Inovadora e com rede mundial

Seja o airbag ou o formato MP3, computador  quântico ou hidrogênio verde: há décadas, a  Sociedade Fraunhofer é conhecida mundialmente  pelas invenções e pesquisas em tecnologias-chave. 

Helicóptero RACER
Fraunhofer IGCV mit Airbus

Você só percebe realmente o tamanho da Sociedade Fraunhofer quando você pega um mapa. Basicamente, a Fraunhofer está em toda parte – na Alemanha em Itzehoe, perto da costa do Mar do Norte, e também no extremo sul em Holzkirchen, na Alta Baviera, de onde se pode ver os Alpes. Em 2022, haverá 76 institutos e filiais somente na Alemanha. Além disso, há locais em quase todos os continentes: nos EUA e Brasil, bem como na África do Sul, Israel, China e Índia. A Sociedade Fraunhofer (FHG) é a maior organização de pesquisa aplicada na Europa e está conectada em rede no mundo inteiro. Física de construção, processamento de dados ou fotovoltaica, biomedicina, mecatrônica ou pesquisa de polímeros – dificilmente haverá um tema científico ou técnico no qual a Sociedade não seja ativa. 

Muitas invenções dos institutos são mundialmente famosas: o airbag, por exemplo, ou o famoso formato MP3, que é usado para comprimir música em pequenos arquivos. Vem do Instituto Fraunhofer para Circuitos Integrados (IIS), em Erlangen. Para seu desenvolvimento nos anos 80, os pesquisadores usaram a conhecida música “Tom’s Diner”, de Suzanne Vega, por causa de seu ritmo claro e sua simplicidade. Ela se tornou a primeira canção comprimida. O LED branco também é uma invenção mundialmente famosa do mundo Fraunhofer. No passado, era preciso misturar a luz dos LEDs azul, verde e vermelho para produzir luz branca. Isto tornava os projetos de LED complexos e caros. Em 1995, pesquisadores do Fraunhofer Instituto de Física de Sólidos Aplicada (IAF), em Freiburg, foram os primeiros a obter um único eletro chip para emitir luz branca pura. Este foi o início da triunfante carreira dos LEDs. Hoje, eles iluminam milhões de escritórios e casas. 

Reimund Neugebauer, presidente da Sociedade Fraunhofer (FHG), explica de onde vem esta criatividade dos aproximadamente 30.000 funcionários: “Concentramo-nos em tecnologias-chave relevantes para o futuro. Para isso, avaliamos constantemente campos de negócios inovadores e tendências tecnológicas com grande potencial de mercado e relevância social e ajustamos nosso foco de acordo com isso”. Entre os campos importantes em que a FHG está trabalhando atualmente estão a bioeconomia, medicina inteligente, tecnologias quânticas ou tecnologias de inteligência artificial e climática. O fornecimento futuro de energia é particularmente importante, diz Neugebauer: “Podemos produzir quantos computadores quânticos ou construir centros de computação de alto desempenho que quisermos – se não pudermos mais nos abastecer com energia, de maneira segura e soberana, isso não nos levará a lugar algum”. Isto significa que nossa política energética e também nossas soluções para o fornecimento de energia têm de avançar”. O objetivo, diz ele, é alcançar a soberania energética junto com nossos vizinhos na União Europeia.  

Hidrogênio, tema do futuro 

É por isso que o hidrogênio é um tema particularmente importante no momento. Segundo Mario Ragwitz, porta-voz da Rede de Hidrogênio Fraunhofer, 35 institutos estão trabalhando nesse sentido. “O bom é que cobrimos toda a cadeia de valor, desde a produção de hidrogênio até o transporte e os consumidores”, diz Ragwitz. Entre outras coisas, a FHG possui laboratórios de eletrólise onde a produção de hidrogênio a partir da água é otimizada. Além disso, existem laboratórios para o desenvolvimento posterior de células de combustível que convertem hidrogênio em eletricidade. As equipes também estão pesquisando como a produção de células de combustível pode ser automatizada. Porque ainda são feitas em sua maioria à mão. Isto seria muito caro e muito lento para o futuro uso em massa do hidrogênio. Para desenvolver soluções, o Instituto Fraunhofer de Máquinas Ferramentas e Técnica de Moldagem (IWU), em Chemnitz, criou um dispositivo incomum de pesquisa: um carro chamado Silverhummel. Ele se baseia em projetos de um carro de corrida dos anos 40, que nunca foi construído. Os pesquisadores ressuscitaram agora o carro e o equiparam com uma unidade de célula de combustível, que eles podem usar para testar novos componentes e conceitos. 

A matéria prima mais importante da Alemanha sempre foi a inventividade de seu povo. As soluções e inovações que são desenvolvidas aqui contribuem significativamente para o nosso bem-estar e são sucesso de exportação com efeitos perceptíveis nas cadeias globais de valor.

Presidente da Fraunhofer, Prof. Dr. Reimund Neugebauer

Onde o hidrogênio pode ser uma ajuda especial na virada energética? Os pesquisadores da Fraunhofer têm sempre em mente estas questões muito práticas. Para Mario Ragwitz, faz sentido usar hidrogênio onde quase não existem alternativas verdes e onde as emissões de dióxido de carbono podem ser maciçamente reduzidas. Isto se aplica sobretudo às indústrias químicas e siderúrgicas, à navegação e ao tráfego aéreo e de mercadorias pesadas. Na indústria siderúrgica, por exemplo, enormes quantidades de carvão são utilizadas hoje em dia para fundir ferro-gusa. Em conjunto com a empresa siderúrgica Salzgitter AG e outros parceiros, a FHG está desenvolvendo um processo no projeto SALCOS, no qual o hidrogênio serve como combustível. 

Mario Ragwitz adverte basicamente com relação ao uso do hidrogênio: “Mas uma economia de hidrogênio só funciona se também pudermos transportar o gás”. E com relação à Sociedade Fraunhofer, ele acrescenta: “Temos as competências necessárias – tanto em termos de planejamento da infraestrutura, quanto do conhecimento científico do material”. 

Nos últimos dez anos, a FHG sempre esteve entre os dez a 20 maiores requerentes de patentes no Instituto Alemão de Registro de Patentes e Marcas. Conceitos comerciais surgiram a partir de muitas patentes ao longo dos anos. Numerosas empresas foram fundadas e a FHG possuía ações em 86 empresas no início de 2022. O volume anual de pesquisa da Sociedade Fraunhofer totaliza cerca de 2,9 bilhões de euros – uma grande parte disto, 2,5 bilhões de euros, é contabilizada pela área central de pesquisa contratual.

O contato estreito com a indústria não é muito importante apenas por causa do financiamento. É também crucial que os pesquisadores conheçam em detalhes as necessidades dos parceiros industriais para encontrar soluções adequadas. Junto com a Airbus, por exemplo, o Instituto Fraunhofer de Fundição, Composto e Tecnologia de Processamento (IGCV), em Augsburg, está desenvolvendo o helicóptero RACER de alta velocidade, que poderá alcançar velocidades de voo de 400 quilômetros por hora e ainda ser muito econômico. A título de comparação, os helicópteros convencionais só podem alcançar 230 a 260 quilômetros por hora. O Instituto fabrica as peças do RACER, a partir de plástico leve, reforçado com fibra de carbono. O que é incomum no processo de produção é que as fibras de carbono não são colocadas à mão, mas camada por camada por um robô. Isto acelera a produção.

Num laboratório  multimegawatt, os  pesquisadores estão  estudando os pré-requisitos para um fornecimento  estável de energia.
Num laboratório multimegawatt, os pesquisadores estão estudando os pré-requisitos para um fornecimento estável de energia.
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

A melhor rede mundial 

A Sociedade Fraunhofer foi fundada em 26 de março de 1949. Naquela época, tinha apenas 103 membros. O tamanho que um dia atingiria era dificilmente imaginável. Hoje, a Sociedade não está mais ativa apenas na Alemanha, mas no mundo inteiro – especialmente através de suas oito subsidiárias estrangeiras, que estão localizadas nos EUA, Chile e Singapura, entre outros lugares. Assim, os projetos internacionais são negócios cotidianos. A FHG também está envolvida em vários projetos da União Europeia – como o projeto GreenCarbon, no qual são realizadas pesquisas em conjunto com parceiros de outros países, sobre como as fibras de carbono podem ser obtidas de resíduos biológicos. 

Outro exemplo de cooperação internacional é o projeto QuTech, que trata de desenvolvimento da tecnologia quântica. Neste projeto, a Fraunhofer coopera com a associação de pesquisa TNO, a contraparte holandesa da FHG, e com a Universidade Técnica de Delft. A tecnologia quântica é atualmente um dos campos de pesquisa mais importantes na Fraunhofer. Está sendo feito um trabalho mundial no desenvolvimento de computadores quânticos, que executarão certas tarefas muito mais rapidamente do que os computadores convencionais. Eles são capazes de resolver complexos problemas matemáticos. Empresas químicas e farmacêuticas poderiam utilizá-lo para desenvolver e pesquisar novas estruturas moleculares complexas. A comunicação quântica, por outro lado, é particularmente adequada para garantir a transmissão de dados em bancos e seguradoras, pois registra automaticamente se a informação está sendo interceptada por “hackers”. 
 

30.000 pessoas trabalham na Fraunhofer em todo o mundo em tecnologias-chave do futuro. 

Computador quântico define o futuro 

A Fraunhofer está lançando atualmente muitas bases para isto, incluindo uma cooperação com a IBM. Em 2019, a empresa apresentou o IBM Q System One, o primeiro computador quântico que pode ser usado fora dos ambientes de laboratório. Ele está sendo operado na Alemanha, há vários meses, por um consórcio de sete Institutos Fraunhofer. “Queremos descobrir para que aplicações ele é adequado”, diz Manfred Hauswirth, diretor do Instituto Fraunhofer FOKUS, em Berlim. “Porque é certo que não substituirá completamente os computadores convencionais – mas resolverá problemas especiais complexos”. Em primeiro lugar, teriam que ser desenvolvidos os algoritmos certos para isso, a fim de ser possível programar e usar o computador quântico na vida cotidiana. Tornar o computador quântico pronto para o uso é uma enorme tarefa, na qual muitos parceiros têm que trabalhar juntos. 

Cooperação com o Centro Alemão de Pesquisa do Câncer: computador quântico deverá avaliar dados para terapias.
Cooperação com o Centro Alemão de Pesquisa do Câncer: computador quântico deverá avaliar dados para terapias.
Schwerdt/DKFZ

“Na Alemanha estamos muito bem-posicionados para isso”, enfatiza Andreas Tünnermann, diretor do Instituto Fraunhofer de Óptica e Mecânica de Precisão (IOF), em Jena. “Uma característica especial neste país é a pesquisa colaborativa, que fomenta o desenvolvimento de novas tecnologias durante muitos anos” – especialmente de tecnologias cujo sucesso ainda não é previsível. As pequenas e médias empresas não poderiam suportar tal risco sozinhas – mas trabalham em conjunto numa rede com instituições de pesquisa, graças ao apoio do governo. A FHG está envolvida em muitos desses projetos de colaboração até o momento. “E por um longo tempo”, diz Tünnermann. “Tais projetos de colaboração podem tardar mais de dez anos – e depois produzir grandes resultados”. 

Graças a esta perseverança, muitas ideias da Fraunhofer se tornaram um sucesso em mais de 70 anos, desde a fundação da sociedade em 1949 – como o formato MP3, cujo desenvolvimento levou muitos anos e que finalmente foi capaz de se estabelecer como um padrão global.

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