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domingo, 21 de outubro de 2007

Buracos no asfalto podem ser tapados usando raios infravermelhos

As equipes de manutenção do asfato das ruas e estradas no Brasil parecem ter um talento especial: eles sempre transformam um buraco em uma lombada. Agora, engenheiros de uma empresa norte-americana desenvolveram um sistema que parece ser à prova desses indesejáveis talentos.
Manutenção de asfalto
À parte a utilização de equipes de manutenção despreparadas, o conserto de vias pavimentadas hoje é feita por um processo demorado e caro: o asfalto é recortado e totalmente retirado, em um diâmetro maior do que o buraco. A seguir o trecho recebe um nova camada de asfalto. O processo funciona bem para rodovias, mas é impraticável nas ruas, porque exige o mesmo aparato de maquinaria que um asfaltamento novo.
Esse é justamente o trunfo do novo equipamento, que é compacto, podendo ser utilizado sem grandes transtornos para o trânsito e a um custo mais baixo. A máquina faz a manutenção do asfato utilizando raios infravermelhos.
Consertando asfalto com infravermelho
A técnica de reparo de asfalto com raios infravermelhos opera fundindo o asfalto, tanto o asfalto velho em volta do buraco, quanto o asfalto novo, que é colocado apenas na quantidade suficiente para preencher o buraco.
A fusão elimina a interface que é criada pelo processo de manutenção tradicional que, além de ser responsável por infiltração de água, transforma-se em uma área de baixa resistência, pronta a gerar um novo buraco.
Outra vantagem é a pequena equipe de manutenção exigida. Normalmente são utilizados de 4 a 5 trabalhadores. Utilizando o equipamento de infravermelho, a manutenção pode ser feita por apenas 2 pessoas.

Equipamento automatizado detecta corrosão e desgaste em peças

Engenheiros de um dos laboratórios do Departamento de Energia dos Estados Unidos desenvolveram um novo sistema totalmente automatizado que é capaz de detectar corrosão e desgaste em peças, mesmo se os problemas estiverem localizados em pontos virtualmente inalcançáveis no interior do objeto.
Utilizando a tecnologia ESD ("ElectroSpark Deposition"), o equipamento aplica uma camada de cobertura - uma espécie de solda - de forma totalmente controlada e sob baixa temperatura, sobre todos os pontos onde a corrosão tiver sido detectada.
Um sensor monitora continuamente a corrente aplicada durante o processo de reparo ou revestimento, o que indica a pressão que está sendo exercida sobre a peça. Sendo totalmente automatizado, o programa que roda no computador do equipamento se encarrega de manter sempre a força de contato em seu nível ótimo, economizando material e maximizando a qualidade do trabalho.
A indústria que lida com revestimentos de cromo tem se deparado com aumento significativo de custos, principalmente devido às questões ambientais. A automação da tecnologia ESD poderá significar redução dessa pressão de custos nos reparos de turbinas de aviões, sistemas hidráulicos e até mesmo em peças automotivas. Além disso, o novo equipamento poderá viabilizar a utilização da técnica em peças que não se adaptam aos equipamentos manuais.
A tecnologia foi licenciada para a empresa Advanced Surfaces and Process Inc., que deverá comercializar o equipamento.
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010170050406

segunda-feira, 28 de maio de 2007

Brasil já produz painéis solares para aplicações aeroespaciais

Uma empresa brasileira conseguiu inserir o país no grupo de produtores de painéis solares para aplicações aeroespaciais, um clube seleto do qual fazem parte apenas França, Alemanha, Japão, Rússia, China e Estados Unidos.
Painéis solares fabricados no Brasil
A Orbital Engenharia, com sede em São José dos Campos (SP), é responsável pela produção de três painéis que compõem o Satélite Sino-Brasileiro de Recursos Terrestres (Cbers-2B), construído pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e pela Academia Chinesa de Tecnologia Espacial, com previsão de lançamento para setembro a partir da China.
"Pela primeira vez, os painéis solares do programa Cbers foram fabricados no Brasil. Até então, eram importados da Alemanha", disse o engenheiro mecânico Célio Costa Vaz, diretor da Orbital. "Os painéis passaram por todos os testes de aceitação do Inpe e foram instalados no satélite, que já está na China em campanha de lançamento."
Também conhecidos como geradores fotovoltaicos, os painéis captam a radiação solar e a convertem em eletricidade. Enquanto uma parte da energia elétrica produzida alimenta diretamente o satélite, a outra é armazenada em baterias para utilização enquanto ele se localiza nos cones de sombra projetados pela Terra.
Os painéis solares fotovoltaicos são compostos pela ligação em série de milhares de Solar Cell Assembly (SCA), unidades formadas por três componentes: célula solar, interconector e cobertura de proteção (cover glass).
A célula solar é responsável pela captação da luz do sol, enquanto o interconector faz o contato elétrico entre as células por meio de minúsculas partículas de prata. A cobertura de proteção, que é feita de vidro, protege as células das radiações do espaço. Para os três painéis do Cbers-2B, foram empregados 16 mil SCAs.
"Para fabricar os SCAs, utilizamos dois componentes, a célula solar e o cover glass, que ainda são importados, e o interconector, que já fabricamos no país. A grande inovação, no entanto, está no projeto e criação de todos os equipamentos e dispositivos que nos permitem unir esses três componentes e montar os painéis no Brasil", disse Vaz.
Satélites brasileiros
Os satélites CBERS são utilizados para o imageamento terrestre. As imagens geradas pelo exemplar mais recente da série, o CBERS-2, em operação desde 2003, têm aplicação no controle do desmatamento e queimadas, no monitoramento de recursos hídricos e em análises em áreas agrícolas, sobre crescimento urbano ou de ocupação do solo. O CBERS-2B tem três câmeras a bordo e deverá garantir o fornecimento de imagens iniciado com o CBERS-1, em 1999.
A Orbital Engenharia também é responsável pelo projeto e fabricação dos painéis solares para a Plataforma Multimissão (PMM) do Inpe. "O modelo estrutural dos painéis, utilizado para os testes ambientais de qualificação, foi entregue ao instituto no fim do ano passado. No segundo semestre deste ano, deveremos iniciar a fabricação dos modelos de vôo, ou seja, os painéis solares que estarão em órbita junto à PMM", explicou Vaz.
A Plataforma Multimissão, que servirá de suporte para diferentes satélites científicos e de observação da Terra, tem previsão de lançamento para 2009. Para efeito de comparação, se os satélites fossem compostos por dois módulos - um de serviço e outro de carga útil, - a PMM abrigaria apenas um amplo módulo de serviço para fornecer energia a outros satélites.

Micromanipulador ajudará a construir micromáquinas e microfábricas


Desde uma simples pinça, ou um prosaico alicate, até as mais modernas garras robóticas, cientistas e engenheiros sempre precisaram de ferramentas capazes de agarrar e segurar coisas. E não será diferente no mundo microscópico que começa a ser explorado pela nanotecnologia.
As futuras máquinas microscópicas precisarão ser montadas a partir de peças ainda menores, muitas vezes na escala de nanômetros. Ou seja, os pesquisadores precisarão de micro-pinças, micro-alicates e micro-manipuladores robóticos.
Micro-manipulador
É justamente isso que estão fazendo os pesquisadores da Universidade de Illinois, Estados Unidos: eles desenvolveram uma estação de micro-manipulação, medindo 1 centímetro quadrado. Em seu interior estão minúsculos "dedos mecânicos", capazes de agarrar, segurar e mover peças microscópicas.
No interior da minúscula estação de manipulação - muito parecida com um chip de computador e construída com as mesmas técnicas - os quatro "dedos" capturam e movem partículas com precisão, conforme os comandos enviados pelo computador.
O processo é extremamente simples e elimina as restrições de equipamentos desse tipo já produzidas - as chamadas micro-pinças - que até agora só eram capazes de agarrar e segurar, mas não de movimentar com precisão.
Microfábricas do futuro
"Nós acreditamos que esse equipamento será muito útil nas microfábricas do futuro," diz Laxman Saggere, responsável pela construção dos micromanipuladores, juntamente com Sandeep Krishnan.
A seguir, os pesquisadores querem melhorar o desenho dos dedos, ampliar seu número e aumentar a área na qual a manipulação pode ocorrer. "Nós podemos também adicionar um pouco mais de flexibilidade e reduzir o tamanho do dispositivo com um design mais eficiente," diz Saggere.
Os dedos do micromanipulador foram inspirados nos dedos humanos. Para melhorar sua precisão, os pesquisadores desenvolveram algoritmos que permitiram que os dedos flexíveis pudessem ser coordenados, agindo cooperativamente, como os dedos da nossa mão.
Atuadores piezoelétricos
Em uma próxima versão, os pesquisadores planejam utilizar atuadores piezoelétricos para refinar a sofisticação do movimento dos dedos. Eles também precisam resolver o problema de forças de adesão que são predominantes em micro-escala e que causam problemas quando os dedos têm que liberar certos tipos de material.
"Atualmente, uma das maiores limitações no desenvolvimento de máquinas em micro- escala é o processo de montagem," diz Saggere. "A montagem manual é proibitivamente cara, e a precisão exigida, o stress do operador e o cansaço visual associado com a montagem dessas partes minúsculas sob um microscópio tornam-na impraticável. Se nós queremos fazer um micro-motor, nós precisamos montá- lo com micro-engrenagens, eixos e outros componentes em micro-escala. Nós não conseguimos fazer isso hoje."
Ainda não é possível prever quantas versões serão necessárias para que o micromanipulador possa se transformar em uma microfábrica de verdade e chegar ao mercado. Mas este é provavelmente o equipamento apresentado até agora que mais se aproxima do conceito de microfábrica.


Robô-helicóptero voa com cérebro eletrônico de inseto


Os cientistas estão sempre procurando inspiração na natureza para aprimorar suas invenções. É o que se chama de biomimetismo. Um dos campos mais cheios de exemplos dessa fonte de inspiração é a robótica. Tanto que já se criou o campo da bio-robótica (ou biorrobótica), que procura descobrir formas de melhorar o desempenho dos robôs imitando o funcionamento de animais, principalmente insetos.
E foi justamente o vôo dos insetos que apaixonou o Dr. Nicolas Franceschini, do instituto de pesquisas CNRS, França. Afinal, como poderiam esses pequenos animais, com um cérebro do tamanho da cabeça de um alfinete, conseguir controlar com tanta precisão o seu vôo? E o que se poderia alcançar no campo da robótica se fosse possível contruir um cérebro eletrônico que duplicasse essa capacidade de controle?
Agora a equipe do Dr. Francheschini parece ter a resposta. Utilizando eletrodos de apenas alguns milésimos de milímetro, eles mapearam o funcionamento do cérebro de insetos durante o vôo e conseguiram duplicar seu mecanismo de controle, criando um cérebro eletrônico capaz de dirigir com perfeição um micro-helicóptero robótico.
Franceschini, juntamente com seus colegas Franck Ruffier e Julien Serres, descobriram o mecanismo que eles batizaram de "regulador de fluxo óptico," que controla a força de sustentação que os insetos possuem durante o vôo.
Vôo dos insetos
Quando um inseto, um pássaro, ou mesmo um piloto humano, estão voando, a imagem do solo imediatamente abaixo passa da parte frontal para a parte posterior do seu campo visual, formando um "fluxo óptico," que é definido como a velocidade angular com a qual o solo se move para trás.
Por definição, essa velocidade angular é igual à razão entre a velocidade horizontal e a altitude. O que o "regulador de fluxo óptico" faz é manter essa razão velocidade/altitude em um valor constante. É como um piloto-automático cerebral. Esse ajuste constante significa que o inseto não precisa saber nem sua velocidade e nem sua altitude, já que ele estará sempre em um vôo seguro.
Se surgir um vento contrário forte, sua velocidade será diminuída. Com isto, seu piloto automático o forçará a reduzir a altitude. Se o vento for tão forte que force o inseto a pousar, o pouso será tranqüilo, porque ele se dará a uma velocidade vertical igual a zero. Esse incrível controle de vôo de insetos e pássaros tem apaixonado os biólogos há décadas.
Helicóptero robótico com cérebro eletrônico
O próximo passo foi decodificar o funcionamento dos neurônios do inseto responsáveis pelo gerenciamento do seu piloto-automático - ou do seu fluxo regulador óptico, como dizem os cientistas. Utilizando microeletrodos ultrafinos e um microscópio especialmente adaptado, eles descobriram todo o percurso dos impulsos nervosos no interior do cérebro do inseto durante o vôo.
A partir desse mapeamento, os cientitas construíram um microcircuito eletrônico que imita o funcionamento desse fluxo regulador óptico. O circuito pesa apenas 0,2 gramas, o que o torna adequado para controlar o vôo de micro-robôs.
O circuito foi testado com êxito em um microhelicóptero robótico, que agora dispensa vários outros circuitos de controle, como radar, GPS e acelerômetros. Os pesquisadores acreditam que seu trabalho permitirá uma verdadeira revolução no campo dos microrrobôs voadores.

Robô doméstico se adapta às pessoas e aos lugares


Cientistas do MIT, Estados Unidos, estão desenvolvendo um robô capaz de pegar objetos comuns em uma residência. "Robôs na indústria automobilística simplesmente manipulam objetos, mas eles fazem sempre a mesma coisa, ao longo do mesmo caminho," explica o professor Aaron Edsinger.
Robô doméstico
O objetivo do robô Domo é mais amplo. Ele deverá ser capaz de efetuar tarefas manuais comuns no dia-a-dia, como levar e trazer objetos domésticos os mais variados, lavar pratos, pegar um copo com água, buscar o controle remoto, o telefone etc.
Os cientistas não estão partindo do zero. Foi no MIT que nasceu o robô Kismet, famoso por reconhecer e expressar emoções - o que significa que ele possui um excepcional sistema de visão artificial. E foi lá também que nasceu o robô Cog, capaz de manipular objetos desconhecidos.
É justamente por aproveitar as plataformas robóticas anteriores que o trabalho da equipe do Dr. Edsinger está mais adiantado do que o dos seus colegas da Universidade de Stanford, que também estão criando um
robô assistente que deverá fazer tarefas do dia-a-dia.
Um robô doméstico como o Domo é o sonho da maioria das donas de casa. Mas um robô assim, quando totalmente desenvolvido, poderá auxiliar também pessoas portadoras de deficiências, invisuais e cadeirantes.
Robô que se adapta
"Tipicamente os robôs são colocados em mundos muito restritos porque assim você pode controlar o ambiente. Se você colocar esse robô na casa de alguém, aquela abordagem não vai funcionar," diz Edsinger. "Nós queremos que o robô se adapte ao mundo e não que o mundo se adapte ao robô."
Ainda falta muita pesquisa e desenvolvimento até chegarmos a esse modelo ideal. Embora o Domo consiga "enxergar" qualquer coisa que seja posta em sua frente, as imagens capturadas pelas câmeras são processadas por nada menos do que 12 computadores, necessários para que o Domo consiga tomar uma decisão adequada sobre como pegar cada objeto específico.
O robô já atende a comandos de voz, e consegue procurar por alguns objetos específicos. Antes de concluir que realmente encontrou o objeto procurado, ele estende a mão e tenta tocar o objeto. Seu programa também já faz associações entre objetos. Por exemplo, ao receber um saquinho cheio de grãos de café, o robô balança-o levemente para tentar caracterizá-lo e, a seguir, coloca-o sobre a prateleira.

Começam testes com robô-submarino que um dia poderá explorar lua de Júpiter

Europa
Mas pergunte a esses cientistas: se eles pudessem, qual corpo celeste começariam a explorar amanhã mesmo? E nove entre 10 deles responderão: Europa. Esse incrível satélite de Júpiter tem uma superfície de gelo e, por debaixo dessa camada de gelo, gigantescos oceanos de água líquida podem conter formas primárias de vida.
Europa é gelado. Somente robôs poderão explorar as profundezas de seus oceanos escondidos. É por isso que a NASA está investindo no DepthX, um robô autônomo de exploração subaquático. Ele é ainda grande demais para uma missão espacial, mas é o primeiro passo na construção de um robô-submarino que possa ser enviado para Europa e para outros planetas.
Robô-submarino
Nesta semana, o DepthX mergulhou no poço mais profundo do mundo, El Zacatón, no México. Dotado de sensores de movimento, profundidade, temperatura e salinidade, o DepthX traçou um perfil completo da gigantesca fossa, mergulhando sozinho a 270 metros de profundidade. Um braço foi estendido para coletar amostras de diversos pontos durante o mergulho.
Utilizando seus sonares, o robô subaquático fez um mapa completo do El Zacatón, descobrindo que seu fundo é curvo, atingindo 300 metros na parte mais baixa. O mergulhador Sheck Exley morreu no El Zacatón em 1994, quando tentava achar o fundo. Os dados do DepthX agora mostram que Exley perdeu a vida a menos de 20 metros de seu objetivo.
O gigantesco buraco pode estar conectado a cavernas e a outros buracos inundados. Os mergulhos do robô vão continuar nesta semana, em busca dessas passagens.
A próxima missão do DepthX deverá ser a exploração do lago Vostok, situado abaixo da camada de gelo da Antártica. Um objetivo bem mais parecido com o que seus sucessores poderão um dia encontrar em Europa.
O DepthX foi construído por cientistas da Universidade Carnegie Mellon e da empresa Stone Aerospace.