ANTENAS

Materiais Avançados

Antenas parabólicas ficam planas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/04/2014

Protótipo da metassuperfície, que funciona da mesma forma que uma antena de formato esférico. [Imagem: Xiang Wan et al./10.1063/1.4870809]

Antenas planas

Esqueça as antenas parabólicas e suas derivações em formato de prato.

Pesquisadores chineses encontraram uma forma de fazer com que uma superfície plana interaja com as ondas eletromagnéticas exatamente da mesma forma que essas antenas.

Isso permitirá a construção de antenas não apenas planas, mas que também possam se conformar ao formato de superfícies irregulares.

Imagine, por exemplo, as antenas de TV por assinatura, que poderão ser nada mais do que um adesivo grudado na parede externa da sua casa.

Metassuperfícies

O avanço foi possível graças à óptica transformacional, que dá origem aosmetamateriais e às metassuperfícies.

Xiang Wan e seus colegas da Universidade Sudeste de Nanjing chamam sua antena plana de "lente metassuperficial óptica de grande largura de banda".

A estrutura é uma versão plana da bem conhecida lente de Luneburg, cujo princípio é amplamente empregado em radares e telecomunicações por micro-ondas.

Contudo, o formato esférico de uma lente de Luneburg torna-a inadequada para algumas aplicações, e mesmo suas aplicações tradicionais estão encontrando problemas devido ao "milagre da multiplicação das antenas" visto em todas as grandes cidades.

Wan e seus colegas construíram então uma lente de Luneburg plana, formada por uma malha de nanoestruturas metálicas em formato de U depositadas sobre uma superfície isolante.

"Nós agora temos três técnicas sistemáticas para manipular as ondas com metassuperfícies não-homogêneas, a óptica geométrica, a óptica holográfica e a óptica transformacional," disse o professor Tie Cui, responsável pela equipe.

"Essas tecnologias podem ser combinadas para explorar aplicações mais complicadas," prevê ele.

A inovação mereceu a capa da edição deste mês da revista Applied Physics Letters.

Bibliografia:

A broadband transformation-optics metasurface lens
Xiang Wan, Wei Xiang Jiang, Hui Feng Ma, Tie Jun Cui
Applied Physics Letters
Vol.: 104, 151601
DOI: 10.1063/1.4870809ANT

TV MUNDIAL

É possível ter uma TV digital mundial?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/04/2014

A tentativa é criar um "navegador" para as TVs digitais, que permitam a troca mundial de dados, como na internet. [Imagem: Marcos Santos/USP Imagens]

Nascida muito depois da internet, a TV digital tinha tudo para nascer global, usando um padrão mundial que permitisse a troca direta de informações.

Mas não foi assim, e hoje existem diferentes sistemas de televisão digital no mundo, como o brasileiro, japonês, europeu e norte-americano.

Pesquisadores do Centro Interdisciplinar de Tecnologias Interativas (CITI) da USP estão tentando corrigir esse descaminho.

Para isso eles estão lançando o Global ITV, um projeto que reúne pesquisadores e instituições brasileiras e europeias para desenvolver um sistema compatível de transmissão e recepção digital de áudio e vídeo de TV, mais plataformas de interatividade.

Interoperabilidade

Atualmente, os sistemas de TV digital ao redor do mundo não tem interoperabilidade, ou seja, não se comunicam entre si e por isso a produção audiovisual dos radiodifusores tem alcance limitado.

"Hoje, você não pode comprar uma TV nos Estados Unidos e trazer ao Brasil para assistir a programação da TV digital aberta, ela não vai funcionar pois os sistemas (linguagem, navegador) são diferentes," explica Marcelo Knörich Zuffo, professor da Escola Politécnica (Poli) da USP e um dos coordenadores brasileiros do Global ITV.

Zuffo destaca que a televisão tem a mesma característica da internet, são pequenos pacotes de dados que chegam digitalmente aos aparelhos. A diferença é que internet é interoperável e a TV digital não.

Isso significa que a pessoa pode acessar pela internet o mesmo conteúdo em qualquer país, em qualquer aparelho ou meio tecnológico, o que contribui para o avanço da internet em detrimento do conteúdo televisivo: "Isso é um problema mundial, por isso o Global ITV não se restringe aos mercados brasileiros e europeus que participam do projeto. Acreditamos que ele terá impacto global".

O problema é maior para os produtores de conteúdo, segundo Zuffo: "Essa falta de interoperabilidade impede o acesso aos grandes mercados de conteúdo. Para exportar um conteúdo audiovisual brasileiro linear e interativo, você precisa fazer um retrabalho para se adequar ao contexto tecnológico regional."

A diferença é que internet é interoperável e a TV digital não. [Imagem: Marcos Santos/USP Imagens]

Global ITV

A proposta do projeto é desenvolver uma tecnologia capar de tornar a televisão tão globalizada quanto a internet.

"A nossa contribuição técnica é conceber um navegador, browser, capaz de harmonizar todas essas tecnologias de diferentes sistemas de televisão digital, permitindo que qualquer conteúdo brasileiro desenvolvido aqui seja comercializado em escala global e vice-versa", afirma o professor da Poli.

Esse browser também trará resultados na rapidez da navegação do conteúdo interativo na televisão. De acordo com Zuffo, "hoje, há um sistema operacional para a TV e outro sistema para a TV conectada. Essas estruturas não estão harmonizadas, quando você muda de canal, é como se você estivesse reiniciando tudo. Vamos fazer a unificação dos sistemas, como se a televisão tivesse um computador interno".

A finalização do projeto está prevista para janeiro de 2015 e conta com um orçamento de R$ 3 milhões de reais do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e €$ 1,5 milhão da União Europeia.

O MOTOR SUMIU

Realidade aumentada faz frente de Land Rover ficar transparente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/04/2014

O motor sumiu

A Land Rover apresentou um conceito de realidade aumentada que torna "invisível" toda a parte frontal do carro.

A "mágica" é feita graças a duas câmeras de vídeo, uma montada embaixo do veículo e outra na grade frontal.

As imagens são mescladas por um software e o resultado é projetado sobre o pára-brisas, gerando a sensação de que o capô e tudo o que vem abaixo dele é transparente.

A tela no pára-brisas também seria utilizada para mostrar outras informações, como ângulo de inclinação do veículo, posição da direção, velocidade, marcha engrenada etc.

Uma parte frontal transparente parece ser mesmo bastante útil para a categoria dos veículos todo terreno, ou 4x4, onde saber onde pisa pode fazer a diferença entre continuar a viagem ou ficar atolado.

O problema é saber se as câmeras terão lentes autolimpantes, ou se toda a tecnologia vai por água abaixo na primeira espirrada de lama - principalmente no caso de uma câmera que fica embaixo do veículo.

CERÂMICA PARA MOTORES

Materiais Avançados

Madrepérola inspira criação de cerâmica superdura

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/04/2014

Estrutura da madrepérola natural (em cima) e da sintética (embaixo), na mesma escala. A estrutura modular empilhada é claramente visível nos dois casos. [Imagem: Sylvain Deville/Florian Bouville/LSFC]

Cerâmica superdura

Em 2008, cientistas norte-americanos fabricaram a cerâmica mais dura do mundo imitando a madrepérola.

Agora, uma equipe francesa fez isto de novo, com ganhos em relação ao material anterior, e ainda com acréscimos.

Florian Bouville e seus colegas do CNRS aumentaram ainda mais a dureza e a resistência da cerâmica, e ainda fizeram isto em um processo que pode ser aplicado industrialmente.

O novo material bioinspirado, quase 10 vezes mais forte do que uma cerâmica convencional, é o resultado de um processo de fabricação inovador que inclui uma etapa de congelamento.

A madrepérola artificial mantém suas propriedades até 600° C, o que a torna adequada para uma grande variedade de aplicações na indústria, incluindo motores de automóveis e geradores de energia.

A blindagem é outra aplicação natural de um material tão duro.

Madrepérola artificial

A madrepérola, que recobre as conchas de vários moluscos, é 95% composta de carbonato de cálcio na forma de um mineral chamado aragonita.

O que a torna tão dura é a sua estrutura interna hierárquica, semelhante a uma pilha de tijolos em um formato complexo, soldados entre si por uma argamassa composta de proteínas.

Para fabricar uma madrepérola artificial, os pesquisadores usaram como ingrediente principal a alumina, um material cerâmico comum, cujos grânulos têm o formato de plaquetas microscópicas.

O pó de alumina foi dissolvido em água, produzindo uma suspensão coloidal que foi esfriada para induzir o crescimento controlado de cristais do mineral, fazendo com que a alumina se automontasse na forma de pilhas de plaquetas.

O material final foi obtido depois de uma etapa final de densificação a alta temperatura.

Esta madrepérola artificial é 10 vezes mais resistente do que uma cerâmica de alumina convencional porque, para se espalhar, uma trinca precisa se mover em torno dos "tijolos" de alumina, um a um. Como este caminho forma um ziguezague, a trinca tem dificuldade de atravessar o material.

Outras cerâmicas

Uma das vantagens do processo é que ele não é exclusivo da alumina.

Segundo os pesquisadores, qualquer pó de cerâmica cujos grânulos assumirem a forma de plaquetas pode ser utilizado no processo, que pode ser implementado facilmente em escala industrial.

A tenacidade deste material bioinspirado poderá permitir fabricar peças menores e mais leves, sem aumento significativo dos custos em relação aos materiais atuais.

A madrepérola já serviu de inspiração também para a criação de um vidro quase inquebrável.

Bibliografia:

Strong, tough and stiff bioinspired ceramics from brittle constituents
Florian Bouville, Eric Maire, Sylvain Meille, Bertrand Van de Moortèle, Adam J. Stevenson, Sylvain Deville
Nature Materials
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nmat3915

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CARRO NA PAREDE.

Mecânica

Corrida de carro na parede é possível

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/04/2014

Se a inequalidade na equação for garantida, o carro vai ficar "grudado" na pista e poderá correr pelas paredes. [Imagem: Cortesia Doug Davis/EIU]

Corrida na parede

É possível pilotar um carro de corridas atual em uma pista com uma inclinação de 90 graus em relação ao solo.

É o que garante uma equipe de quatro estudantes de física da Universidade de Leicester, no Reino Unido.

E os professores assinaram embaixo: o trabalho foi publicado em uma revista científica revisada, neste caso, não pelos pares, mas pelos mestres.

Segundo os cálculos da equipe, um carro viajando a uma velocidade de pelo menos 240 km/h teria aderência garantida em uma pista perfeitamente circular inclinada a 90º em relação ao solo.

Isto porque, segundo os cálculos, a força da gravidade agindo sobre o carro de corrida seria menor do que as forças friccionais mantendo o carro grudado na "parede".

Ben Jordan e seus colegas resolveram estudar o problema porque já foi demonstrado que os carros de corrida atingem as maiores velocidades nas curvas inclinadas de pistas como as usadas por categorias como Nascar e Indy.

Para tornar o trabalho mais genérico, eles analisaram o caso de dois carros, um carro de corrida Penske-Reynard-Honda e um carro de rua Audi TT.

Pista vertical circular

A primeira condição essencial para uma corrida de carros pelas paredes é que a pista seja circular, para garantir uma força centrípeta constante.

Outro fator fundamental é a pressão aerodinâmica, a força que tende a grudar o carro na pista - ou na parede - devido às suas características aerodinâmicas.

Os resultados mostram que, para um carro de corrida monoposto pesando cerca de 700 kg, a força da gravidade seria 8571 N menor do que a força de atrito, ou seja, o carro poderia correr tranquilamente na pista circular vertical.

Já para o carro de rua, com seus 1.390 kg, a força da gravidade seria cerca de 6400 N maior do que a força de atrito, o que significa que ele fatalmente cairia.

Problemas práticos

Contudo, mesmo para os monopostos de corrida, uma pista circular vertical provavelmente nunca se tornará realidade.

Primeiramente porque construir uma pista assim seria muito caro, sem contar os desafios de engenharia para construir as faixas de entrada e saída do circuito circular.

E, mais importante, a gravidade continuaria agindo no caso de um acidente que diminuísse bruscamente a velocidade dos carros, quando então a queda seria fatal.

Bibliografia:

P2_2 Racing on the Edge
Ben Jordan, Oliver Joule, Thomas Morris, Katie Raymer
Journal of Physics Special Topics
Vol.: 12, No 1
https://physics.le.ac.uk/journals/index.php/pst/article/view/629/432

Bateria que respira

Energia

Bateria que respira promete dar fôlego aos carros elétricos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/03/2014

Autonomia elétrica

Desde que se descobriu a possibilidade técnica de construirbaterias de lítio-ar que inúmeros grupos de pesquisas ao redor do mundo vêm tentando fabricar essa bateria que respira.

Os cálculos indicam que uma bateria de ar-lítio pode armazenar 10 vezes ou mais energia do que as melhores baterias de íons de lítio disponíveis no mercado atualmente.

A principal diferença entre as baterias de íons de lítio e a bateria de lítio-ar é que esta substitui o catodo tradicional - um componente-chave da bateria envolvido no fluxo da corrente elétrica - pelo ar atmosférico.

Isso torna a bateria recarregável mais leve e com maior densidade de energia.

O problema é que tem sido difícil construir essas baterias de forma que elas consigam respirar por longos períodos sem se degradar.

Os melhores resultados foram relatados agora pela equipe do professor Nobuyuki Imanishi, da Universidade Mie, no Japão.

"A densidade prática de energia do nosso sistema é de mais de 300 Wh/kg [watts-hora por quilograma], em comparação com a densidade de energia de uma bateria de íons de lítio comercial, que é de 150 Wh/kg," disse Imanishi.

Isso seria suficiente para dar aos carros elétricos a mesma autonomia que um carro a gasolina tem hoje com um tanque cheio.

A bateria ar-lítio - a barra inferior, identificada como lítio-oxigênio - tem uma densidade de energia muito superior às baterias mais modernas. [Imagem: Cortesia Winfried Wilcke/IBM]

Bateria de ar-lítio

A receita do professor Imanishi para fazer uma bateria lítio-ar prática parece bem simples: adicionar água ao eletrólito, o material que conduz os elétrons entre os eletrodos.

Esse design "aquoso" impede que o lítio reaja com os gases da atmosfera, além de permitir reações mais rápidas no eletrodo "aéreo".

Para evitar que a água danifique o lítio, os pesquisadores fizeram um sanduíche de polímero com alta condutividade e um eletrólito sólido entre o eletrodo de lítio e a solução aquosa.

O resultado foi uma bateria com capacidade para reter o dobro da energia de uma bateria de íons de lítio convencional.

A tarefa agora é aumentar a vida útil da bateria que respira, que sobreviveu a 100 ciclos de inspiração e expiração (recarga e descarga), o que significa que ela ainda precisa ganhar algum fôlego.

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SISTEMA OPERACIONAL DA FORD PODERÁ SER TROCADO.

Ford pode trocar Microsoft por Blackberry

Sistema operacional para centrais múltímidia dos carros pode ser substituido

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Ford/Divulgação

Próxima geração do Sync pode ser concebido pela Blackberry

A Ford foi uma das pioneiras a investir em sistemas de multimídia integrados em seus carros, no caso o Sync, desenvolvido em parceria com a Microsoft e presente a partir do Fiesta em carros da marca.

Apesar do sucesso, a união entre as gigantes norte-americanas pode estar próxima de acabar, pois a marca do oval azul estaria negociando uma nova parceria com a Blackberry, empresa canadense especializada em smartphones corporativos.

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O motivo para a mudança são os recorrentes problemas de software que o sistema Sync vem enfrentando, mesmo com a chega da segunda geração, e que têm sido transformados em reclamações dos clientes.

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SELO RUÍDO.

Plantão

Inmetro lança Selo Ruído para liquidificadores, secadores e aspiradores

Com informações da Agência Brasil - 21/02/2014

Quanto maior o número indicativo (2, nesta ilustração) maior é o ruído emitido pelo aparelho. [Imagem: Inmetro]

A partir de agora, liquidificadores, secadores de cabelo e aspiradores de pó deverão ser fabricados ou importados com o novo Selo Ruído do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro).

O objetivo é diminuir o excesso de ruído emitido pelos eletrodomésticos e estimular a indústria a fabricar aparelhos mais silenciosos.

O novo selo colorido, que terá a marca do Inmetro e do Ibama (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis), vai classificar o ruído emitido pelos eletrodomésticos de 1 (mais silencioso) a 5 (mais barulhento) e deverá estar colado na embalagem para informar ao consumidor a potência sonora do produto.

O selo indica de forma simples o nível de ruído para que o consumidor possa escolher os aparelhos mais silenciosos.

Atualmente já existe uma indicação nos produtos, mas que apontam apenas o número de decibéis emitidos, o que não é muito bem compreendido pelos consumidores.

"É uma nova forma de apresentar de modo mais didático e útil a informação para o consumidor, que poderá fazer uma compra mais consciente. A ideia também é incentivar a indústria a produzir aparelhos mais silenciosos sem que percam a potência", disse Leonardo Rocha, do Inmetro.

Barulho de eletrodomésticos

Segundo o instituto, os aparelhos estão atualmente dentro dos níveis aceitáveis de barulho e não fazem mal à saúde. A nova medida visa a trazer mais conforto ao cidadão.

O Inmetro vai fiscalizar os fabricantes e as importações, impedindo a entrada de mercadorias irregulares no país. A empresa que descumprir a regra será punida por meio de multa e apreensão da mercadoria. Em breve, os produtos com o novo selo chegarão às lojas. O estoque antigo poderá ser mantido no mercado até agosto de 2016.

Nos próximos dois anos, o Inmetro, em parceria com o Ibama, vai estudar a implantação da classificação sonora para máquinas de lavar e aparelhos de ar condicionado.

O instituto destaca que o consumidor tem importante papel nas regulamentações, enviando sugestões e relatos, por meio da Ouvidoria (0800 285 1818) ou do site do Inmetro, quando estiver incomodado com o ruído ou com a segurança de qualquer produto.

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CARRO A HIDROGÊNIO.

Mecânica

Carro a hidrogênio alugado e com combustível grátis

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/01/2014

[Imagem: Hyundai]

Carro elétrico a hidrogênio

A Hyundai anunciou a chegada ao mercado de uma versão do SUV Tucson movido a hidrogênio.

O veículo será disponibilizado inicialmente no mercado norte-americano mediante um aluguel de US$ 499 por mês.

O veículo é elétrico, com seus motores alimentados por uma célula a combustível que combina o gás hidrogênio em seus tanques com o oxigênio da atmosfera para produzir eletricidade diretamente, liberando apenas água no escapamento.

Outra vantagem é que o usuário contará com reabastecimento ilimitado de hidrogênio nos postos da própria empresa.

Os primeiros veículos estarão disponíveis a partir de Março na região de Los Angeles, estado da Califórnia.

Segundo a empresa, o Tucson a hidrogênio será comercializado nessas condições para aliviar "a ansiedade de autonomia e longo tempo de recarga" dos veículos elétricos tradicionais, alimentados por baterias.

O combustível gratuito visa outra preocupação, que é a falta de postos de abastecimento de hidrogênio. Atualmente existem 9 postos de abastecimento de hidrogênio na Califórnia, embora haja projetos de construção de pelo menos 100 outros.

"A grande autonomia e a rápida velocidade de reabastecimento do nosso Tucson a célula de combustível contrasta com a autonomia mais baixa e recarga lenta dos veículos elétricos a bateria concorrentes. Acreditamos que a tecnologia de célula de combustível irá aumentar a taxa de adoção de veículos de emissão zero, e nós todos vamos compartilhar os benefícios ambientais," disse John Krafcik, CEO da empresa nos EUA.

Célula a combustível

A célula a combustível combina o gás hidrogênio do tanque do veículo com o oxigênio da atmosfera para produzir eletricidade diretamente, liberando apenas água no escapamento. [Imagem: Hyundai]

Segundo dados da empresa, o Tucson a hidrogênio pode atingir 160 km/h, possui uma autonomia de 480 km e seu tanque pode ser completado com hidrogênio em 10 minutos.

O veículo vem sendo testado na frota da empresa desde 2000, tendo percorrido mais de 3 milhões de km.

HELICÓPTERO PESSOAL ELÉTRICO DE BAIXO CUSTO.

Mecânica

Helicóptero pessoal elétrico decola em silêncio na Europa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/01/2014

O motor a combustão tradicional foi substituído por dezoito motores elétricos, cada um com seu próprio rotor. [Imagem: E-volo]

Helicóptero elétrico

A ideia de um helicóptero particular de baixo custo parece estar decolando firme na Europa.

Depois de arrecadar €1,2 milhão em uma campanha de financiamento público voluntário, a emergente E-volo conseguiu suporte oficial da União Europeia.

O primeiro protótipo já fez seu voo de estreia, e agora já conta com recursos suficientes para partir para a produção em escala.

O Volocóptero foi encampado pela Climate-KIC, a principal iniciativa europeia no campo das "inovações climáticas".

A ideia é lançar um veículo que seja seguro, simples e menos poluente do que os helicópteros convencionais.

Para isso, o motor a combustão tradicional foi substituído por dezoito motores elétricos, cada um com seu próprio rotor.

E o voo inaugural do helicóptero elétrico causou sensação justamente pelo silêncio com que a aeronave de dois lugares alçou voo, um silêncio que contrastou com a decolagem espalhafatosa dos helicópteros tradicionais.

O silêncio do voo contrasta com a decolagem espalhafatosa dos helicópteros tradicionais. [Imagem: E-volo]

Vibrações

Apesar das extensivas e bem-sucedidas simulações realizadas por pesquisadores da Universidade de Stuttgart, na Alemanha, todos estavam ansiosos para saber se haveria vibrações desagradáveis ou mesmo perigosas na estrutura mecânica do plano do rotor.

"Essas vibrações são um grande problema para os helicópteros normais", declarou Stephan Wolf, diretor da E-volo, acrescentando que "essas vibrações, juntamente com o ruído ensurdecedor, trazem muito desconforto aos passageiros nos voos em helicópteros normais".

Devido à estrutura complexa do Volocóptero, com seu design leve feito de fibra de carbono, não foi possível simular as vibrações no laboratório.

Mas as únicas vibrações vieram da equipe que assistia ao voo: "Nem mesmo as câmeras de vídeo HD presas ao anel exterior de carbono do rotor da aeronave capturaram o mínimo sinal de vibrações," disse Wolf.

INOVAÇÃO TECNOLÓGICA