JBCS

INTRODUÇÃO

As universidades e o conhecimento científico por elas desenvolvido têm papel fundamental no processo de desenvolvimento tecnológico e de inovação nas indústrias e no país que fazem parte. No entanto, a interação entre universidades e indústrias ainda é um processo que precisa avançar para promover este desenvolvimento e os impactos socioambientais, dele decorrente.

Este processo no qual a indústria busca universidades e Institutos de Ciência e Tecnologia (ICTs) para encontrar soluções para seus desafios tecnológicos faz parte do processo de inovação aberta, uma importante tendência e ferramenta para promoção do desenvolvimento tecnológico. Na inovação aberta, do inglês, open innovation, a parte interessada busca conexões em ambientes externos, por exemplo em universidades, centros de pesquisas e empresas para promover a inovação de maneira colaborativa. Este modelo promove uma forte conexão entre as partes, com o intercâmbio de conhecimento não limitado à equipe de pesquisa atuante.¹

No entanto, a interação universidade-indústria enfrenta ainda muitas dificuldades que devem ser trabalhadas (Figura 1).

 

 

Entre elas, a indústria tem dificuldade de encontrar o pesquisador adequado no meio acadêmico, dificuldade de comunicação e conexão entre pessoas da indústria e da academia, tempo de desenvolvimento/resposta do pesquisador, normalmente mais lento que a urgência da indústria, dificuldades burocráticas, legais e de propriedade intelectual (PI) e dificuldades para levar tecnologias para TRLs maiores, escalonar as tecnologias e realizar análises de viabilidade técnica e econômica.²

Ademais, não é raro as entregas dos projetos estarem aquém do esperado pela indústria ou pela parte interessada na solução. Isto se dá devido a problemas de planos de trabalho mal escritos, gestão não ágil dos projetos e diferenças culturais entre profissionais do meio acadêmico e da indústria. O olhar limitado sobre desenvolvimento de tecnologia, bem como uma má condução de análises de riscos, somados ao mal acompanhamento por parte das indústrias ao dia a dia da pesquisa, potencializam resultados não proveitosos e frustração de ambas as partes. De fato, o que se observa na prática é que, sem uma boa gestão, a relação indústria-universidade pode ser muito improdutiva.

No que tange PI, o Brasil tem se portado como adaptador de tecnologias externas, sendo necessário um desenvolvimento interno para facilitação da produção de PI.³ Segundo Viana et al.,⁴ o estágio de produção de patentes no Brasil ainda é considerado embrionário e pouco relevante, com média de 13,8% de concessão de patentes, que ocorrem principalmente devido ao elevado tempo de análise no INPI (Instituto Nacional de Propriedade Intelectual) - em média 12 anos. Cerca de 21% das instituições de pesquisa no Brasil têm contratos relacionados a patentes com empresas, o que leva a conclusão de que não há um eficiente aproveitamento do conhecimento e das inovações produzidas no país.

Dentre as principais dificuldades para elaboração de patentes destacam-se: custos de produção,⁵ falta de legislação específica que apoie a transferência tecnológica entre universidade-empresa, baixa autonomia dos escritórios que redigem as patentes e ineficiência na prospecção tecnológica e avaliação técnica e econômica da patente.⁴ Soares et al.⁶ mostraram que a associação aos ecossistemas mais robustos de inovação favorecem o número de patentes no Brasil, o que é caracterizado pela predominância da região Sudeste e Sul do país neste quesito. Mendonça et al.⁷ mostraram que a falta de treinamento para escrever uma patente também eleva os indicadores de reprovação de PI.

Dalmarco et al.⁸ demonstraram em seu estudo que a indústria também apresenta dificuldade no desenvolvimento de patentes com a universidade, pois predomina neste meio a contratação das universidades para prestações de serviço, que não resguardam o desenvolvimento de PI após o desenvolvimento do trabalho, mesmo em cenários em que isto seria possível. Outro aspecto citado é a dificuldade por parte das empresas em viabilizar economicamente tecnologias sustentáveis que são protegidas. Isto ocorre, pois as empresas não assumem os riscos associados ao escalonamento de projetos, uma vez que estes podem levar a perdas de produção e trazem risco de investimento. Esta aversão à inovação dificulta a implantação de tecnologias desenvolvidas entre as partes.

O Escalab⁹ é um centro de escalonamento de tecnologias e modelagem de negócios da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) que surgiu com a missão de promover a conexão entre as pesquisas realizadas em universidades e ICTs com o meio industrial. A especialidade do Escalab é o escalonamento de tecnologias de hard Science e modelagem de negócios, permitindo sua implementação em ambiente relevante/industrial, promovendo uma conexão que frutifique em PI utilizável. Atualmente, são duas as principais formas de interação com a indústria: (i) o desenvolvimento de tecnologias que podem ser desde a Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) ao escalonamento para protótipos contando com a elaboração e operação de plantas pilotos e, (ii) programas de inovação aberta, onde as tecnologias são coordenadas e promovidas por especialistas pesquisadores de instituições públicas e privadas.

Neste segundo modelo, chamado de "Programas de Inovação Aberta Escalab", ocorre a promoção da conexão universidade-indústria para o avanço tecnológico e, em alguns casos, a criação de novos negócios. Nesses programas, as empresas apresentam desafios para a comunidade acadêmica e o ecossistema de inovação. Na sequência é realizado um mapeamento de proponentes/iniciativas que seguem para uma criteriosa avaliação realizada com o intuito de qualificar e categorizar as soluções que mais se adequam aos desafios propostos. Todo desenvolvimento é feito em conjunto entre as partes, através de um plano de trabalho detalhado e comum, com cronograma, planejamento experimental e análise de riscos.

O programa, que contém etapas de pré-aceleração e aceleração, é executado a fim de validar a viabilidade técnica da tecnologia proposta, juntamente ao levantamento da viabilidade econômica. Além disso, o gerenciamento dos aspectos legais e contratuais com as diferentes instituições (ICTs e empresas) é feito com apoio do Escalab. Ao final, três importantes desfechos podem ser alcançados: (i) uma tecnologia transferida das instituições de pesquisa à indústria; (ii) a criação de uma startup de prestação de serviço para a indústria; (iii) ou um novo projeto de pesquisa a ser desenvolvido entre as partes (Figura 2).

 

 

O presente trabalho apresenta o estudo de caso do programa "Mining Lab Beginnings" (MLB) da Nexa Recursos Minerais S.A. desenvolvido e executado em parceria com o Escalab que busca o desenvolvimento de produtos de valor agregado a partir da jarosita, um rejeito oriundo da produção do zinco. Além disto, o programa tem como objetivo ser um meio pelo qual a conexão entre universidade e empresa possa ser fortalecido, uma vez que, como apresentado, há ainda grande vacância no potencial a ser explorado desta conexão, com baixa geração de PI e baixo potencial de aproveitamento. Através do método proposto defende-se que os pesquisadores poderão encontrar um meio para desenvolvimento e escalonamento de tecnologias, inovação e processos tecnológicos que serão desenvolvidos desde o início com parcerias estratégicas e conectados ao ecossistema de inovação, favorecendo a não mortalidade das rotas propostas e a geração de PI.

Parte-se da hipótese de que a conexão universidade-empresa através de programas de inovação aberta é fundamental para estimular o desenvolvimento e o licenciamento de tecnologias e criação de startups. Espera-se que com este estudo de caso possa trazer maior clareza sobre os seguintes problemas de pesquisa:

Como estruturar um programa de inovação aberta que conecte efetivamente universidade e indústria?

Como estruturar as atividades dentro de um programa de inovação aberta que leve ao efetivo desenvolvimento de tecnologia com o escalonamento e testes de produto e de processo com clientes reais?

Como contribuir efetivamente, em um programa de inovação, na transferência de tecnologia ou na criação de startup?

Sendo assim, serão apresentadas as principais etapas desse programa, os conteúdos de viabilidade técnica e econômica, a rotina do programa, os principais indicadores fornecidos pelos pesquisadores participantes, e os resultados obtidos que incluem a geração de conhecimento, parcerias e PI geradas através do MLB.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O Escalab e os vários programas de inovação aberta já executados com a indústria

O Escalab tem desenvolvido desde 2018 diferentes programas de inovação aberta com a finalidade de buscar tecnologias para solução de desafios de diferentes indústrias (Tabela 1).

 

 

O MinerAll foi um programa em parceria com a Samarco com o objetivo de mapear empreendedores para 17 tecnologias para a transformação de resíduos da mineração de ferro que foram desenvolvidas desde os anos 90 pela Samarco em parceria com universidades. Após a seleção dos empreendedores (alunos de graduação e pós-graduação de universidades brasileiras), o negócio foi desenvolvido com métodos de aceleração e de escalonamento do Escalab. Como resultado deste programa foram criadas quatro startups e isto aconteceu após a validação experimental das quatro tecnologias que consistiu na transformação de, aproximadamente, 15 mil toneladas de resíduo (Figura 3).

 

 

O SBQ Acelera foi um programa de pré-aceleração a nível nacional com o objetivo de conectar universidades e indústrias. O programa foi realizado em parceria a Sociedade Brasileira de Química (SBQ), o INCT Midas, Associação Wylinka e parceiros estratégicos, como Abiquim e Sebrae. O programa teve por objetivo o desenvolvimento tecnológico, além da formação empreendedora para docentes e discentes da Química e áreas correlatas. Além disso, tiveram duas empresas parceiras, a Oxiteno e Rhodia-Solvay, que propuseram 6 desafios para mapeamento de soluções. O programa recebeu 38 inscrições de 10 estados brasileiros e 22 instituições de ensino superior brasileiras. Foram selecionadas 10 equipes participantes e, ao final, uma startup foi criada. O SBQ Acelera teve duração de 12 semanas e foi realizado em formato híbrido, dividido em três módulos: mercado, modelo de negócios e validação.

O Desafio Nacional Granioter-MCTI é um programa de pré-aceleração e aceleração organizado pelo Granioter e o Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI). O programa mapeou tecnologias em minerais estratégicos e materiais avançados em todo o Brasil. Após seleção de 15 equipes, foram disponibilizadas conteúdos para desenvolvimento de modelo de negócios, estudo da viabilidade econômica e escalonamento das tecnologias, a partir de mentorias individuais e encontros síncronos. Ao final da etapa de pré-aceleração, as equipes participaram de um demoday para apresentação de pitch para uma banca formada por empresas parceiras do programa. A etapa de aceleração está em andamento e as 10 equipes selecionadas no primeiro demoday continuam seu desenvolvimento.

Nexa e o programa "Mining Lab Beginnings"

A Nexa Recursos Minerais é a quinta maior produtora de zinco do mundo. Na América Latina, possui operações distribuídas pelo Brasil e Peru. São responsáveis por 4% da produção mundial de zinco e também produzem outros concentrados metálicos como subprodutos: cobre, chumbo, prata e ouro. Em 2016, a Nexa criou uma plataforma com ações de inovação, o Mining Lab, com objetivo de estimular a inovação aberta e o empreendedorismo por meio de desafios relacionados à indústria minero-metalúrgica. Atualmente, são cinco programas complementares que conectam as necessidades da empresa com o ecossistema global de inovação, como universidades, hubs de inovação e outros (Figura 4). São eles:

 

 

Mining Lab University

Criado com o intuito de fomentar o meio acadêmico e promover a cultura de inovação por meio de desafios reais da indústria de mineração e metalurgia. É destinado aos estudantes universitários e, além disso, busca atrair novos talentos para ingressar na companhia.

Mining Lab Channel

O programa foi criado como uma oportunidade de deixar a Nexa com as portas abertas para soluções inovadoras durante todo o ano. Os proponentes podem inscrever suas soluções à Nexa em qualquer momento. As inscrições passam por um filtro e são apresentadas às áreas específicas relacionadas aos desafios.

Mining Lab Miningthon

Foi criado com o intuito de buscar soluções provenientes do ecossistema global de inovação para desafios corporativos que possuam alto nível de maturidade ou baixa necessidade de customização. Neste programa, as soluções são testadas e escalonadas com maior agilidade.

Mining Lab Challenge

Foi elaborado com o intuito de apoiar iniciativas de empreendedores que desejam desenvolver projetos de inovação tecnológica para a indústria da mineração e metalurgia em temas específicos que são priorizados pela empresa.

Mining Lab Beginnings

O programa Mining Lab Beginnings (MLB), objeto deste trabalho, foi criado em 2021 e é definido pela Nexa como:

"É o programa mais recente da plataforma Mining Lab e apresenta desafios de médio à longo prazo que estão em baixo nível de maturidade tecnológica ou que necessitam de alto nível de customização para viabilidade. O foco é realizar o estudo conceitual e prova de conceito de uma ideia inovadora, promovendo o desenvolvimento conjunto e a oportunidade de conexão direta dos proponentes (pesquisadores, startups e empresas) com a indústria. O programa é resultado de uma parceria entre a Nexa e o Escalab. Na primeira edição, realizada em 2021, o MLB foi focado em um único desafio: desenvolvimento de rotas tecnológicas para comercialização da Jarosita (resíduo da metalurgia de zinco), a fim de eliminar a sua disposição em barragens. Destaques Edição 2021 - Nessa primeira edição contamos com: 37 Projetos Inscritos e 26 Universidades participantes".¹⁰

A jarosita ou amônio-jarosita (2NH₄Fe₃(SO₄)₂(OH)₆), cuja busca por rotas para sua comercialização foi o primeiro desafio lançado no MLB, é um composto resultante da metalurgia do zinco que não tem aplicação viável economicamente, sendo tipicamente disposto em barragens e pilhas. Na literatura há poucas referências sobre sua aplicação, porém todas ainda não foram escalonadas ao ambiente operacional/industrial.^7,8,11-15

A jarosita é gerada na etapa de purificação do licor de lixiviação, etapa necessária para remoção do íon ferro do eletrólito de modo a garantir maior eficiência/produtividade no posterior processo de eletrorrecuperação de zinco. A precipitação da jarosita ocorre após a adição de sulfato de amônio em um tanque agitado sob pH e temperatura controlados, o que gera um precipitado de cor amarelada. Em função da ausência de soluções para este material no mercado e na literatura acadêmica, a Nexa optou por buscar e desenvolver novas soluções através do programa MLB. As soluções buscadas poderiam apresentar qualquer nível de maturidade, além de ter o requisito de que pudessem ser testadas rapidamente e avaliadas quanto ao seu potencial técnico e econômico. O principal intuito desta busca tecnológica é melhorar o atual cenário de disposição deste material na unidade, que é feito em barragens.

As principais etapas do MLB estão apresentadas na Figura 5 e estão discutidas detalhadamente no texto que se segue.

 

 

Descrição do desafio

A primeira etapa do programa foi a definição do desafio e quais seriam os critérios de seleção das potenciais soluções a serem inscritas. A partir da definição do desafio ("Desenvolvimento de rotas tecnológicas para comercialização da Jarosita") foi redigido o edital/regulamento do programa e o plano de comunicação, ou seja, a estratégia de comunicação a ser utilizada durante a etapa de prospecção para captação de pesquisadores de universidades brasileiras, bem como potenciais startups e empresas.

Os principais tópicos do regulamento estão listados a seguir:

• Disponibilização de até R$ 15.000,00 (quinze mil reais) para as equipes proponentes desenvolverem a prova de conceito, com possibilidade de uso da infraestrutura laboratorial do Escalab, caso necessário;

• Apoio no que tange elaboração de publicação científica ou desenvolvimento de PI a partir das tecnologias que apresentarem potencial para tal. Todavia as tecnologias que já vem protegidas para o programa seguem com sua PI de propriedade do proponente. Para o caso da PI ser desenvolvida em conjunto pelas partes durante o programa, ela é discutida em termo de parceria específico com titularidade dividida entre a Nexa e a equipe proponente de maneira proporcional ao investimento realizado para seu desenvolvimento;

• A primeira fase do programa consiste em quatro meses para a realização da prova de conceito (POC) e do estudo de viabilidade técnica e econômica (EVTE);

• Acompanhamento pelo Escalab, responsável por conduzir sessões específicas para discussão do escalonamento, apresentação de modelos de negócios possíveis, estudo de mercado e introdução aos conceitos necessários para o desenvolvimento da engenharia econômica do negócio;

• Reuniões semanais para discussão do avanço técnico com presença da Nexa e Escalab de modo a garantir a aderência ao cronograma, minimizando riscos;

• Demoday - encontro no qual as soluções desenvolvidas durante a etapa de P&D são apresentadas à banca avaliadora composta por membros especialistas da Nexa e do Escalab - e onde ocorre a definição das proponentes a serem conduzidas aos próximos estágios de escalonamento.

Mapeamento e seleção

Fazer a divulgação e mapeamento de soluções demanda diferentes estratégias de comunicação. Para esta finalidade, diversas ferramentas foram utilizadas como: webinários (onde a dinâmica do programa, bem como o desafio eram explicados), redes sociais, relaeases em sites de parceiros e convites de especialistas a partir de buscas na plataforma Lattes. Ao final do processo foram captadas trinta e sete iniciativas no programa, sendo de vinte e seis universidades diferentes e uma startup.

A Figura 6 apresenta as universidades com mais inscrições. Através dela é possível observar que a região sudeste apresentou grande número de inscrições com a presença de grandes universidades, como Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Universidade Federal de Viçosa (UFV), Universidade de São Paulo (USP), Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Outras universidades apareceram somente com uma inscrição, porém houve inscrições de todas as regiões do país.

 

 

A avaliação do perfil das inscrições evidencia que os proponentes são majoritariamente provenientes de pesquisadores/professores de universidades públicas - trinta e três inscrições (89%) - enquanto o número de inscrições da rede privada de ensino superior é significativamente menor - três inscrições foram concluídas nesta categoria (8%) - e apenas uma inscrição (3%) foi de uma startup. Porém ressalta-se que a estratégia de comunicação e captação de proponentes e iniciativas foi também direcionada com ênfase ao setor de pesquisa nas universidades brasileiras, que majoritariamente ocorre em universidades do setor público.

A primeira seleção foi realizada com base nas informações que foram preenchidas pelos proponentes no formulário de inscrição. Neste formulário há um campo para preenchimento do descritivo da ideia/iniciativa a ser proposta. Além disto, o envio de um vídeo com melhor explanação da tecnologia proposta e apresentação da equipe foi permitido. De posse destas informações a equipe organizadora do programa (Nexa e Escalab) realizou a primeira avaliação e classificação, segundo os critérios presentes no regulamento/edital do programa que estão listados a seguir:

• Equipe: (i) objetivo de avaliar a capacidade da equipe no que tange o desenvolvimento da solução e capacidade de transformá-la em um negócio; (ii) avaliar a visão de futuro para o negócio e as estratégias propostas.

• Tecnologia: (i) avaliar a efetividade do funcionamento da solução, o seu grau de maturidade e a viabilidade da sua produção em escala; (ii) avaliar a possibilidade de geração de novas soluções a partir da(s) tecnologia(s) base utilizada(s) e o nível de contribuição da tecnologia para a cadeia de mineração.

• Solução e risco: (i) avaliar o grau de inovação, risco tecnológico e impacto esperado do produto e a força da concorrência no mercado; (ii) avaliar como a solução (produto/serviço) atende à(s) demanda(s) da Nexa; (iii) avaliar se o modelo de negócio é interessante e se permite a construção de um negócio escalável e competitivo; (iv) verificar o investimento necessário e a viabilidade jurídica/compliance para o desenvolvimento da solução.

• Viabilidade econômica e jurídica: (i) avaliar o impacto da solução no cash cost; (ii) capacidade de o projeto fortalecer a imagem da Nexa; (iii) modelo de negócio - comercial e operacional; (iv) investimento de capital (CAPEX) necessário.

• Alinhamento estratégico: (i) avaliar se a proposta está alinhada com a estratégia da Nexa de excelência operacional e crescimento no setor minero-metalúrgico; (ii) avaliar a capacidade de sustentação e desenvolvimento de mercado da solução proposta.

De posse da lista dos proponentes aprovados na primeira seleção, que totalizaram um número de 24 iniciativas de 18 diferentes universidades, foram agendadas entrevistas com cada proponente. Elas ocorreram online com duração de 15 min, de modo que o proponente pôde se apresentar, bem como a solução proposta com maior nível de detalhamento. Para conduzir a apresentação foi disponibilizado pela equipe organizadora do programa uma apresentação com template pré-definido baseado no "business model canvas",¹⁶ porém adaptado para o baixo nível de maturidade das tecnologias apresentadas.

Os requisitos exigidos para apresentação durante a entrevista foram: (i) introdução à tecnologia; (ii) resumo da ideia; (iii) objetivos; (iv) produtos propostos; (v) preços dos produtos e tamanho de mercado; (vi) possibilidade ou não da geração de resíduos na rota proposta e qual o tratamento necessário; (vii) entregas previstas para o estágio de P&D; (viii) benefícios da proposta; (ix) risco; (x) cronograma; (xi) orçamento; (xii) equipe. Posterior às entrevistas, as equipes foram avaliadas pelos mesmos critérios já apresentados, o que culminou na seleção de seis iniciativas para a etapa de desenvolvimento laboratorial (P&D). As equipes selecionadas estão apresentadas na Tabela 2.

 

 

Fase 1: prova de conceito (POC)

A Figura 7 explana as principais atividades realizadas na etapa de prova de conceito, a qual é o primeiro estágio experimental que objetiva provar/validar experimentalmente o conceito proposto pelas equipes na etapa anterior. Esta etapa ocorre em escala de bancada/laboratorial, com equipamentos menores, assim como menor utilização de insumos, para redução de custo, riscos e cronograma. A otimização das rotas propostas não é exigida nesta etapa, somente a demonstração do conceito apresentado, de modo que seja possível a elaboração de um fluxograma com balanço de massa e energia, além do primeiro estudo de viabilidade técnica e econômica. Os selecionados são direcionados à etapa posterior de escalonamento do programa que está apresentada com mais detalhes adiante neste trabalho.

 

 

Após a seleção das equipes é elaborado um plano de trabalho com métricas e indicadores bem definidos. Nele se propõe os experimentos a serem conduzidos, os métodos utilizados tanto para realização dos experimentos como para caracterização e validação das rotas tecnológicas. As entregas propostas no trabalho são definidas de maneira mensurável e objetiva, de modo que possam ser validadas posteriormente. Todos os insumos para execução da prova de conceito são listados com três orçamentos indicados, de modo que todo o recurso disponibilizado nesta etapa (R$ 15.000,00 - quinze mil reais por proponente) possa ser utilizado de maneira útil e otimizada para garantir a execução do trabalho.

A rotina mensal do programa é composta de reuniões semanais, as quais contam com participação da equipe técnica da Nexa do Escalab. Nas reuniões há discussão dos resultados obtidos durante a validação experimental, bem como discutido os próximos passos, insumos em processo de compra e quais os próximos a serem comprados, validação dos resultados parciais e entregas exigidas durante todo o cronograma. Semanalmente também são disponibilizados conteúdos para auxílio ao escalonamento das tecnologias propostas. Seu objetivo é auxiliar e desenvolver a perspectiva empreendedora dos participantes, além de fornecer premissas e conhecimento para elaboração de um estudo de viabilidade técnica e econômica (EVTE), que é apresentado posteriormente no demoday. Os conteúdos abordados pelo Escalab nas reuniões estão apresentados na Figura 8.

 

 

Ressalta-se a importância cronológica dos conteúdos técnicos apresentados pelo Escalab. Parte-se de uma premissa que é necessário introduzir os conceitos e definições dos indicadores a serem mapeados e quantificados para construção do EVTE. As equipes proponentes precisam estar cientes do conceito e relevância de cada indicador para que possam criticá-los e propô-los com maior precisão para diminuir a incerteza associada ao estudo. Da mesma maneira, para se alcançar os números finais do estudo, é necessário entender e desenvolver o fluxograma técnico da rota proposta de maneira prévia, inserindo o balanço de massa e balanço de energia. Isto permite o levantamento correto de variáveis como custo fixo, custo variável e custo de investimento em capital.

A elaboração de EVTE é a atividade de maior complexidade para os proponentes pesquisadores, uma vez que não faz parte de sua rotina de trabalho, dado que demanda dados de mercados e conceitos de engenharia econômica. Entretanto, sua elaboração é fundamental para o escalonamento de projetos, pois demonstra o potencial financeiro da tecnologia e ajuda a justificar e a compará-las com outras de modo a potencializar investimentos. O estudo também é critério fundamental para sequência ou não das iniciativas para as próximas etapas do MLB. Abaixo estão apresentados definições e conceitos dos indicadores no EVTE para avaliação das tecnologias.

Net present value (NPV): em português o termo é traduzido como valor presente líquido. O resultado obtido do cálculo corresponde ao valor acumulado (soma) do fluxo de caixa livre (FCL) descontado ano a ano a uma determinada taxa de desconto (WACC, weighted average cost of capital, custo médio ponderado de capital). Em alguns projetos onde há consideração de perpetuidade, o NPV apresenta uma tendência, uma vez que é uma curva de comportamento logarítmico. O valor presente traz o valor futuro do negócio para a data a qual o projeto está sendo analisado, permitindo uma comparação do valor total do projeto com outros investimentos, sendo fundamental para determinação de valor do negócio (valuation) e captação de investidores.

WACC: o custo médio ponderado de capital é uma taxa relacionada à incerteza do negócio. O valor desta taxa é uma média dos custos de capital e de dívida de uma empresa ponderada pelo peso destes componentes na estrutura de capital do negócio. Quanto maior a incerteza ou risco tecnológico associado ao projeto, maior é a WACC considerada. Projetos em menor nível de maturidade possuem maior incerteza, como é o caso dos projetos provenientes do MLB.

EBITDA (earnings before interest, taxes, depreciation, and amortization): traduzido para o português como lucro antes de juros, impostos, depreciação e amortização, este indicador é de extrema importância para comparação de negócios em locais geográficos diferentes, nos quais há a implicação de diferentes taxas, impostos e condições de depreciação e amortização. Desta maneira, há uma justa comparação entre diferentes projetos quanto ao lucro obtido (diferença das receitas pelas despesas fixas e variáveis).

Fluxo de caixa livre: este indicador é calculado posterior ao EBITDA, onde aplica-se sobre ele as taxas de juros, impostos, amortização e depreciação do negócio, levando ao valor real de lucro do projeto. O valor é calculado por ano na planilha de referência e considera o crescimento potencial no negócio. É este valor que é descontado à taxa WACC no período determinado para ser somado ano a ano e gerar o valor acumulado do NPV.

Taxa interna de retorno (TIR): a TIR é crucial para a análise do potencial do negócio. Esta taxa é comparada à WACC, sendo a diferença entre elas um fator preponderante que aponta à viabilidade do negócio. Esta diferença é nomeada de "spread". A TIR é calculada para um período definido, o mesmo definido para o cálculo do NPV. Ela corresponde à taxa de desconto capaz de zerar o NPV no período determinado.

Payback: indicador que pode ser traduzido como "tempo de retorno" e a razão entre o custo de capital aportado para o projeto iniciar (CAPEX) e as receitas geradas em determinado período. Ele permite identificar o tempo necessário de operação para que o fluxo de caixa permita pagar o investimento realizado.

Para facilitar o cálculo dos indicadores citados acima, é disponibilizado aos participantes uma planilha no formato ".xlsx" desenvolvida pela Nexa. A planilha já contém todas as premissas financeiras como período, conversão de câmbio, WACC, impostos aplicados, depreciação, amortização e demais cálculos necessários para levantamento dos indicadores. Ao proponente do projeto basta o preenchimento de campos específicos referentes aos custos de capital/investimento, custos fixos, custos variáveis e receitas atreladas ao negócio, como mais bem apresentado e detalhado a seguir:

CAPEX: do inglês "capital expenditure", refere-se a todos os custos relacionados à compra de equipamentos, hardware, imóveis, veículos, material mecânico, instrumentação, material elétrico, tubulação, bem como serviços necessários para implantação da fábrica, como engenharia, obras, gerenciamento, seguros e contingência. O conjunto destes dados são chamados de custos de capital. A planilha é preenchida com ênfase em um processo de escala industrial e não laboratorial ou piloto.

OPEX: de "operational expenditure", se refere aos custos operacionais do processo ou negócio que ainda podem ser divididos em custos fixos e custos variáveis. Os custos fixos são aqueles recorrentes ao negócio e não dependem diretamente da produção, como aluguel, seguros, funcionários, algumas utilidades, alguns tipos de manutenção. Os custos variáveis são aqueles que dependem diretamente da quantidade de produto produzido como, por exemplo, embalagens, insumos, combustíveis, energia, reagentes e outros. Todos estes valores são mapeados e levantados pelo Escalab e pela Nexa em parceria com os proponentes de modo a ter maior concisão das informações.

Receitas: se trata do faturamento do negócio, ou seja, o produto da quantidade produzida pelo valor comercial dentro do modelo de negócio proposto. Para uma precificação mais precisa do produto, bem como estudo da demanda e tamanho de mercado, o Escalab e Naxa apoiam os proponentes na busca pelas informações necessárias. Todos os valores também são baseados e referenciados para uma escala industrial de produção.

É por esta razão que o fluxograma de processo, com seu balanço de massa e de energia se torna premissa importante para o EVTE. Por meio dele é possível identificar os equipamentos, suas capacidades e premissas operacionais. Com estas informações a cotação de mercado destes equipamentos e insumos se torna possível permitindo o estudo, o levantamento de indicadores e a comparação justa entre o potencial econômico de cada solução proposta.

O estudo de mercado é feito seguindo a metodologia TAM-SAM-SOM, na qual se mapeia o potencial mercado em diferentes escalas. A escala TAM (total addressable market) se refere ao mercado total possível e disponível para o produto proposto com seu valor, ou seja, a receita total possível no caso de a solução absorver todo o mercado. A escala SAM (serviceable addressable market) é baseada em fatores geográficos e traduzida como a parte do TAM que é acessível e relevante para o negócio. Por último, o nível SOM (serviceable obtainable market) é a parte realista do mercado que pode ser atingido pela tecnologia. Este último número é utilizado para o cálculo de demanda e aplicado no EVTE, nomeado também de market share.

Na situação em que o market share apresenta um valor maior que a oferta de material para alimentar a tecnologia proposta - no caso deste desafio um market share capaz de consumir mais jarosita que o gerado - o limitante para o EVTE passa a ser a quantidade disponível para oferta. Desta maneira o fluxograma com balanço de massa e energia é elaborado com este limitante, implicando na capacidade dos equipamentos e CAPEX e OPEX da planta. Porém quando o market share é menor que a oferta de material, o valor considerado no EVTE como limitante é o indicador de mercado (SOM). A Figura 9 explana os principais itens considerados na categoria CAPEX e na categoria OPEX no programa, de modo a permitir um conciso estudo de viabilidade neste estágio.

 

 

Ao final dos quatro meses, os resultados técnicos e de EVTE são apresentados à banca avaliadora no demoday. Os proponentes possuem sete minutos para apresentar os resultados obtidos e outros sete para responderem perguntas sobre a apresentação. Segundo o mesmo critério de seleção exposto no edital e já apresentado anteriormente, seleciona-se as soluções para a segunda fase do programa nomeada de "go-to-market". Na edição exposta neste trabalho foram selecionadas três equipes - UniBH, UFMG (pigmentos a partir da jarosita) e startup Geeco.

Ressalta-se que o EVTE, análise de risco tecnológico e de mercado da solução proposta são cautelosamente avaliados e discutidos pela bancada avaliadora durante o demoday. Estes indicadores são fundamentais para comparação justa das tecnologias, bem como identificação de riscos futuros e potencial escalonamento (avanço no nível de maturidade tecnológica). Este escalonamento é o objetivo da segunda fase do programa. Isso é iniciado através de uma otimização das condições experimentais, seguido de validação em escala piloto para então validação em escala industrial/comercial. Em todas estas etapas as premissas de projetos são atualizadas, assim como o EVTE e a análise de risco, trazendo maior sensibilidade e precisão aos indicadores do projeto permitindo a melhor tomada de decisão sobre a sequência e implementação da proposta.

Fase 2: go-to-market

Decorrente de maior favorabilidade comercial e menor risco tecnológico, as iniciativas para construção civil (startup Geeco e UniBH) tiveram bons indicadores técnicos e econômicos, o que foi fundamental para sequência no programa. Da mesma maneira, a tecnologia de uso da jarosita para produção de pigmentos anticorrosivos apresentou uma rota tecnológica simples, a qual trouxe grande viabilidade econômica. As demais tecnologias apresentaram rotas de grande risco tecnológico, com diversas etapas e processos complexos e sensíveis, o que aumentou muito o risco ponderado pela viabilidade econômica, inviabilizando a sequência no programa.

Salienta-se que a tecnologia do uso da jarosita para produção de pigmentos anticorrosivos seguiu através de um termo de parceria com a UFMG, que culminou na redação de uma patente a qual será submetida para análise do INPI. De maneira similar, a rota tecnológica que produziu aditivos para construção civil também está com sua patente em processo de redação junto ao parceiro (Geeco). Um dos trabalhos que não obteve viabilidade econômica no processo de P&D realizado no programa - redução térmica da jarosita para produção de diferentes coprodutos - foi utilizada em uma defesa de mestrado da UFMG, culminando também para o bom retorno e aproveitamento científico.

Para validação das rotas selecionadas, são realizados ensaios de otimização ainda em escala laboratorial. Eles são fundamentais para melhorar a viabilidade do negócio e garantir um escalonamento preciso. A duração típica para esta etapa é de seis meses. Nela também ocorre a certificação dos produtos gerados de acordo com a legislação vigente garantindo sua segurança química e física para aplicação e uso pela sociedade. A certificação de cada produto é realizada em laboratórios credenciados segundo às normas brasileiras a depender do órgão responsável pela validação de cada tecnologia.

Com os produtos certificados e otimizados, segue-se para a prospecção e contato com parceiros estratégicos, de modo a viabilizar a realização de testes ambiente relevante (MVP, mínimo produto viável). Toda prospecção é realizada com apoio do Escalab, utilizando um mapeamento baseado no código da atividade econômica (CNAE) dos clientes esperados. Desta maneira, pode-se mapear as empresas potenciais que atuam nos segmentos alvos para o negócio na região geográfica de interesse. Após este mapeamento, é realizado um filtro com os códigos que estão ativos e, ao buscar o nome destas empresas na internet é captado o contato delas, que é então utilizado para organizar os testes em ambiente relevante.

A realização destes testes leva a uma melhoria significativa dos indicadores do EVTE e minimiza o risco tecnológico e de escalonamento do projeto. A duração desta etapa é tipicamente de quatro meses. No caso apresentado no presente trabalho o investimento total aplicado às equipes chegou a R$ 500.000,00, dos quais 50%, foram fomentados pela FAPEMIG (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais). Para desembolso deste valor, é elaborado um plano minucioso, onde são consideradas as seguintes possibilidades de utilização: materiais de consumo, materiais permanentes, bolsas de pesquisa e mão de obra, viagens, caracterizações, logística e demais serviços de terceiros. Todo recurso é desembolsado mediante avanço físico no cronograma do projeto. A dinâmica do programa se mantém com reuniões semanais com cada equipe, seguindo um plano de trabalho que é construído no início da fase.

No desafio objeto de demonstração deste trabalho, as validações em escala industrial ocorreram para as três tecnologias propostas. As equipes proponentes com produtos para construção civil (UniBH e Geeco) produziram duas toneladas de dois distintos aditivos para aplicação na indústria de fabricação de pavimentos intertravados. Após contato e mapeamento de potenciais parceiros na região de Juiz de Fora, cidade na qual a Nexa gera a jarosita, os testes com os produtos gerados foram realizados. O acompanhamento dos testes é sempre realizado com apoio da Nexa e Escalab.

A caracterização foi realizada em laboratórios credenciados para a norma ABNT NBR 9781¹⁷ que avalia fatores como resistência característica à compressão, absorção de água, resistência à abrasão e outros aspectos. Tanto os produtos gerados nos testes, como materiais tradicionais de mercado são caracterizados com intuito de permitir uma comparação de desempenho da tecnologia. Além das certificações em laboratórios, os comentários dos clientes também são coletados e considerados para análise. Aspectos importantes como cor, homogeneidade e porosidade da superfície foram características destacadas como importantes. A Figura 10 apresenta os resultados destes ensaios em ambiente relevante.

 

 

Para o pigmento anticorrosivo para tintas, produziu-se tintas à base de resina epóxi. Elas foram aplicadas sobre corpos de prova (chapas de aço SAE 1020 de 100 × 100 × 2 mm) para comparação com outras tintas típicas de mercado que operam com o mesmo objetivo de minimizar o impacto causado pela corrosão em ambientes classificados como altamente corrosivos pela norma ISO 9223¹⁸ (C4 e C5). A própria Nexa, por possuir um processo hidrometalúrgico e por produzir ácido sulfúrico como um de seus produtos, possui ambiente adequado para realização dos ensaios em ambiente relevante. Os corpos de prova foram aplicados em dezessete áreas distintas da planta, conforme Figura 11, e deixados por um ano em cada ponto. O intuito foi o acompanhamento da corrosão em cada corpo de prova e a resistência de cada revestimento utilizado. Ao final do período, os corpos de prova foram coletados e enviados à caracterização da espessura final do revestimento (ASTM D7091-13),¹⁹ aderência após exposição (ASTM D4541),²⁰ avaliação do desempenho de proteção do revestimento (ASTM D1654-08²¹ e ASTM D610²²). A Figura 12 apresenta alguns corpos de prova que foram submetidos ao teste de durabilidade e resistência na Nexa.

 

 

 

 

Fase 3: implementação - construção da planta operacional

A fase go-to-market trouxe resultados importantes, pois validou as tecnologias e os produtos propostos em ambiente relevante, além de atualizar a análise de mercado e análise de risco. A terceira e última fase tem o objetivo de levar ao nível industrial os projetos aprovados. Nesta fase, os proponentes são levados a definir o modelo de negócio que desejam seguir junto à empresa parceira. Na edição apresentada neste trabalho, as proponentes envolvendo universidades (UFMG e UniBH) seguiram com modelo de transferência tecnológica à Nexa. A startup, por sua vez, optou por seguir para o escalonamento da solução agregando as outras duas tecnologias propostas em seu modelo de negócio e escalonamento.

Ao absorver a tecnologia do uso da jarosita como agregado miúdo, a Geeco desenvolveu um produto com capacidade de redução de tempo de cura do concreto em até 75%, o que aumenta a produtividade em empresas produtoras de pré-fabricados e laminados de concreto. O escalonamento do projeto culminará na montagem da planta que processará a jarosita e produzirá três distintos produtos: aditivo cimentício para mistura e redução de custo do tradicional concreto; aditivo cimentício para redução de tempo de cura e aumento de produtividade de pré-fabricados e pré-laminados de concreto; produção de aditivos para tintas anticorrosivas. A planta será construída na cidade de Pedro Leopoldo, dado que a cidade apresenta elevada demanda de mercado para produtos cimentícios, além de balanço logístico favorável quando comparado à cadeia de fornecedores e clientes e localização estratégica na região metropolitana de Belo Horizonte.

A fase 3 foi dedicada à preparação e construção desta fábrica o que inclui diversas atividades de elevada complexidade como: estudo locacional, aquisição de terreno, projeto básico e executivo da planta, orçamento e aquisição de equipamentos, construção, montagem eletromecânica, além de um bom desenvolvimento de estratégia comercial. Todas estas etapas são realizadas com apoio da Nexa e de parceiros (terceiros) especialistas em cada tema contratados pela Nexa.

 

CONCLUSÕES

As empresas estão cada vez mais utilizando a inovação aberta para solucionar problemas e inovar processos e produtos, de maneira a se manter competitivas e alinhadas às melhores práticas de mercado. Os programas de inovação aberta surgem como uma alternativa para conectar os desafios com as soluções de maneira ágil, com menor risco, menor investimento e de maneira metódica e organizada, aumentando de maneira relevante as taxas de sucesso. Nestes programas, após mapeadas diversas propostas, aquelas de maior potencial são escolhidas e entram em um fluxo de trabalho para determinar os riscos, a viabilidade técnica e econômica daquele processo/produto.

Ainda assim, a maioria dos programas de inovação aberta executados pelas empresas ou por parceiros possuem o foco em empresas e startups, buscando assim tecnologias em um estágio maior de desenvolvimento e maturidade. Dessa forma, a pesquisa de base que no Brasil ocorre majoritariamente em instituições de ensino e pesquisa, muitas vezes não participam, no que são perdidas excelentes oportunidades de desenvolvimento. O MLB, programa da Nexa e executado pelo Escalab, permite a integração de todas às partes - centro de pesquisa, universidades, empresas e startups - conectando a pesquisa de base ao escalonamento da solução em ambiente operacional/industrial. O programa já mapeou mais de 180 proponentes em todas as suas quatro edições até a presente data. Seu sucesso pode ser observado no avanço da sua primeira edição, por exemplo, a qual já está no processo de montagem da fábrica que seguirá para processamento do atual resíduo gerado na unidade de Juiz de Fora da Nexa, case discutido nesse artigo.

Conclui-se com o trabalho que as boas práticas de inovação aberta podem trazer diversos agentes em diferentes etapas do escalonamento garantindo menor mortalidade no processo. A pesquisa sitiada dentro de centros de pesquisa e universidades, sem parcerias estratégicas, sucumbe ao ser levada a níveis mais elevados de maturidade e à fase operacional. Contudo, com parcerias estratégicas, planejamento adequado, método especializado e agentes externos especialistas no escalonamento, a taxa de mortalidade é reduzida, promovendo o sucesso deste processo nas novas tecnologias.

 

AGRADECIMENTOS

Às agências FAPEMIG (Projeto Hub ESCALAB, APQ-03431-21), CNPq e CAPES. Ao INCT MIDAS e Rede ESCALAB MinerAll. A todos os proponentes que participaram do programa. À Nexa e todos seus colaboradores que participam do Mining Lab Beginnings.

 

REFERÊNCIAS

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Editor Associado responsável pelo artigo: Nyuara A. S. Mesquita