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FOTÔNICA

A fotônica é o campo da ciência dedicada a estudar a luz, sua dualidade onda-partícula (fóton), sua geração, detecção, manipulação, emissão, transmissão, modelagem, processamento de sinal,  amplificação e sensoriamento.

Luz e Fotônica

Difundida na década de 60, os primeiros estudos no campo da fotônica começaram após a descoberta dos lasersO objetivo inicial era utilizar a luz para realizar tarefas convencionais que antes eram associadas ao campo da eletrônica, como telecomunicações, processamento de informações e outros.

Passando pela invenção do laser diodo em 1970, as fibras ópticas para transmissão de informações e amplificadores de sinais ópticos, o campo que se dedica estudar a transmissão da luz se consolidou, criando uma infra-estrutura para uma verdadeira revolução nas telecomunicações.

Benefícios

Tímido, mas em constante crescimento, a década de 80 reservou acontecimentos históricos para a fotônica. Em 1980, a palavra ganhou força quando operadores de telecomunicações estadunidenses adotaram a transmissão de dados por fibra óptica.

Já em janeiro de 1989, a antiga IEEE Lasers and Electro-Optics Society, sociedade científica focada no campo da engenharia quântica, lançou uma nova revista científica chamada de Photonics Technology Letters. Em 1991 a revista se torna a principal fonte de informações no campo.

Usado para processar, editar, transmitir e armazenar dados e informações, os sinais ópticos, base da fotônica, fazem isso com grandes diferenciais positivos. Quando comparado com os elétrons, os fótons tem desempenho maior, pois se beneficiam da velocidade da luz, mais rápida que a eletricidade.

Além do baixo custo e precisão que sensores baseados em fotônica tem em relação a formas mais conservadoras, essa tecnologia é altamente flexível, de rápida fabricação, limpa e com alta eficiência de recursos.

Aplicações

Diversas são as aplicações da fotônica hoje na sociedade. No campo da saúde, a capacidade da luz em detectar e medir doenças de maneira rápida, sensível e precisa, já é explorada por pesquisadores.

Técnicas de imagem não invasivas, ou aplicadas no próprio local de
atendimento do paciente, são só algumas das aplicações. A robótica de reabilitação, campo focado na construção de máquinas e aparelhos que ajudam na reabilitação de pessoas com deficiência, também é uma área que se beneficiou bastante. A instrumentação desses dispositivos com sensores de fibra óptica, permitem uma transmissão de dados rápida, precisa e que podem ser instalados em vários protótipos.

A flexibilidade da fotônica é o que chama a atenção. Usada em tecnologias de iluminação avançadas como Solid State Lighting (SSL), a tecnologia ajuda na economia de energia, que pode chegar a 70%.

O fluxo de informações hoje na internet, que passaram a exigir bandas largas cada vez mais rápidas, ecológicas e transparentes, também é possível graças à fotônica. Agora, pesquisas na União Européia buscam equilibrar o crescimento do tráfego digital e o aumento drástico do consumo de energia que a rede tem, principalmente em servidores e data centers.

Se você é daqueles que busca aumentar a segurança, a fotônica
também possibilita isso. Sensores de fibra óptica hoje já são usados para detectar defeitos em estruturas de construção, por exemplo. Além do físico, a fotônica também é altamente usada em segurança digital como biometria, sistemas de segurança por reconhecimento facial e equipa-mentos para detectar mercadorias perigosas.

Fotônica em Números

Dados da União Europeia (UE) de 2021 mostram que o crescimento anual de 7% é real, tendo a China como o 1° país mais avançado no mercado global (29%), seguida pelos países da UE, América do Norte (15%) e Japão (13%).

Segundo a Market Sand Markets, agência especializada em análise de mercados, em 2020 o mercado mundial de fotônica era avaliado em US$ 593.7 bilhões de dólares. Com o crescimento de 7.1% ao ano, em 2025 esse número deve saltar para US$ 837.8 bilhões.

Além do número surpreendente de crescimento, a indústria fotônica também superou todas as outras indústrias na criação de emprego. Com 2,1% ao ano, a indústria gerou o dobro de emprego de todas as outras indústrias europeias, com mais de 30.000 novos empregos criados entre 2015 e 2019. O bloco ocidental acredita ainda que a fotônica é a tecnologia chave para atingir uma autonomia econômica, e o investimento em ciência e inovação que permeiam o campo da luz devem continuar.

Fotônica no Brasil

Ainda tímido, o investimento em fotônica no Brasil deu um salto em 2016, quando o MCTI anunciou a Estratégia Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação (ENCTI 2016-2022). O documento propunha novos paradigmas para inovação colaborativa no Brasil, estreitando as relações entre Universidade e Empresa, para no fim criar bases para um desenvolvimento sustentável do País.

O Plano de Ação em Ciência, Tecnologia e Inovação para Tecnologias Convergentes e Habilitadoras, Volume III – Fotônica, uma das estratégias do ENCTI, compilou uma série de metas, ações e estratégias de implementação para o período de 2016 a 2022.

Em 2021, outro grande salto para a tecnologia no Brasil. Por meio da Portaria GABMI n° 4.532, de 5 de março de 2021, foi instituída a Iniciativa Brasileira de Fotônica (IBFóton). O IBFóton é hoje o maior programa estratégico para incentivo da fotônica no país, e tem objetivo de fortalecer as ações governamentais na área.

Priorizando nove setores, entre eles Agricultura, Meio Ambiente, Indústria e Saúde, a iniciativa está diretamente alinhada com os planos do ENCTI, buscando consolidar o setor no país, além de desenvolver ciência, pesquisa e a capacitação em diversos setores.

Pouco tempo depois, em março de 2021, foi criado o Sistema Nacional de Laboratórios de Fotônica (Sisfóton-MCTI). Com foco na promoção da inovação na indústria brasileiro, o Sisfóton é formado por um conjunto de 11 laboratórios, sendo um deles o integrador (CPQD) e os outros 10 gerais.

Entre as ações do grupo, estão reuniões bimestrais, além de parcerias internacionais com países do Brics, cinco economias emergentes. Os laboratórios integrantes do Sisfóton, devem ainda prezar por parcerias entre as Instituições Científicas, Tecnológicas e de Inovação (ICT) e o setor privado, contribuir para a consolidação de uma indústria de fotônica no país e estimular a internacionalização dos programas e iniciativas nacionais.

Fotônica no Espírito Santo

O Laboratório de Telecomunicações (LabTel) da Universidade Federal do Espírito Santo foi um dos pioneiros no Brasil na pesquisa e desenvolvi-mento tecnológico na fotônica. Desde o fim da década de 1980 vem investindo na capacitação de seu pessoal e na formação de mão de obra especializada.

Atuando em quase todos os segmentos da indústria fotônica, ajudou a desenvolver novos componentes e dispositivos para comunicações por fibras ópticas e no desenvolvimento das chamadas redes ópticas, popularizadas no período da pandemia como meio de acesso à internet de alta velocidade.

Hoje, o LabTel integra o seleto grupo de laboratórios do Sisfóto-MCTI atuando na área de telecomunicações, sensores baseados em fibras ópticas e mais recentemente no desenvolvimento de técnicas de inteligência artificial baseadas em fotônica. O laboratório desenvolve seus trabalhos sempre em parceria com empresas públicas e privadas e com Centros de pesquisa no Brasil e no exterior.

Laboratório Integrador - Sisfóton

O Sistema Nacional de Laboratórios de Fotônica (Sisfóton) é uma das principais ações estratégicas e estruturantes da Iniciativa Brasileira de Fotônica (IBFóton) do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI), realizada com o apoio do CNPq – Conselho Nacional 
de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.

O papel do Laboratório Integrador é promover ações de inteligência estratégica do Sistema, em conjunto com o MCTI, bem como a integração digital dos laboratórios e articulação de agendas de interação. Contribuir na integração dos laboratórios do Sisfóton, visando o senso de unicidade do Sistema. Divulgar as atividades científica, tecnológica, de inovação e de empreendedorismo realizadas pelos demais laboratórios pertencentes ao Sisfóton. O CPQD foi selecionado como Laboratório Integrador do Sistema Nacional de Laboratórios de Fotônica, em chamada pública realizada pelo CNPq e MCTI.

Laboratório Integrador - Sisfóton