Estudante de 14 anos desenvolve modelo matemático que aprimora em 16,7% a detecção de terremotos e se torna finalista em prêmio de inovação
Estudante desenvolve modelo matemático que pode aumentar detecção de terremotos
Isabel Rossi, uma estudante de 14 anos da Virgínia, criou um modelo matemático inovador que pode aprimorar a detecção de terremotos em 16,7% com a adição de apenas cinco sensores. Seu projeto a destacou como uma das 30 finalistas em uma competição nacional de inovação científica.
Os sensores sísmicos são essenciais para registrar as vibrações do solo e monitorar atividades sísmicas. A localização estratégica desses dispositivos é crucial, pois distâncias inadequadas podem comprometer a capacidade de detecção de tremores em áreas específicas.
Com o objetivo de otimizar a distribuição dos sensores, Isabel dedicou seis meses à análise de registros de terremotos passados e à localização de sensores já existentes na região de Los Angeles, Califórnia. Esse processo a levou a desenvolver um programa de computador que testava diversas combinações de posicionamento para os sensores.
Por meio de simulações, ela conseguiu comparar diferentes configurações e identificar quais poderiam melhorar a cobertura da rede de detecção, levando em consideração também o acesso aos locais dos sensores.
Para realizar essa comparação, Isabel utilizou dois métodos matemáticos. O primeiro, a soma ponderada, permite avaliar múltiplos objetivos, atribuindo graus de importância a cada um. Assim, ela pôde considerar tanto a eficácia na detecção de terremotos quanto a acessibilidade dos locais escolhidos.
O segundo método, conhecido como negociação de Nash, é uma abordagem da teoria dos jogos que busca soluções equilibradas para objetivos conflitantes. Por exemplo, um local pode ser ideal para detectar tremores, mas difícil de acessar para instalação e manutenção dos sensores.
A estudante também aplicou a fronteira de Pareto, que compara soluções onde a melhoria de um aspecto pode prejudicar outro. Essa análise possibilitou a identificação de configurações que equilibravam adequadamente os fatores considerados.
Durante os testes, a negociação de Nash revelou soluções que se aproximavam da fronteira de Pareto. Uma das simulações indicou que a instalação de cinco sensores adicionais poderia aumentar em 16,7% a cobertura de detecção de terremotos.
Embora esses resultados tenham sido obtidos por simulações, a melhoria ainda não foi validada em uma rede de monitoramento real. No entanto, o modelo desenvolvido pode ser um recurso valioso para pesquisadores que planejam a instalação de sensores em áreas de difícil acesso ou com recursos limitados.
Desde pequena, Isabel demonstra interesse por matemática, gostando da precisão que ela oferece. Em sua infância, teve a oportunidade de construir foguetes caseiros com a orientação de um engenheiro aposentado da NASA. Na escola, liderou uma equipe de matemática e organizou um evento voltado para ciência, tecnologia, engenharia, artes e matemática, incentivando outros alunos.
Além de suas atividades acadêmicas, Isabel é violinista na Orquestra Jovem de Williamsburg e participa de projetos relacionados às ciências ambientais. Ela considera seguir carreiras em engenharia aeroespacial, matemática aplicada ou medicina.
O projeto de Isabel está entre os 30 finalistas do Desafio de Jovens Inovadores da Thermo Fisher Scientific de 2026, uma competição que atraiu quase 10 mil inscrições de estudantes do ensino fundamental nos Estados Unidos. A pesquisa foi desenvolvida de forma independente e a jovem está atualmente no primeiro ano do ensino médio na Jamestown High School.
A fase final da competição ocorrerá em Washington, D.C., entre 23 e 28 de outubro, onde os 30 finalistas competirão por mais de US$ 100 mil em prêmios, incluindo US$ 25 mil para o vencedor principal.
