Seus passos podem iluminar seu caminho

Foto: Lotus Head - SXC.

(com material da Agência Fapesp)

Não, não é um desses temas de blogs de auto-ajuda que tem por aí, mas uma pesquisa feita por cientistas da Unesp apoiados pela Fapesp. Antes que a confusão fique maior ainda vou tentar explicar um fenômeno chamado Piezoeletricidade. Esse fenômeno acontece quando algum cristal piezoelétrico é pressionado e é gerado uma carga elétrica. Alguns isqueiros e acendedores de fogão usam desse fenômeno. Agora se um cristal piezoelétrico recebe uma carga elétrica ele se deforma. Aí é utilizado como twitter (alto falante para altas frequências), nebulizadores dentre outros usos.

Mas a idéia aqui é utilizar os passos dos pedestres em áreas de grande movimento e a passagem de veículos para gerar corrente elétrica que seria aproveitada para a iluminação do local e do sistema de semáforos.

A pesquisa do professor Walter Katsumi Sakamoto, do Departamento de Física e Química da Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, utilização de compósitos cerâmicos nanométricos em formato de filmes. O pesquisador costumava importar alguns desses materiais, como o polifluoreto de vinilideno (PVDF), o poliéter-éter-cetona (PEEK) e o titanato zirconato de chumbo (PZT).

No entanto, para desenvolver o sensor piezoelétrico, decidiu encontrar similares nacionais. Foi quando convidou a professora Maria Aparecida Zaghete Bertochi, do Departamento de Química Tecnológica da Unesp, em Araraquara, a participar do trabalho.

“O desafio foi desenvolver um material que apresentasse boa dispersão no polímero e, para isso, precisávamos encontrar o tamanho e a dispersão ideal das partículas”, disse Maria Aparecida que conseguiu bons resultados foram obtidos pela produção de nanopartículas de PZT preparadas por processo químico.

A fim de obter o material, o grupo de Araraquara desenvolveu um novo método de síntese (fabricação) para a cerâmica. O convencional, chamado de mistura de óxidos, exige altas temperaturas, além da submissão do material a um processo de moagem. Os pesquisadores conseguiram dispensar o tratamento térmico e a dispersão em meio aquoso e obtiveram o PZT a temperaturas de 180ºC. “Nosso método também promove menor contaminação ambiental por chumbo”, disse.

Já o compósito desenvolvido com a matriz PEEK suportou temperaturas de até 360º C e a nanocerâmica ficou bem dispersa, formando um filme compósito bastante homogêneo. O filme não precisa ficar na superfície do solo, o que torna o material adequado para a ser aplicado em condições severas. Os pesquisadores estimam que o dispositivo se manteria operante mesmo sob temperaturas inferiores a 0º C e sob água, como no caso de uma enchente, por exemplo.

Para gerar energia, o equipamento necessita de pressão intermitente, que seria exercida pela passagem dos pneus dos veículos e dos passos das pessoas por exemplo. Essa força provoca uma deformação mecânica no material, que produz energia elétrica.

Sakamoto colocou o novo compósito entre duas placas de acrílico. O material gerou energia toda vez que uma das placas foi apertada manualmente, o que foi comprovado com o acendimento de um LED (diodo emissor de luz) conectado ao dispositivo.

“Essa tecnologia poderá gerar energia em áreas movimentadas e não somente a partir da passagem de carros, mas também de pessoas a pé”, explicou Sakamoto.

Segundo ele, shopping centers poderiam utilizar pisos especiais que transformassem os passos dos frequentadores em energia para iluminar os corredores. Algumas estações de metrô no Japão já utilizam pisos desse tipo.

O advento recente das lâmpadas LED, que consomem bem menos energia do que as fluorescentes e incandescentes, deverá, segundo Sakamoto, ajudar a impulsionar o uso da tecnologia piezoelétrica. “Sem contar o ganho ambiental por se produzir uma energia limpa”, salientou.

“Dentro do próprio automóvel, poderíamos instalar geradores piezoelétricos que se alimentariam dos movimentos dos amortecedores, do giro dos pneus e de outras peças móveis”, completa. A fonte alternativa pouparia o motor do carro caso fosse a combustão interna , atualmente o responsável pela alimentação de seu sistema elétrico, ou aumentaria a autonomia caso fosse híbrido.

O grupo de pesquisa tenta agora o desenvolvimento de matrizes poliméricas mais moles, semelhantes à borracha. “Em teoria, quanto maior a deformação do compósito, maior é o sinal gerado”, explicou o professor da Unesp.

Os pesquisadores procuram parceiros que se interessem em investigar novos capacitores que consigam armazenar uma quantidade maior de energia do que os modelos atuais. A nova geração desses dispositivos, apelidados de supercapacitores, é alvo das pesquisas desse tipo de energia.

Sakamoto aponta que a resposta para esse obstáculo estará mais uma vez na nanotecnologia. “O desafio será desenvolver outro nanomaterial com a propriedade primordial de acumular grande quantidade de energia em um tamanho reduzido”, disse.

Foto - Andres Ojeda SXC

As aplicações são inúmeras. Um exemplo seria o uso de compósitos em solas de sapatos, capazes de gerar energia suficiente para alimentar aparelhos celulares e outros eletrônicos portáteis enquanto seus usuários caminham.

GM desenvolve para-brisa com realidade aumentada

Antes que você, caro leitor, me pergunte o que esse para-brisa está fazendo em cima de uma mesa tenho que lhe explicar duas coisas.

Primeiro é o chamado Head-Up Display, mostrado superficialmente no lançamento do BMW Série 5 (veja aqui). O segundo é um novo conceito informático chamado de "realidade aumentada".

Vamos ao Head-UP Display, também conhecido como HUD. Desenvolvido na década de 1960 e instalado na década de 1970 nos melhores jatos de combate da época, permitia o piloto pilotar o avião e atirar com precisão ao mesmo tempo, sem precisar de ajustar a mira. Nas década de 90 foi instalado em automóveis de série como o esportivo Corvette e alguns modelos da Pontiac. Na década seguinte a novidade foi extendida aos BMW's e ao luxuoso francês Citrën C6. A função do HUD nos automóveis é evitar que o condutor tire os olhos da estrada enquanto consulta no painel de instrumentos, itens como velocidade, nível de combustível e temperatura dentre outros aumentado a segurança de condução.

Agora vamos explicar o que é realidade aumentada. Conceito surgido recentemente, refere-se a aplicativos que usando câmeras, "fotografa" um lugar e o altera conforme o programado pelo desenvolvedor. É freqüentemente usado em aplicações comerciais. Os mais comuns são os sites de empresas fabricantes de tintas cujo aplicativo fotografa a sala a ser pintada e dá opções para o usuário escolher qual a melhor cor e textura a ser aplicada naquele ambiente.

A GM resolveu dar uma "melhorada" no HUD ao ampliá-lo para todo o para-brisa. Usando uma camada de fósforo luminescente que mantém a tranparência normal do para-brisa, ele se ilumina ao ser "excitado" com um raio laser ultravioleta.

"Nós estamos trabalhando para criar sistemas de visão melhorada", diz Thomas Seder, gerente de laboratório do grupo GM de R & D. "Digamos que se você está dirigindo na neblina, poderíamos usar as câmeras de infravermelho do veículo para identificar onde fica a borda da estrada e o laser pode 'pintá-la' no pára-brisa para que você saiba onde a borda da estrada está," completa Seder.

A equipe de desenvolvimento do projeto está trabalhando com a Carnegie Mellon University e a University of Southern Califórnia, bem como outras instituições, para criar um para-brisa head-up completo com sistema de visão noturna avançada, de navegação e câmera de tecnologias baseadas em sensores para melhorar a visibilidade do condutor e capacidade de detecção de objetos.

Uma das funções é sinalizar as placas para evitar que elas passem despercebidas.

No caso de neblina (ou cerração se preferir) o sistema identifica a linha do acostamento.

E aqui indicando uma placa de aviso (em vermelho) e as bordas da estrada (em azul) em situação de baixa visibilidade e lusco-fusco (nascer e por-do-sol).

VW Tiguan: Mamã! Sin las manas: Park Assist faz quase tudo sozinho ao estacionar

O VW Tiguan chega no Brasil à linha 2010 com uma novidade que irá alegrar e muito os barbeiros de plantão: o Park Assist. Item revolucionário no concept Futura (veja aqui em matéria do engenheiro André Dantas no Blog Autoentusiastas), no longínquo ano de 1989, o Park Assist assume quase todo o controle do carro para estacioná-lo.

Na linha 2010 continua o motor 2.0 Turbo TSI 16 válvulas, que atinge 200 cv de potência a 5.100 rpm e 28 kgfm de torque entre 1.700 e 5.100 rpm, com injeção direta de combustível acoplado à transmissão automática Tiptronic de seis velocidades.

Bem equipado vem com duplo airbag frontal, airbags laterais dianteiros e do tipo cortina, computador de bordo, volante de direção multifuncional em couro, retrovisor interno com sistema antiofuscamento, sensores de estacionamento e de chuva. E o conforto é garantido pelos bancos com revestimento de tecido, ar-condicionado de duas zonas, CD Player com MP3 e entrada multimídia para fontes de áudio externo, oito alto-falantes, descansa-braço central dianteiro e traseiro, mesas dobráveis na parte de trás dos encostos dos bancos dianteiros e acionamento elétrico para vidros, travas e retrovisores.

O carro é equipado de série com rodas de liga-leve R17” Boston e pneus 235/55 R17. Opcionalmente pode vir com bancos em couro com aquecimento e ajuste elétrico de altura e do apoio lombar para o banco do motorista, teto solar panorâmico (skyview), faróis de xenon direcionais com lavador, pintura metálica ou perolizada, rodas de liga-leve aro 18” New York, gancho para reboque e módulo off-road.

Aqui começa o pequeno milagre: A operação é simples: quando o motorista encontra um espaço para parar, só precisa acionar o botão de comando (canto superior esquerdo), localizado no console central do veículo, antes de passar pela vaga. Um sensor posicionado na lateral do para-choques dianteiro verifica se o espaço é suficiente para o tamanho do Tiguan (canto superior direito), enquanto o condutor posiciona o carro à frente, para iniciar a manobra. O espaço disponível é mostrado no display do quadro de instrumentos por meio de três retângulos (canto inferior esquerdo), representando os dois carros já estacionados e o espaço entre eles. Se a vaga tiver dimensões adequadas, basta acionar a ré e tirar as mãos do volante.

A partir daí, o único trabalho do motorista é controlar a velocidade de manobra pelo pedal do freio, enquanto o Park Assist se encarrega de virar o volante na direção e na medida exatas para acomodar o carro. Caso seja preciso, nas vagas mais apertadas, o motorista pode movimentar o carro para frente, posicionando a alavanca do câmbio em Drive (D). O Park Assist continuará no comando do volante até o carro estar corretamente estacionado. A novidade também vai estar disponível na linha Passat.

Supercharger Elétrico

Às vezes a necessidade é a razão de algum invento. Com a paranóia do apocalipse do aquecimento global os europeus restringiram as emissões de CO² a 130 gramas por quilômetro rodado até 2012 e 95 gramas até 2020. Na prática isso significa que os motores maiores entrarão em extinção, já que é difícil um motor a gasolina 1.6 conseguir 120 gramas por quilômetro rodado.

Isso fez surgir algumas novidades, ou nem tanto, algumas muito caras e dispendiosas. A primeira seria passar para um carro a diesel com motor menor o que acarretaria perdas no desempenho, aqui tem o álcool, que segundo o Ibama neutraliza o CO² emitido com a fixação do mesmo pela cana; a segunda seria fazer um "downsizing" no motor utilizando compressores ou turbo, isto é, enquanto o Marea utilizava um motor 2.0 de cinco cilindros, o Linea utiliza um 1.4 turbo; utilizar um híbrido, que custa lá fora pelo menos 15% a mais que o modelo normal; utilizar um híbrido de autonomia estendida, que reduz as emissões para os níveis de 2014 e se bobear até 2020, mas custa no mínimo 50% a mais que um carro com motor a explosão; usar um carro elétrico, isto é, torcer para o governo dar um subisídio ou desconto nesse tipo de veículo para baixar o preço, incentivar postos de abastecimento rápido já que muitos prédios não tem uma tomada no estacionamento, etc...

Os ingleses do Controlled Power Technologies sugerem um compressor elétrico. Não é o compressor de água que você conhece ou o de ar comprimido no posto de gasolina. Um compressor volumétrico tem funcionamento semelhante ao turbo, mas ao invés de receber impulso com os gases de escapamento do motor, recebem uma correia diretamente ligada no eixo do virabrequim. Sofre da mesma desvantagem do turbo, que em baixas rotações "amarra" o motor prejudicando o torque.

Lembre que os motores "downsizenings" propostos para mover veículos médios, que normalmente utilizam motores 1.8 e 2.0 aspirados, seriam motores turbo 1.2 a 1.4 litros e que carros compactos teriam motores de 800 cilindradas. Se em um motor de cilindrada normal, o turbo já "amarra", imagine um motor menor cujo torque normal é bem baixo.

O pulo do gato do compressor elétrico seria o fato de como ele não depende do giro do motor para atuar, só de um alternador bem reforçado, o motor teria um bom torque em baixas rotações, melhorando a eficiência do mesmo. E ele pode ser conjugado com um turbo ou compressor volumétrico (supercharger se preferir) melhorando ainda mais o desempenho e reduzindo as emissões de CO². Em tempo: a solução é muito mais barata se comparando com as alternativas listadas acima.

As pás do compressor giram da "marcha lenta" a até 70 mil rpm em um terço de segundo garantindo bom torque em qualquer solicitação