Encontrado em: < http://www.sigplan.gov.br/arquivos/portalppa/41_(menspresanexo).pdf>.
119
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4 FACULDADES RECEBEM ISENÇÃO DE IMPOSTOS
Entre 2005 e 2009, 29% das bolsas disponíveis do Prouni não foram preenchidas, mesmo assim empresários
receberam isenção fiscal. As 260 mil vagas não ocupadas geraram lucros aos empresários do ensino superior privado. As
instituições que participam do programa receberam desconto total dos impostos, mesmo não preenchendo as vagas.
O próprio secretário de Educação Superior, Luiz Cláudio Costa, que recentemente defendeu a ampliação do Prouni,
afirmou que o problema é a lei que criou o programa, em 2005. A lei demonstra que o objetivo da criação do programa foi
justamente ajudar os empresários da educação.
A lei estabelece ainda que as universidades precisam apenas aderir ao programa e oferecer uma quantidade
determinada de bolsas, não exige que as vagas sejam preenchidas, nem vincula a isenção dos impostos ao preenchimento
das vagas.
É uma bolsa-empresário, pois com o programa, os tubarões do ensino estão evitando a quebradeira das instituições
privadas, que estão à beira da falência. Devido aos altos custos das mensalidades e à enorme evasão, essas instituições
estão tendo prejuízos e crises. Para salvá-las, o governo Lula institui o Prouni, ao invés de criar vagas e investir nas
instituições públicas.
Um exemplo da falência dessas instituições é a crise por que passa uma das principais instituições privadas de ensino
superior, a PUC-SP. Recentemente, a instituição eliminou 400 disciplinas da sua grade curricular após o pagamento destas
pelos estudantes. Outro dado que demonstra a crise é que de 1,3 milhão de vagas ociosas no ensino superior, 97% são na
rede privada de ensino (CAUSA OPERÁRIA ONLINE, 2011).
"Da maneira como o programa está desenhado, as instituições têm recebido toda a isenção fiscal e não têm efetivado
todo o benefício previsto", afirmaram analistas do Tribunal de Contas da União.
Segundo analistas do TCU concluiu não h “estimulo” para que os empres rios preencham as vagas. Como se o
desconto dos impostos não fosse uma transferência enorme de recursos públicos a esses tubarões da educação.
A verdade é que os empresários não querem oferecer as bolsas, pois assim não aumentam a quantidade de estudantes
e recebem dinheiro do Estado da mesma forma.
O relatório do TCU aponta: "Há brechas no sistema de cálculo que podem dar margem a comportamentos
oportunistas de instituições de ensino superior que queiram obter vantagens no programa”.
O próprio Ministro da Educação, Fernando Haddad, fundador do Prouni, reconheceu a ajuda do governo aos
empres rios. “O MEC precisa cobrar das instituições de ensino superior IES que estão devendo ao País pelos valores das
mensalidades. O governo est pagando mais do que deve pelas bolsas”.
4.1 ESTATÍSTICAS DE ENSINO SUPERIOR
No tocante aos credenciamentos para Educação à Distância (EAD), tem-se 128 portarias do MEC. Referente às casas
de ensino superior, a relação é de 5,51%, no tocante às universidades encontramos 76 credenciadas, representando
43,67%, nos centros universitários, dos 110 existentes, 15 estão aptos a funcionar com metodologia de EAD, 13,63%, das
2.036 faculdades 1,81% conseguiram a permissão, correspondendo a um total de 37 conforme Tabela 2.
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Tabela 2: Instituições de Ensino Superior (IES) credenciadas à EAD
IES
Número de IES
Credenciadas à EaD
Total
Universidades
174
43,67%
76
Centros Universitários
110
13,63%
15
Faculdades
2036
1,81%
37
16
Fonte: ALVES (2007).
A realidade do credenciamento das IES no Brasil é bem retratada por pesquisas quantitativas que revelam dados
expressivos apresentados em gráficos e tabelas. As explicações são reveladoras: sobre o percentual de instituições de
ensino superior que são credenciadas à Educação à Distância menos de 5% são faculdades, os centros universitários
chegam a praticamente 15% e as universidades detém um número maior perto de 45% como se pode observar pelo
Gráfico 4.
Gráfico 4: Percentual de IES credenciadas à Educação à Distância (EAD)
Credenciadas à EaD
50,00%
45,00%
40,00%
35,00%
30,00%
25,00%
20,00%
15,00%
10,00%
5,00%
0,00%
Credenciadas à EaD
Universidades
Centros
Universitários
Faculdades
Fonte: adaptado de ALVES (2007).
Os dados de 15 de outubro de 2005 evidenciam que há em nosso país 2.320 IES, sendo 100 federais, 78 estaduais, 58
municipais e 2.084 particulares. Desse conjunto, 174 são universidades, 110 centros universitários e 2.036 faculdades.
Na Tabela 3 observa-se o registro dos dados estatísticos oficiais compreendendo universidades, centros universitários
e faculdades isoladas (públicas e privadas) de acordo com o Instituto de Pesquisas Avançadas em Educação (IPAE) no
ano de 2005.
16
Educação à distância – dados estatísticos brasileiros por João Roberto Moreira Alves - Presidente do
Instituto de Pesquisas Avançadas em Educação e da Associação Brasileira de Tecnologia Educacional.
Diretor de Relações com o Poder Público da Associação Brasileira de Educação a Distância, 2007.
Disponível em: <http://ensinoadistancia.wikidot.com/crescimento:estatistica-dados-brasileiros>.
121
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Tabela 3: Número de IES existentes no Brasil por região geográfica
Região Norte
136
(5,87%)
Região Nordeste
403
(17,37%)
1.122
(48,83%)
Região Sul
399
(17,20%)
Região Centro-0este
249
(10,37%)
Região Sudeste
Fonte: Instituto de Pesquisas Avançadas em Educação (IPAE), 2005.
Mais informações consulte: Abed, IPAE.
Ainda segundo dados do IPAE, no ano de 2000 os cursos de educação à distância tinha um quantitativo de apenas 10
com 1.682 alunos matriculados e após 6 anos o número de cursos aumentou para 349, com aumento superior a duzentas
mil matrículas conforme quadro 1. Para mais informações consultar o Portal do MEC, o INEP e o IPAE.
Quadro 1 Número de cursos de graduação EAD com seus respectivos números de matrículas realizadas
no período de 2000 a 2006.
EAD NOS CURSOS DE GRADUAÇÃO
Ano
Cursos
Matrículas
2000
10
1.682
2001
16
5.359
2002
46
40.714
2003
52
49.911
2004
107
59.611
2005
189
114.642
2006
349
207.206
Fonte: MEC/INEP/DAES – 2006.
Foi no ano de 2006 que 430.229 candidatos foram inscritos para 813.550 vagas oferecidas, entretanto o número de
ingressos foi menos da metade, apenas 212.246 apresentando 207.206 matriculados até o mês de junho do mesmo ano. Já
a partir do Gráfico 5 apresentado verifica-se em percentual a participação da EAD no total de alunos de graduação:
122
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Gráfico 5: Percentual a participação da EAD no total de alunos de graduação
Fonte: Censo 2006 – INEP.
4.2 ESTATÍSTICAS SOCIAIS
A taxa de analfabetismo das pessoas com mais de 15 anos caiu de 14,7% para 10%, no entanto, persistia um número
elevado de pessoas que não sabiam ler ou escrever: 14,1 milhões de analfabetos, dos quais 9 milhões eram pretos e pardos
e mais da metade residia no Nordeste.
As mulheres urbanas do Brasil apresentam em média, um ano a mais de escolaridade do que os homens. No Distrito
Federal apresentam a maior média, 10,4. Mesmo em regiões onde os valores culturais são reconhecidamente mais
tradicionais, as mulheres têm posicionado como referência nas famílias, Norte (34,7%) e Nordeste (32,1%), 52,9% destes
era monoparental (sem a presença de um dos cônjuges).
Em 2007, 4,2% das mulheres frente 5,5% dos homens estavam ocupados na categoria de dirigentes em geral. Os
dados da PNAD relatam que no Norte e Nordeste, as diferenças entre os percentuais masculino e feminino que ocupam
cargos de dirigentes são menores do que nas unidades da federação do Sul e Sudeste onde os valores culturais seriam mais
avançados.
Em dez anos, sobe de 53,6% para 57,1% o percentual de mulheres entre os universitários, no mesmo período, o
percentual de homens caiu de 46,4% para 42,9%. No segmento de rendimento familiar per capita de até meio salário
mínimo, cerca de 18% eram analfabetos em 2007; já nas classes de rendimentos superiores a dois salários mínimos, o
percentual era de 1,4%. O fenômeno do analfabetismo também está bastante relacionado às áreas rurais. A taxa rural
(23,3%) era três vezes maior que a urbana (7,6%), embora a comparação com os dados de 1997 (taxa rural de 32,0%)
mostre redução expressiva.
A frequência à escola cresceu bastante entre 1997 e 2007. No grupo de 0 a 6 anos de idade, em 1997, 29,2%
frequentavam escola, percentual que passou para 36,5% em 2002 e chegou a 44,5% em 2007. No subgrupo de 4 a 6 anos
de idade, o percentual em 2007 era de quase 78%. No grupo de 15 a 17 anos, a taxa de frequência também cresceu, saindo
de 77,3% em 1997 para 82,1% em 2007.
A taxa de frequência líquida de 15 a 17 anos, demonstra que 48% dos adolescentes estavam cursando o ensino médio,
em 2007, em 1997 era de 26,6%. O Nordeste registrou avanço em 2007 (34,5%). O Sudeste 58%, 66,7% no estado de São
Paulo. As mulheres 53,8% estavam cursando o nível adequado, contra 42,5% dos homens.
Vista pelo rendimento familiar, a taxa de frequência líquida dos adolescentes de 15 a 17 anos mostra uma situação
muito desfavorável para os 20% com menores rendimentos (28,2%) se comparada à dos 20% com maiores rendimentos
(77%). Em 1997, a taxa para o primeiro quinto de rendimento era de 6,1%.
Nesse nível de ensino, em todas as idades entre 18 e 25 anos, os estudantes pretos e pardos não conseguiram alcançar
em 2007 a taxa de frequência que os brancos tinham dez anos antes. Nesse intervalo de tempo, a diferença a favor dos
brancos, em vez de diminuir, aumentou, passando, por exemplo, de 9,6 pontos percentuais, aos 21 anos de idade, em
1997, para 15,8 pontos percentuais em 2007.
Em 2007 os hiatos sobre os anos em ensino entre brancos e pretos era de 13,4% e 4,0%. Ou seja, o hiato entre os dois
grupos, que era de 7,4 pontos percentuais em 1997, passou para 9,4 em 2007. Analfabetismo funcional cai mais entre
pretos e pardos, mas a desigualdade se mantém, pois no tocante às taxas de analfabetismo, analfabetismo funcional e
frequência escolar, tem-se diferenças significativas. Em 2007, dos 14 milhões de analfabetos brasileiros, 9 milhões eram
pretos e pardos. Enquanto a taxa de analfabetismo da população branca era de 6,1%.
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A taxa de analfabetismo funcional apresentou maior evolução para pretos e pardos que para brancos, entre 1997/2007.
No entanto o analfabetismo funcional para os brancos (16,1%) era mais de dez pontos percentuais, menor que a de pretos
e pardos (27,5%).
As consequências das desigualdades educacionais se refletem nos rendimentos médios, que se apresentam sempre
menores (em torno de 50%) que os dos brancos. Mesmo nos grupos com mais de 12 anos de estudo, os brancos são
favorecidos, com rendimentos-hora até 40% mais elevados que os de pretos e pardos.
Os jovens de 16 e 17 anos no período 1997/2007 demonstra a maior busca por conhecimento, reduzindo o percentual
dos que trabalham, de 16,5% para 10,2%, e dos que cuidavam dos afazeres domésticos, de 11,1% para 8,3%. Ampliando
os que se dedicavam exclusivamente aos estudos, de 45,5% em 1997 para 54,8% em 2007.
A partir dos 18 anos este volume é ainda menor 25,8%, no segmento de 18 e 19 anos, e 10,1% de 20 a 25 anos. Frente
ao percentual de jovens que trabalham e não estudam é de 32,3% para o grupo de 18 e 19 anos e de 50,4% para o de 20 a
24.
5
A EMPRESA KROTON EDUCACIONAL
Seguindo exemplo de grandes empresas de tecnologia e educação da atualidade como Microsoft, Google, Facebook e
outras, nasceu no ano de 1966, na cidade de Belo Horizonte (MG) a ideia para o nascimento da empresa Kroton
Educacional. A organização surgiu a partir da união de cinco jovens empreendedores montarem um curso pré-vestibular
chamado Pitágoras. Após dois meses, 33 dos 35 alunos do Pitágoras foram aprovados. O sucesso da gestão e a utilização
de uma metodologia eficaz fez com que depois de dois anos com 13 turmas constituídas e três turnos o número de alunos
subisse para 600.
O Pitágoras evoluiu a cada década. Na década de 70 nasce o primeiro colégio para alunos do 1° e 2° graus com mais
de 5 mil jovens matriculados. Em 1974 nasce a maior unidade do Grupo no Ensino Básico (Pitágoras Cidade Jardim).
Para fugir das consequências da crise econômica, nos anos 80 o Grupo construiu duas gigantescas obras na Mauritânia e
no Iraque, constituindo-se de mais de mil alunos brasileiros residentes nesses países.
A Kroton Educacional é uma das maiores organizações educacionais privadas do Brasil, com atuação no Ensino
Básico há mais de 36 anos e no Ensino Superior desde 2001. A Companhia atua de forma integrada e diversificada,
provendo serviços de educação, tecnologia de ensino e material didático para uma rede de mais de 600 escolas associadas
em todos os Estados do Brasil. No Ensino Superior, a Kroton conta com 27 campi em operação em seis Estados do Brasil.
Na década de 1980, a Kroton desenvolveu um modelo replicável de gestão, objetivando a implantação e operação de
unidades educacionais geograficamente dispersas. Esse modelo, ancorado no desenvolvimento, padronização e
monitoramento dos processos críticos de gestão educacional, incluindo um sistema de treinamento de docentes e gestores,
garantiu a qualidade administrativa e pedagógica necessária para a escala dessas operações.
Desde 1997 a Kroton ampliou ainda mais esse modelo, ao iniciar a comercialização, em grande escala, da sua
tecnologia educacional e de gestão para a Educação Básica, por meio de escolas associadas e de um composto de produtos
e serviços indissociáveis, alinhados ao projeto pedagógico da Companhia, a saber: (i) treinamento para professores e
gestores; (ii) consultoria na implantação de processos de gestão; (iii) apoio nas ações de marketing e captação de alunos;
(iv) conjunto de livros didáticos; e (v) processo de avaliação permanente do desempenho da aprendizagem dos alunos. A
principal marca da Kroton, “Pit goras”, conquistou grande visibilidade e alto grau de reconhecimento em todo o País,
sempre associada a atributos de qualidade no Ensino Básico, comprovados por uma taxa média de 98% de renovação
anual dos contratos com suas escolas associadas nos últimos três anos.
Na década de 90 foi criada a Rede Pitágoras a partir da expansão do Ensino Básico que após quase um ano 106
escolas já faziam parte do Grupo que tinha como cultura a produtividade, a replicabilidade e a escalabilidade.
Complementando essa linha origina-se a Fundação Pitágoras em 1999 para a viabilização de projetos educacionais.
Pensamento.
Em 2000 surge a primeira Faculdade Pitágoras com um sistema e metodologia exclusivos criados em parceria com a
Apollo Internacional (uma das maiores companhias de educação do mundo) sediada no Arizona, E.U.A. e que durou até
2005 com a venda da sua participação aos fundadores. No final do ano de 2001 a Companhia possuía 332 alunos no
Ensino Superior, ao passo que já contava com uma base ampla no Ensino Básico, que somava 98.257 alunos.
Assim dois anos após a venda o ano de 2007 ficou assinalado pela abertura de capital do Pitágoras na BM&F
Bovespa, com o nome Kroton Educacional (KROT11), o que possibilitou um bom desenvolvimento e a expansão da
companhia.
124
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Em 2009, com a ajuda financeira da Advent International (um dos maiores fundos de private equity do mundo) a
Kroton compartilharia o controle da Companhia com os sócios fundadores. Seguindo de forma rápida a Kroton adquiriu o
grupo IUNI Educacional. Hoje no país, o Kroton é um dos mais destacados grupos educacionais.
Desde 2004 o imperialismo tem despejado uma torrente de dólares e euros na educação brasileira de nível superior. O
objetivo não é ampliar nem atualizar conteúdos, especializar professores, equipar laboratórios e hospitais-escola.
Pretende-se, na verdade, aprofundar o processo de transformação da educação em mercadoria para obter lucro máximo,
seja com a venda de cigarros na cantina, o ensino à distância para tropas no Haiti, ou a coleta dos recursos do Pro Uni,
criado para não universalizar o ensino público gratuito.
Informações do chefe da Secretaria de Assuntos Econômicos do BNDES (Banco de Desenvolvimento Econômico e
Social), Ernani Torres, dão conta de que, em 18 de outubro do ano passado, 3.875 prepostos do capital financeiro
internacional completaram uma injeção de 412,5 milhões de dólares para assumir 80% do SEB (Sistema Educacional
Brasileiro S. A.). Com US$ 478.773.750,00, cerca de 12 mil estrangeiros assumiram 70% do controle da Kroton, criadora
da rede Pitágoras e, com US$ 446.940.000,00 ficaram com 64% da Estácio de Sá, num negócio para o qual cada aluno foi
"avaliado" em R$ 10.800.
Para "ganhar musculatura", Antonio Carbonari Neto, da Anhanguera Educacional, fez duas ofertas públicas de ações
na Bolsa, tendo captado R$ 860 milhões, que aplicou principalmente em 17 aquisições. No momento em que acalentava
sonho de comprar mais 25 faculdades, foi adquirido pelo Apollo Global, (joint-venture de US$ 1 bilhão formada em 2007
pela Apollo Inc, com 80,1% e o Group Carlyle com 19,9%).
Situação semelhante à reinante hoje no Brasil, foi vivida no USA na década de 70, quando estudos demográficos de
John Sperling indicaram que a massa estudantil já não abrangia jovens com emprego em tempo integral: metade dos
universitários era de trabalhadores de tempo integral e idade mais avançada.
Em junho deste ano, João Carlos Di Gênio, proprietário de meia centena de escolas Objetivo e do complexo
educacional Unip recebeu do grupo Apollo uma proposta de compra de R$ 2,5 bilhões (1,53 bilhão de dólares) apenas
pelas unidades de ensino superior. A oferta, que corresponde a 8 mil dólares por aluno, era respaldada pelo Morgan
Stanley Investment Bank.
Outro negócio que vai passando à administração alienígena é a Kroton, criada na década de 1980. Em 1997, a Kroton
iniciou a comercialização da sua tecnologia educacional e de gestão de Educação Básica para as escolas associadas, por
meio de um conjunto de produtos e serviços indissociáveis.
Atuando com empreendedorismo e inovação como instituição educacional o grupo Kotron obteve a associação com a
Unopar que assumiu a liderança no mercado educacional brasileiro como a maior plataforma de educação a distância no
ensino superior do Brasil, com mais de 145 mil alunos em graduação e mais de 6 mil em pós-graduação.
O grupo após a fusão possui atualmente o maior portfólio de serviços educacionais do Brasil, com atuação do ensino
maternal ao doutorado e ainda ensino de idiomas e extensão. O grupo é agora o 6º maior grupo educacional em valor de
mercado do mundo entre as empresas listadas em bolsas de valores. Em Cáceres o compromisso e a experiência com a
educação somam os 45 anos de história da Kroton, 40 anos da Unopar e os 25 anos do CEAF (JORNAL OESTE, 2011).
Segundo notícia no site do Jornal Oeste a Kroton e a Unopar unidas são a maior presença nacional na área de
educação, com unidades próprias, escolas associadas e pólos em mais de 1000 localidades brasileiras.
A partir de dados coletados do Relatório de Administração do Grupo Kroton em maio de 2010, o Ministério da
Educação (MEC) anunciou uma medida provisória, com alterações no Fundo de Financiamento ao Estudante do Ensino
Superior “Novo FIES”, que atualmente permitiu impacto no crescimento do setor educacional.
Para se ter ideia desde o início do programa, a Companhia vem investindo em uma estrutura de apoio aos estudantes
para lhes facilitar o acesso ao Novo FIES, inclusive durante os processos de vestibular. Os dados deo relatório revelam
que em dezembro de 2010, mais de 5 mil alunos da Kroton já tinham contratos assinados do Novo FIES.
O site valoronline.com.br a partir do mesmo Relatório de 2010 revelou uma receita bruta total de R$ 711,1 milhões
em 2010 com crescimento de 80,0% em relação a 2009. O avanço do grupo Kroton se explica também pela aquisição do
IUNI realizada em março de 2010.
Não se fala só de lucro já que o Kroton quer contribuir também para maiores quantidade e qualidade da educação
superior, mesmo assim o total das deduções da sua receita bruta R$ 111,5 milhões, compostas por bolsas Prouni (R$ 51,8
milhões), Impostos sobre Ensino Superior (R$ 11,8 milhões), Impostos sobre operações escolares (R$ 3,3 milhões),
devoluções (R$ 8,6 milhões) e descontos concedidos (R$ 36,0 milhões).
Sobre a receita líquida a empresa terminou o exercício de 2010 com o total de R$ 599,7 milhões (crescimento de
69,9% em relação a 2009). Com relação aos Custos de Produtos Vendidos e de Serviços Prestados - em 2010, os custos
totais da Kroton foram de R$ 434,4 milhões, ou 72,4% da receita líquida. Os custos de serviços prestados, em razão da
maior participação das operações de Ensino Superior no mix de negócios, representaram 94,8% desse total17.
17
Para mais informações ver <http://www2.valoronline.com.br/sites/default/files/valor_ri/22-03_kroton_c.pdf>.
125
ISSN: 2317-7403
Economicamente satisfatório o lucro bruto foi de R$ 165,3 milhões, permitindo um aumento de 35,4% com relação ao
ano de 2009. Assim, a margem bruta alcançou 27,6% em 2010, redução de 7 pontos percentuais frente ao ano anterior,
refletindo o aumento dos custos e os eventos extraordinários apurados no período.
Quanto às despesas operacionais, estas chegaram a R$ 196,5 milhões em 2010. Essas despesas operacionais são
compostas por despesas com vendas (que inclui a provisão para devedores duvidosos – PDD), pessoal, gerais e
administrativas, outras receitas/despesas operacionais e amortização de ágio.
A Companhia mineira não é vitoriosa só em números, mas também tem sucesso com as inovações. Partiu do seu
grupo de inovação um projeto de levar à escola computadores portáteis conectados com uma lousa digital e conteúdo 3D
para que Professor e alunos poderão extrapolar na interatividade por meio de uma sala equipada com pequenos
computadores portáteis nas carteiras, diretamente conectados a uma lousa digital.
O quadro-negro ou branco, o giz e o pincel não serão substituídos, mas complementados. Tudo por conta da inovação.
Assim, o aluno ganha mais agilidade, é sem dúvida agregação de valor. A sala digital servirá a todos os alunos do 6º ao 9º
ano até a segunda série do ensino médio a partir do ano de 2011. Com uma caneta magnética capaz de escrever, editar e
manipular fotos, objetos e textos, o professor conseguirá tornar as aulas mais dinâmicas e interessantes. É o que acredita o
diretor de Educação Básica da Kroton João Lacerda (BRASIL ECONÔMICO, 2010).
É um projeto inovador no País e já foi complementado pela parceria fechada ao final de outubro coma empresa
indiana Designmate, especializada em conteúdo de ensino 3D para diversas disciplinas.
O diretor Lacerda diz com otimismo: "Somos agora o representante dela no Brasil. É um sucesso. Na aula de biologia,
por exemplo, há um vídeo que explica a cicatrização com um filme de 8 minutos, repleto de detalhes". Explica ainda que:
"Nosso foco é melhorar a aprendizagem. Pesquisamos e constatamos que as escolas que usaram a ferramenta tiveram
êxito. Essa geração tem uma facilidade em trabalhar em grupo não presencial, em redes de relacionamentos"
Com isso o grupo Kroton dá um passo decisivo e à frente do tempo das instituições de ensino, assim, Rodrigo Galindo
o diretor executivo de Educação Superior na época "É preciso dar tempo para que a inovação aconteça. Não surge do
nada. Precisa dar espaço e tempo. É isso que estamos fazendo".
Para melhorar em todas as áreas a Companhia possui um grupo de sete diretores: Tecnologia, Corporativo, Ensino a
Distância, entre outros que se reúnem semanalmente para discutir inovação na companhia.
Para que o sistema dê certo a Kroton trabalha a capacitação dos professores como continuidade das ações, dessa
forma o desafio maior segundo os diretores da companhia é trazer essa cultura para dentro da sala, por esse motivo o papel
do professor é tão importante.
O grupo de inovação da Kroton apresenta outra linha de atuação, o intitulado projeto "Mentes Inovadoras". Por meio
da ferramenta fornecida pela empresa israelense Mind Lab, jogos de tabuleiros contribuem para estimular o raciocínio dos
alunos do 2º ao 5º ano do ensino fundamental da rede Pitágoras. Esta inovação chega ao ensino superior nas unidades de
ensino superior da rede Kroton Educacional. Não há mais transmissão de conteúdo dentro da sala de aula. O professor
passa os dados através de um portal antes do período letivo e valoriza o ambiente em grupo para as discussões sobre o
tema. É a tecnologia suportando um projeto pedagógico (BRASIL ECONÔMICO, 2010).
6
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este avanço educacional brasileiro demonstrado na última década, por meio dos dados elencados no censo, seguiram
uma lógica smithiana de maior eficiência do mercado.
Haja vista que a inovação deste processo sob uma lógica schumpteriana de inovação criadora, tende a sucatear a
educação superior, tão qual os processos vividos pelos sistemas médio e básico.
Observado que Estado tende a gerenciar e controlar o nível de qualidade por meio de regulação estatal, em lógica de
economia mista, keynesiana. No intuito de minimizar as falhas do mercado, e assegurar à este constante padrão de
qualidade, no intuito de formar sucessivas gerações de mão de obra qualificada.
A liderança de um país perpassa pela capacidade de empreendedorismo, inovação, ou seja, capital humano capaz de
gerar novas tecnologias de produtos, serviços e processos que amplie a produtividade e consequentemente a
competitividade de toda a sociedade.
Logo, observado estas perspectivas de políticas macroeconômicas estruturantes, tendo como um de seus pilares, a
qualificação do capital intelectual. E a mobilidade dos recursos financeiros internacionais que buscam maior rentabilidade
e neste intuito direcionam-se para segmento das instituições financeiras de ensino superior, pois os mesmos dispõem de
políticas fiscais (isenções de Contribuição Social e de Imposto de Renda) e de Política Monetária (apoio creditício) para
aumento da demanda.
126
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Conforme se verifica a ampliação da busca de rentabilidade em foco precipuamente direcionado pelas decisões da
Apollo Intenacional, um grupo educacional internacional que inseriu-se como sócio em 2001, e em meados de 2010,
efetuou um aporte de aproximadamente R$ 300 MI em Capital Social, para ampliação de sua participação no mercado
brasileiro.
O grupo Kroton Educacional após uma análise deste mercado captou no último triênio grandes grupos como UNIC e
UNOPAR, e redes locais como a FAMA, em prol de ampliar seu marketing share e desta forma aproveitar a maior
rentabilidade dentro de uma perspectiva maior de giro, ampliando exponencialmente o retorno deste investimento.
Para se ter ideia, de acordo com dados do Relatório de Administração da Kroton a empresa findou 2010 com 85.367
alunos, sendo 76.253 matriculados em cursos de graduação e outros 9.114 alunos em cursos de pósgraduação, um bom
quantitativo para o segmento de Ensino Superior. E não para por aí o crescimento anual no número de alunos no Ensino
Superior foi de 95,7%, particularmente por causa da aquisição do IUNI em março do ano retrasado (2010). Em números
os alunos evadidos no ano foi de 19.177 e de estudantes graduados foi de 20.511, todavia houve bastante entrada de novos
alunos com o total de 39.251.
Por todos os dados quantitativos e qualitativos expostos neste artigo não é difícil observar que o Grupo Kroton
Educacional se destaca de várias instituições educacionais, não só pela preocupação com a qualidade, mas por estar
realmente preocupado com a educação superior e estabelecer em sua filosofia organizacional o aspecto da inovação como
decisivo para o alcance do sucesso.
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WS-BPEL - WEB SERVICES BUSINESS PROCESS EXECUTION
LANGUAGE: principais conceitos e abordagens
Patrício Moreira de Araújo Filho, [email protected] 2
Marcus Aurélio Freire Silva, [email protected] 2
1. Universidade Federal do Maranhão – UFMA
2. Faculdade Atenas Maranhense e Pitágoras de São Luís, São Luís – Maranhão.
3. Faculdade Pitagoras de São Luís, São Luis – Maranhão.
Resumo. Arquitetura Orientada a Serviço – SOA representa uma abordagem para a utilização dos recursos de TI em
apoio ao negócio da organização. Apesar de sua maturidade, SOA apresenta a renovação, em níveis técnico e
organizacional, da forma como TI deve ser usada para apoiar o processo de alinhamento estratégico da organização.
Este artigo apresenta os conceitos e elementos do padrão WS-BPEL (Web Services Business Process Execution
Language) descrevendo os principais elementos para sua utilização. Além das abordagens utilizadas para composição de
serviços.
Palavras-chaves: Arquitetura orientada a serviços, SOA, Web Services.
Abstract. Service Oriented Architecture - SOA is an approach to the use of IT resources in support of the organization's
business. Despite its maturity, SOA presents renovation in technical and organizational levels, the way IT should be used
to support the process of strategic alignment of the organization. This paper presents the concepts and elements of the
WS-BPEL (Web Services Business Process Execution Language) describing the main elements for your use. Besides the
approaches to service composition.
Keywords: Service Oriented Architecture, SOA, Web Services.
1 INTRODUÇÃO
A utilização de SOA (Service-Oriented Architecture) como estratégia competitiva significa oferecer visões abstratas
de como o arquiteto deve modelar soluções de software que permitam a criação de sistemas desacoplados de tecnologias e
flexíveis o suficiente para acompanharem mudanças nas regras de negócio da organização.
Esse comportamento garante que as soluções desenvolvidas dentro desse paradigma consigam surgir de estratégias
mais adaptáveis a diferentes contextos permitindo maior otimização de recursos e melhores resultados para a organização.
O alinhamento entre o negócio e a TI, por meio do uso de SOA, é possível quando conseguimos determinar os
elementos de um processo de negócio e os associar a serviços de TI. Christian Gronroos [1] define a idéia de serviço a
partir de uma perspectiva de marketing declarando que: “Um serviço é uma atividade ou conjunto de atividades de
natureza intangível que normalmente, mas não necessariamente, acontece entre um provedor e um consumidor.”
Em nosso contexto de aplicação, serviço é usado para denominar o relacionamento entre um provedor e um
consumidor, que objetivam solucionar uma atividade em comum.
O IEEE[2], define que um serviço é um tipo de relacionamento entre um provedor e um consumidor, sendo que esse
provedor se compromete em realizar determinadas tarefas com resultados pré-estabelecidos para um consumidor, e que,
por sua vez, se compromete a usar o serviço da forma contratada.
Os processos de negócio são a principal fonte de informações das organizações. Neles estão definidas as sequencias
de atividades que estão alinhadas com os objetivos estratégicos da organização. Tornar os processos executáveis com a
possibilidade de utilizar parte dos processos de outras organizações, com o objetivo de atingir metas ainda maiores,
129
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tornou-se uma necessidade fundamental para as organizações. Com isso as principais motivações para o uso do WSBPEL são [Juric, 2011].



Simplificar a integração entre parceiros de negócio;
Incentivar as organizações a definirem melhor os seus processos, tal melhora leva a otimização da organização;
Facilitar a exposição das funcionalidades da organização através de Web Services.
O presente trabalho está estruturado da seguinte forma. Seção 1 apresenta a motivação para a utilização do padrão
WS-BPEL. A Seção 2 apresenta o padrão WS-BPEL. A Seção 3 descreve os elementos para implementação do WSBPEL. Seção 4 demonstra as técnicas de composição de serviços, descrevendo o modelo orquestrado e o modelo
coreográfico. Por fim, na Seção 5 a conclusão do trabalho.
2 PADRÃO WS-BPEL
A linguagem WS-BPEL (Web Services Business Process Execution Language) é um padrão criado em 2002 e
submetido a OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) em 2003. Serve para
descrever a execução de processos de negócios, como ocorre o relacionamento entre diversos Web Services participantes
de uma composição simples ou complexa [Alvez et. al., 2007].
Para compor os tipos de serviços declarados anteriormente, Papazoglou [et al. 2007] descreve que as técnicas mais
utilizadas para a esse fim, são os serviços do tipo orquestrados ou coreograficos.
O processo WS-BPEL especifica a sequencia em que os serviços serão executados nos parceiros envolvidos na
orquestração. Este processo é organizado através de atividades, que podem ser utilizadas para receber uma requisição no
processo, invocar parceiros ou retornar a resposta do processo ao parceiro externo [Alvez et. al., 2007].
Figura 1 – Processo síncrono
A programação com WS-BPEL é parecida com a programação das linguagens de programação já existentes, na
medida me que ela oferece determinados tipos de construções como estruturas de repetição, condicionais, variáveis e
atribuições. Este fato possibilita que o processo de negócio seja visto como um algoritmo.
O uso desses recursos é simples e limitado, objetivando a facilidade de uso e aprendizagem da mesma. Uma
composição de serviços especificada em WS-BPEL é vista como serviço, ou seja, quem usou um processo de negócio
definido em WS-BPEL não tem a ciência que na verdade está usando vários serviços para realizar uma determinada
operação.
Por ser um Web Service, a composição necessita ter sua interface baseada em WSDL (Web Service Description
Language), troca de mensagens com outros Web Service através do protocolo SOAP e pode ser cadastrado em um
repositório UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) para fins de consulta. O padrão WS-BPEL assume
que os serviços participantes da composição estejam descritos usando WSDL.
130
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Um processo WS-BPEL pode ser síncrono ou assíncrono. Um processo síncrono bloqueia o cliente (aquele que está
usando o processo) até que o processo termine e retorne um resultado para o cliente. A Figura 1 [Nitzsche et. al., 2007]
demonstra uma comunicação síncrona entre o processo BPEL e um serviço. Neste caso, o processo aguarda por uma
resposta do serviço para continuar a execução
Um processo assíncrono não bloqueia o cliente. Em vez disso, ele usa um retorno de chamada para devolver o
resultado. A Figura 2 [Nitzsche et. al., 2007] ilustra a comunicação assíncrona, onde o processo invoca o serviço e
continua a sua execução. Ao finalizar o seu processamento, o serviço comunica o processo através de uma operação
denominada callback.
Figura 2 – Processo assíncrono
Os assíncronos são mais utilizados são para processos de longa duração, e os síncronos são usados para processos que
retornam um resultado em um tempo relativamente curto. As funcionalidades mais importantes de WS-BPEL são listadas
a seguir:







Descrever a lógica dos processos de negócio através da composição de serviços;
Tratamento de operações de modo síncrono ou assíncrono;
Invocar serviços de maneira sequencial ou paralela.
Prover mecanismos para tratar erros durante a invocação de serviços;
Manter atividades de longa duração (transacionais), assim como interrompe-las;
Reiniciar uma composição que foi interrompida ou apresentou erros;
Agendar a execução de atividades e definir a ordem em que elas irão executar.
3 ELEMENTOS WS-BPEL
O Padrão WS-BPEL comporta atividades (como invoke, receive e reply) que são utilizadas para acessar parceiros de
negócio (identificados por port types). Este acesso é realizado por um canal de comunicação definido via partnerlink e os
dados são transferidos através de variáveis. Nesta subseção será apresentado especificações de alguns dos elemnentos do
padrão exemplificando seus usos.
131
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3.1 Partner link’s
Elemento que define os diferentes stakeholders (parceiros envolvidos) que interagem com o Processo de Negócio
durante toda sua execução. Eles são usados para identificar a funcionalidade que deve ser oferecida por cada serviço
parceiro. As ligações de parceiros (partner link) devem estar associadas a um tipo de ligação entre parceiros (partner link
type) definidos na especificação de web services no WSDL [Christensen et. al., 2001].
A figura 3 demonstra um trecho de código de um partnerlink. Neste trecho são definidos 3 partnerlinks referentes ao
acesso de um cliente e de duas empresas aéreas que serão consultadas.
Figura 3 – Trecho de código de um partnerlink
Após definido o partnerlink se faz necessário o elo entre os serviços, definindo o papel (role) de cada um na interação
e especificando o portType (canal por onde determinada ação do partnelink é acessada) individual em cada um receberá
suas mensagens. Tal ligação, esta representada na Figura 4, onde se utiliza de uma extensão do WSDL chamada
partnerLinkType.
Figura 4 – PartnerLinkType do serviço Airline
132
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3.2 Variáveis
São definidas para as variáveis de dados usadas pelo Processo de Negócio. Elas são usadas para manter os dados de
estado e o histórico do processo com base nas mensagens trocadas. As variáveis devem estar associadas a tipos de
mensagens definidos na especificação WSDL.
Cada variável deve ter seu tipo, que podem ser: Simple Type (armazena dados do XML Schema (string, integer,
boolean e float)), WSDL Message Type ( armazena contéudos de uma mensagem WSDL enviada ou recebida pelos
envolvidos) e Element (faz o armazenamento tanto simples como complexo definidos em um XML Schema). Veja abaixo
na Figura 5, um trecho de código onde são declarados variáveis do tipo WSDL Message Type.
Figura 5 – Declaração de variáveis do processo
3.3 Atividades
As atividades contém as descrições do comportamento normal para a execução do Processo de Negócio. Existem
basicamente dois tipos de atividades:
3.3.1 Atividades básicas
Tipo de atividade usado para executar alguma operação. Algumas dessas atividades básicas envolvem a interação com
algum parceiro, as quais são:


Invoke – invoca uma operação no serviço web;
Receive – recebe uma mensagem de uma fonte externa;
Reply – envia uma resposta para uma fonte extrena.
Outras atividades básicas são executas sem interação com qualquer parceiro como:





Waiting – realiza uma pausa por um tempo determinado;
Terminate – finaliza a execução de uma instância de serviço;
Assign – copia dados;
Throw – levanta erros na execução do processo;
Compensate – desfaz alterações em caso de erro.
133
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3.3.2 Atividades estruturadas
Tipo de atividades usados para agrupar atividades básicas dentro de algumas estruturas de fluxo. Exemplos a seguir:






While – utilizado para laços;
Pick – bloqueia o fluxo de processo até que determinado evento ocorra;
Flow – utilizado para fluxos paralelos;
Sequence – define a ordem de execução;
Switch – utilizado para lógica condicional;
Scope – define um escopo para agrupamento de atividades.
4. ABORDAGENS DE COMPOSIÇÃO
Nesta Seção serão apresentados os dois modelos utilizados para composição de serviços web.
4.1 Orquestração
É uma abordagem baseada no modelo workflow, onde um processo central controla os web services envolvidos
coordenando a execução das diferentes operações. A Figura 6 - representa um exemplo de orquestração.
Figura 6 – Exemplo de orquestração
Seguindo os passos temos:
Passo 1: o controlador central recebe uma solicitação de um consumidor;
Passo 2: Em seguida invoca um serviço;
Passos 3 e 4: ao ter o retorno, invoca outros serviços;
Passo 5: ao final do processamento o controlador central retorna uma resposta para o consumidor.
Embora a facilidade de implementação, gestão e monitoramento, essa abordagem possui limitações no que diz respeito a
escalabilidade [Pedraza e Estublier, 2009].
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4.2 Coreografia
Nesta
abordagem
a
colaboração
entre
serviços
é
descentralizada
e
um
conjunto
de mensagens são trocadas entre os serviços. O serviços precisam conhecer quando e como interagir com os outros
serviços. A Figura 7 apresenta um exemplo de coreografia.
Figura 7 – Exemplo de coreografia
O processo inicia com a invocação do serviço 1, realizando uma tarefa. Após o termino da tarefa, o serviço 2 é
invocado. Em seguida os serviços 3 e 4 sucessivamente. E assim outros serviços são invocados consecutivamente.
Numa breve comparação com a abordagem orquestrada a coreografia existe muito mais dificuldade de
implementação, gestão e monitoramento. Devido as dificuldades recorrentes de execução ser de difícil gerenciamento e a
realização dinâmica de um serviço não ser fácil de realizar [Pedraza e Estublier, 2009].
5. CONCLUSÃO
Neste trabalho foram apresentados definições de SOA, serviços e composição de serviços. Foram detalhados os
elementos utilizados pela linguagem WS-BPEL. Além da explanação das abordagens de composição, analisando-as
criticamente. Identificando vantagens e desvantagens na utilização dessas técnicas de composição. Assim, atingindo o
objetivo desse artigo.
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Copyright © 2013 by CEAMA
Ano I, vol. 01, 1º trimestre, Fevereiro de 2013, São Luis, Ma, Brasil
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136
Ano I, vol. 01, 1º trimestre, Abril de 2013, São Luis, Ma, Brasil
PRODUÇÃO DE MATRIZ CROMATOGRÁFICA DE AFINIDADE A PARTIR
DE POLISSACARÍDEOS DE Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit.
Faculdade Pitágoras de São Luís, São Luís – Maranhão.
Núcleo de Imunologia Básica e Aplicada – Departamento de Patologia - Universidade Federal do Maranhão – Campus do Bacanga, São
Luís – Maranhão.
Resumo: A cromatografia de afinidade é uma das técnicas utilizadas na purificação de proteínas, onde estas
biomoléculas se ligam a sítios específicos na matriz de afinidade. As sementes vegetais apresentam na sua constituição
química polissacarídeos, e dentre estes galactomananas, biopolímeros constituídos de unidades tipo D-manose e Dgalactose muito comum nas plantas da família Mimosaceae. No presente trabalho, a matriz de afinidade foi elaborada a
partir de polissacarídeos de Leucaena leucocephala. O teste da especificidade dessa matriz para lectinas foi realizado
com extrato bruto de sementes de Artocarpus intergrifolia, obtendo-se frações com atividade hemaglutinante positiva, o
que justifica a presença de lectina galactose ligante. Esses dados sugerem que a especificidade da matriz é por resíduos
de galactose.
PALAVRA-CHAVE: Leucaena leucocephala, galactomanana, lectina.
ABSTRACT: Affinity chromatography is a technique used in protein purification, where these biomolecules bind to
specific sites on the affinity matrix. The vegetable seeds have polysaccharides in their chemical constitution, and of these
galactomannans, polymers consisting of units type D-mannose and D-galactose very common in plants of the family
Mimosaceae. In this study, the affinity matrix was prepared from polysaccharides of Leucaena leucocephala. The test
matrix for the specificity of lectins was carried out with crude extract from seeds of Artocarpus intergrifolia, yielding
fractions with hemagglutinating activity positive, which explains the presence of galactose binding lectin. These data
suggest that the specificity of the matrix is galactose residues.
KEYWORDS: Leucaena leucocephala, galactomannan, lectin.
1. INTRODUÇÃO
A cromatografia é um método físico-químico de separação, fundamentada na migração diferencial dos componentes
de uma mistura, que ocorre devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, a fase móvel e a fase estacionária.
Existem vários tipos de métodos cromatográficos, entre eles se destacam: adsorção, troca iônica, interação hidrofóbica,
cromatofocalização, filtração molecular, fase reversa e afinidade (Degani, et al., 1998).
A cromatografia de afinidade distingue-se dos outros métodos cromatográficos por se basear, principalmente, nas
propriedades biológicas ou funcionais das espécies que interagem, ou seja, a substância a ser separada e a fase
estacionária. O princípio da cromatografia por afinidade é o isolamento seletivo de macromoléculas biológicas através da
utilização das propriedades dessas substâncias de se unirem reversivelmente a ligantes específicos (Collins, et al., 1997).
Os primeiros trabalhos empregando este tipo de cromatografia datam de meados do século passado, quando
Campbell, Leuscher e Lerman (1959) utilizaram anticorpos anti-haptenos para purificar tirosinase (Collins, et al., 1997).
Esta técnica sofreu um grande impulso, pois, diferente dos outros métodos cromatográficos, se baseia, principalmente, nas
propriedades biológicas ou funcionais das espécies que estão sendo estudadas (Matos, 2000).
As plantas e suas sementes são formadas de polissacarídeos de reserva (gomas) que são, essencialmente, constituídas
de galactomananas, xiloglucanas e mananas (Buckeridge, et al., 2000). Sendo possível encontrar galactomananas nas
famílias Caesalpinaceae, Mimosaceae e Fabaceae (Polhill, et al., 1981).
Uma das propriedades das galactomananas é que em contato com a água formam soluções altamente viscosas, e as
propriedades do polímero em solução, são controladas pelas características moleculares tais como peso molecular e
137
estrutura química (Andrade, et al., 1996). As galactomananas de diferentes espécies diferem com respeito à proporção
entre os resíduos de D-manose e D-galactose na cadeia estrutural fina, bem como do teor destes compostos nas sementes,
sendo inclusive proposta a sua utilização como marcador quimiotaxônomico (Bailey, 1971). Deste modo, os
polissacarídeos naturais são todos altamente hidroxilados, usualmente com três grupos hidroxílicos livres para cada
unidade na cadeia, o que facilita a ação sobre os mesmos de agentes reticuladores como a epicloridrina, vanilsulfana,
diisotiocianato e alguns diepoxidos e diolefinas, resultando nos polissacarídeos modificados que apresentam,
conseqüentemente, alteração em suas propriedades químicas e físicas, principalmente no que diz respeito à solubilidade.
Em geral, os polímeros reticulados tornam-se insolúveis, formando géis, com propriedades reológicas distintas
(WHISTLER & Bemiller, 1993).
A Leucaena leucocephala é uma angiosperma da família Minosaceae, que possui sementes ricas em galactomananas,
caracterizadas por resíduos de D-manose e D-galactose na proporção de 1,6:1 (Mccleary, 1979).
O objetivo deste trabalho é a obtenção e o uso dos polissacarídeos de Leucaena leucocephala como matriz de
afinidade baseando-se nos trabalhos de Fujita, et al. (1975) e Appukutan, et al. (1977), que reticularam polissacarídeos, de
Acacia senegal e Cyamopsis tetragonolobus respectivamente, e obtiveram matrizes de afinidade de excelente resolução
para lectinas.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1. Isolamento dos polissacarídeos
As sementes de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. foram coletadas na Universidade Federal do Maranhão,
Campus do Bacanga de São Luís do Maranhão e catalogadas pelo Herbário Aprisco Viana da Universidade Federal do
Ceará sob o número 1065.
Os polissacarídeos endospérmicos foram obtidos após aquecimento das sementes em água fervente, por 20 minutos,
seguido de intumescimento em água destilada a 25 ºC, por 24 horas. Os endospermas, após separação do tegumento e
embrião da semente, foram triturados e extraídos por agitação mecânica, 10 minutos, com água destilada 1:10 (m:v). O
extrato obtido foi tratado com etanol (3 volumes) precipitando os polissacarídeos.
2.2. Isolamento das lectinas
As sementes de Artocarpus integrifolia e Dioclea sp., foram coletadas respectivamente nas cidade de Presidente Dutra
e Tutóia do Maranhão.
As sementes de A. integrifolia e Dioclea sp., após a retirada do tegumento, foram fatiadas e desidratadas com acetona
PA, em seguida transformadas em farinha. Pesou-se 50g de farinha e em seguida realizou-se a extração das proteínas
totais com 500mL de NaCl 0,15M à frio (10ºC) por 3 horas sob agitação magnética em seguida filtrado, centrifugados
(10.000G, 20’, 4ºC) e o sobrenadante aliquotado e refrigerado.
2.3. Determinação da concentração protéica
As frações contendo jacalina foram concentradas em uma célula de centrifugação Amicon (4000 rpm, 60 min., 4 ºC) e
quantificadas pelo método “protein-dye-binding” segundo Bradford (BRADFORD, 1976).
2.4. Modificação da estrutura glicídica
Os polissacarídeos obtidos de sementes de L. leucocephala foram tratados com epicloridrina, na presença de NaOH a
40ºC, conforme Appukutan, et al. (1977). Pesou-se uma alíquota de 0,5g do polissacarídeo o qual foi adicionados 4mL de
NaOH 3M e 0,25L de epicloridrina. A mistura foi então deixada reagir por 24 horas a 40°C seguida por mais 12 horas a
70°C. O material obtido foi tamisado em tamise de 30 mesh e lavado exaustivamente com água destilada.
2.5. Montagem da matriz cromatográfica
Para avaliar a capacidade de retenção de lectinas, pela matriz de afinidade produzida a partir dos polissacarídeos
reticulados de L. leucocephala, uma coluna cromatográfica (1,5 cm de diâmetro, 10 mL) foi preparada com 0,5g de
polisacarídeos reticulados. À mesma foi aplicado 3mL de extrato salino contendo 272,80 µg/mL de proteínas, obtidos das
138
sementes de A. integrifolia ou de Dioclea sp. As amostras foram aplicadas em excesso, de modo a supersaturar a coluna, e
poder avaliar a capacidade de retenção da mesma.
A coluna foi eluída (120 mL/h), inicialmente com a solução de equilíbrio (NaCl 0,15M). Após a eluição do material
não retido, o retido foi eluido com tampão glicina-HCl, 0,1M, pH 2.5, contendo NaCl 0,15M. As frações (4mL) coletadas
foram monitoradas a 280nm.
2.6. Avaliação da atividade hemaglutinante
Os teores de lectina, das frações protéicas foram determinados pelo método descrito por Moreira e Perone (1977). A
uma série de diluições duplo seriadas (em NaCl 0,15M) das amostras foi adicionada uma suspensão de eritrócitos de
coelho (2%). O material resultante foi incubado a 37ºC por 30 minutos. A observação dos aglutinados foi realizado a olho
nu.
2.7. Eletroforese em gel de poliacrilamida
A pureza da lectina foi determinada por eletroforese em gel de poliacrilamida em presença de SDS e mercaptoetanol. As corridas foram realizadas em placas (12% de gel de separação e 5% gel de concentração) verticais. As
amostras foram previamente dissolvidas em tampão fosfato de sódio 0,01M, pH 7,0, contendo 2% de SDS, 1% de mercaptoetanol e aquecidas a 100ºC, por 15 minutos. As amostras tratadas foram adicionadas de sacarose sólida
(concentração final de 10%) e as mesmas aplicadas ao gel (10L). A eletroforese foi conduzida em uma corrente
constante de 50 mA por aproximadamente 1 hora. As bandas protéicas foram visualizadas por coloração com Coomassie
Brilliant Blue R-250.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Com relação à estrutura fina sabe-se que os polissacarídeos de Leucaena leucocephala são formados por
galactomananas (polímeros de cadeia principal constituída de manose com ramificações de galactose). A literatura
apresenta para a Leucaena leucocephala uma razão manose/galactose de 1:5, com um rendimento de 10,4% de
polissacarídeos extraídos (Buckeridge, et al., 2000; Scherbukhin, et al., 1999). Unrau (1961), estudando a estrutura da
galactomanana de Leucaena glauca, observou uma proporção de aproximadamente 1,3:1 entre os resíduos de D-manose e
D-galactose. Uma proporção de 1,6:1 foi encontrada por McCleary (1979) num estudo sobre a estrutura molecular e
propriedades de interação da galactomanana de Leucaena leucocephala com outro polissacarídeo (xantano) (Buckeridge,
et al., 1987). Diferenças nos resultados observados para amostras de uma mesma espécie por diferentes autores têm sido
atribuídas a variações genéticas ou ambientais para as proporções entre os monossacarídeos e variações metodológicas ou
de grau de maturação com relação aos teores do polímero nas sementes (Buckeridge, et al., 1987).
As galactomananas endospérmicas após extração das sementes de L. leucocephala foram submetidas a tratamento
com epicloridrina em meio alcalino. O material reticulado foi usado como matriz para cromatografia de afinidade na
purificação de proteínas lectínicas. Galactomananas de Adenanthera pavonina (razão 1,8:1 Man:Gal) foram previamente
caracterizadas por Tavares (1988) e reticulada sob as mesmas condições experimentais.
O extrato lectínico de Artocarpus integrifolia, apresenta especificidade para sítios D-galctose ligante (Rahman, et al.,
2002) e o de Dioclea sp. apresenta especificidade para sítios glicose ligante (Wah, et al., 2001). Ambos os extratos foram
aplicados respectivamente, a matriz formada a partir dos polissacarídeos reticulados de L. leucocephala (FIGURAS 1 e 2),
e a coluna foi inicialmente eluída com solução NaCl 0,15M. Após a eluição do material não retido, o material lectinico
adsorvido foi eluído com tampão glicina-HCl, 0,1M, pH 2.5, em NaCl 0,15M. As frações coletadas foram monitoradas
por espectrofotometria a 280nm.
139
Abs 280nm
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0
10
20
30
40
Frações 4mL
Abs. 280nm
FIGURA 1: Cromatografia de afinidade em coluna de Leucaena leucocephala do extrato bruto de Artocarpus integrifolia.
Amostra: 3mL de extrato contendo 272,80 µg/mL de proteína. Eluição com solução NaCl 0,15M (tubos 1 a 20) e com a
solução tampão glicina-HCl 0,1M, pH 2,5 contendo NaCl 0,15M (tubos 21 a 40); fluxo: 120mL/h; frações: 4mL/tubo.
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Frações 4mL
FIGURA 2: Cromatografia de afinidade em coluna de Leucaena leucocephala do extrato bruto de Dioclea sp. contendo
272,80 µg/mL de proteína. Eluição com solução NaCl 0,15M (tubos 1 a 20) e com a solução tampão glicina-HCl 0,1M,
pH 2,5 contendo NaCl 0,15M (tubos 21 a 40); fluxo: 120mL/h; frações: 4mL/tubo.
O reticulado formado dos polissacarídeos endospérmicos de L. leucocephala monstrou ser específico para lectína Dgalactose ligante e inespecífico à lectina glicose ligante. Garros-Rosa, et al. (2006) ao reticular galactomananas de
Parkinsonia aculetata demonstraram ser capazes de isolar lectina galactose ligante de A. integrifolia.
A lectina isolada das sementes de A. integrifolia, que segundo dados da literatura é galactose ligante, foi submentida a
teste de hemaglutinação para avaliar a sua atividade biológica e a mesma apresentou reação hemaglutinante positiva
presente na primeira à décima segunda diluição. A figura 3 mostra o ensaio eletroforético realizado para se observar o
grau de pureza da lectina isolada pela matriz de afinidade, onde em C1 observa-se a presença das proteínas totais, em C2
as proteínas não ligantes a matriz de afinidade presentes no pico 1 da figura 1 e em C3 as proteínas lectínicas galactose
140
ligante isolada no pico 2 (figura 1) e purificada pela matriz cromatográfica formada pelas galactomananas reticuladas de
Leucaena leucocephala.
C1
C2
C3
FIGURA 3: Eletroforese em gel de poliacrilamida SDS das proteínas de Artocarpus integrifolia. C1: Proteínas totais, C2:
Proteínas parcialmente isoladas, C3: Proteínas lectínicas galactose ligante isoladas.
4. CONCLUSÃO
Os polissacarídeos de gomas endospérmicas de Leucaena leucocephala, tipo galactomananas, quando submetidos à
reticulação por epicloridrina, resultaram em uma matriz de afinidade capaz de isolar lectinas galactose ligantes com alta
especificidade.
5. AGRADECIMENTOS
Núcleo de Imunologia Básica e Aplicada - Universidade Federal do Maranhão.
Fundo e Amparo a Pesquisa e o Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA).
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
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- Acta Brazilian Science

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