Aqui está uma ideia bastante simples que pode salvar muitas vidas: um capacete de moto que esfria a cabeça do motociclista se sofrer algum impacto. De acordo com o fabricante, o novo ThermaHelm evita superaquecimento e inchaço do cérebro.

Eles também afirmam que ocorrem ferimentos na cabeça em 80% de todos os acidentes com moto. Quando isso acontece, o cérebro geralmente começa a inchar. Os capacetes tradicionais agem como isolante térmico, e a temperatura do cérebro pode aumentar até o ponto em que pode causar morte ou dano permanente. O ThermaHelm evita isso ao disparar uma reação química quando ocorre impacto, o que ativa uma camada que resfria a cabeça do motoqueiro.

Veja simulação:

Prof. Ricardo Andreucci
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Motor browniano

Partículas suspensas em um fluido apresentam uma contínua movimentação aleatória - é o chamado movimento browniano, causado pelos choques entre as moléculas que compõem o fluido.

Em 1912, o físico polonês Marian Smoluchowski teve uma ideia inusitada: construir um motor em nanoescala para converter o movimento browniano em trabalho.

Na época, o experimento era absolutamente irrealizável, por falta de tecnologia. Isso colocou a ideia de Smoluchowski na categoria daquilo que os físicos chamam de "experimento conceitual", ou "experimento de pensamento."

Mas um grupo de físicos holandeses e gregos decidiu testar pela primeira vez a ideia, mas com um dispositivo em escala macro. Usando um "gás granular" para simular o movimento browniano, eles comprovaram que ideia não apenas funciona, mas funciona muito bem.

Motores moleculares

Motores moleculares são comuns na natureza. São motores assim que tensionam e relaxam nossos músculos. Mas eles se movimentam de forma totalmente diferente dos motores que estamos acostumados em escala macro.

Em vez de girarem, eles se movem para frente e para trás. E esse movimento acontece em meio a um bombardeamento contínuo de moléculas que se movimentam aleatoriamente ao seu redor, devido ao movimento browniano.

Se esses motores moleculares se movimentam acionados pelo movimento browniano, ou se são fortes o suficiente para vencer a força nada desprezível da agitação das moléculas, ainda é uma questão controversa.

Motor de Smoluchowski

A ideia de Smoluchowski era construir uma série de palhetas, montadas sobre um eixo, que seriam postas em movimento pela agitação das moléculas ao seu redor.

Como o movimento ocorreria igualmente em ambas as direções de rotação, Smoluchowski concebeu um segundo elemento, um dente de engrenagem assimétrico. Isto garantiria que o eixo só rodaria em uma única direção e, portanto, poderia executar o trabalho, por exemplo, puxando um pequeno peso para cima.

No entanto, em 1963, Richard Feynman demonstrou que a segunda lei da termodinâmica impediria que o dispositivo funcionasse em um sistema que estivesse em um estado de equilíbrio térmico - o que parecia ter condenado a ideia de Smoluchowski ao esquecimento.

Gás granular

Ocorre que a objeção de Feynman não se aplica a um sistema longe do equilíbrio térmico - um gás granular, por exemplo.

Se um recipiente cheio de esferas for sacudido vigorosamente, as esferas vão começar a se mover tão rapidamente que formarão um estado gasoso artificial, imitando o que acontece quando as moléculas de um gás se agitam.

A grande diferença deste análogo com um gás molecular real é que, assim que a agitação for interrompida, as esferas vão perder energia em um espaço muito curto de tempo, voltando a ficar imóveis no fundo do recipiente.

Isso acontece porque uma parte da energia das sacudidelas é perdida em cada colisão entre as esferas, tornando necessária a manutenção de uma fonte externa constante de energia para manter o estado gasoso granular - logo, um sistema longe do equilíbrio térmico, viabilizando a realização do motor browniano de Smoluchowski.

Retroalimentação por convexão

Usando seu gás granular, Peter Eshuis e seus colegas demonstraram com sucesso que o experimento de pensamento de Smoluchowski não apenas funciona nesse ambiente, como funciona soberbamente.

Os cientistas verificaram que ocorre uma troca inesperada entre as palhetas do motor e o gás granular: assim que as hélices começam a girar, acionadas pelas partículas granulares, elas retroalimentam o movimento de rotação no gás - um fenômeno conhecido como rolo de convecção.

Isso reforça o movimento do motor, permitindo uma rotação quase contínua.

Rússia e Itália assinaram um acordo para construir um reator de fusão nuclear nas proximidades de Moscou.

Baseado em uma tecnologia alegadamente mais simples, os cientistas acreditam que este poderá ser o primeiro reator a atingir a ignição, o ponto onde uma reação de fusão nuclear se torna autossustentável, dispensando uma entrada constante de energia.

Ignitor

O projeto do reator de fusão, batizado de Ignitor, nasceu com os trabalhos do Dr. Bruno Coppi, professor do MIT (Massachusetts Institute of Technology), que será o coordenador científico do projeto.

O conceito para o novo reator baseia-se em décadas de experiência com o programa sobre fusão chamado Alcator, também iniciado por Coppi no MIT.

Em sua versão atual - chamada Alcator C-Mod - o reator experimental possui o maior campo magnético e a maior pressão do plasma dentre todos os aparatos que buscam a fusão nuclear - duas das mais importantes medidas de desempenho da fusão nuclear magnética.

Como acontece a fusão nuclear

O ingrediente-chave em todos os experimentos de fusão nuclear é o plasma, uma espécie de gás quente composto de partículas eletricamente carregadas, como núcleos atômicos e elétrons.

Nos reatores de fusão, núcleos atômicos - normalmente isótopos de hidrogênio chamados deutério e trício - são prensados através de uma combinação de calor e pressão para superar a sua repulsão eletrostática natural. Quando os núcleos se unem, ou se fundem, eles liberam quantidades prodigiosas de energia.

Ignitor e ITER

O Ignitor terá aproximadamente o dobro do tamanho do Alcator C-Mod, com uma câmara principal em forma de anel com 1,3 metro de diâmetro.

Ele será muito menor e mais barato do que o projeto internacional de fusão ITER, atualmente em construção em França e que terá uma câmara de plasma de 6,2 metros de diâmetro.

Embora originalmente concebido para atingir a ignição, o projeto do reator ITER sofreu uma redução de escala, e agora muitos físicos acreditam que ele nunca poderá alcançar esse patamar.

O reator Ignitor, segundo Coppi, será "uma máquina muito compacta e de baixo custo" e, ao contrário, do ITER poderá estar pronto para começar a funcionar dentro de poucos anos.

Mas Coppi assegura que não haverá competição entre o Ignitor e o ITER porque os projetos são complementares. Ele cita que Evgeny Velikhov, presidente do Instituto Kurchatov, em Moscou, onde o Ignitor será instalado, é também membro do conselho do ITER. Os equipamentos para o novo reator de fusão serão fabricados na Itália e instalados no Instituto Kurchatov.

Reator de fusão

O design do Ignitor é baseado em uma combinação particularmente eficaz de fatores que os cientistas descobriram inesperadamente durante os muitos anos de funcionamento do programa Alcator, e que mais tarde foi confirmada em experiências em outros reatores.

Juntos, esses fatores geram um confinamento do plasma com grande eficiência e um elevado grau de pureza - impurezas nos gases quentes podem se tornar uma grande fonte de ineficiência.

O novo design visa preservar essas características para produzir a mais alta densidade de corrente de plasma já obtida - a quantidade de corrente elétrica em uma determinada área do plasma.

Segundo Coppi, projeto também contém as estruturas adicionais necessárias para produzir e confinar os plasmas de fusão, a fim de criar as condições necessárias para a ignição.

Fusão nas estrelas

Hoje se imagina que os reatores de fusão nuclear poderão representar uma importante fonte de energia não-poluente no futuro - mas a maioria dos cientistas concorda em que esse futuro não será menor do que 20 anos.

Mas o Dr. Coppi lembra que, quando o programa Alcator de fusão nuclear começou, nos anos 1970, ele tinha poucas pretensões na área energética: "Ele foi construído para simular as estrelas de raios X que nós conhecíamos na época."

As estrelas são formadas de plasma e alimentadas por fusão nuclear, e a única forma de estudar seu comportamento em nível atômico em detalhes é através de experimentos no interior de reatores de fusão, explica Coppi, cujas pesquisas eram todas na áreas de astrofísica - hoje elas são compartilhadas entre astrofísica e energia.

E ele permanece especialmente interessado no potencial do novo reator para fazer novas descobertas sobre a física fundamental. "Sempre que você faz experimentos em um regime desconhecido, você irá encontrar algo novo," diz ele. Os resultados da nova máquina, sugere ele, "terão um forte impacto na astrofísica."

Fonte: Inovação Tecnológica

Carros a ar comprimido

Cientistas indianos divulgaram um projeto conceitual de uma motocicleta movida por uma turbina a ar comprimido.

A fabricante de automóveis indiana Tata já possui modelos comerciais de automóveis movidos a ar comprimido.

Em outra abordagem, pesquisadores suíços estão trabalhando em um motor misto que é capaz tanto de queimar gasolina ou etanol, quanto de ser alimentado por ar comprimido - veja Veículos híbridos ganham impulso com motor pneumático.

A maioria desses projetos consiste em injetar o ar comprimido nos cilindros de um motor, em tudo o mais parecido com um motor a combustão tradicional.

Moto elétrica sem bateria

Mas a ideia do Dr. Bharat Raj Singh e seus colegas do Instituto de Tecnologia de Lucknow é usar o ar comprimido para girar uma turbina. Segundo eles, o conceito poderá resultar em um veículo mais compacto, mais leve e ainda mais silencioso.

O conceito, segundo eles, também pode ser ampliado para ser empregado em automóveis.

Segundo os cientistas, o uso da turbina a ar comprimido poderia reduzir a poluição das áreas urbanas em até 60%, uma vez que os automóveis são os maiores geradores de poluentes quando queimam combustíveis fósseis.

Em seu estudo, os cientistas indianos descobriram que o rendimento da turbina pode ser amplamente melhorado pelo controle preciso da pressão de entrada do ar comprimido e pelo ângulo em que o jato de ar incide sobre a "hélice" interna que faz o eixo da turbina girar.

Motocicleta movida a ar

Mas o projeto não está pronto para ser implementado. O maior desafio a ser enfrentado pelos pesquisadores será a ampliação da capacidade do tanque de ar comprimido, mantendo-o compacto e leve o suficiente para ser utilizado em uma motocicleta.

Os tanques atuais seriam suficientes para acionar a turbina por cerca de 40 minutos, o que se traduz em uma autonomia de 30 quilômetros para a motocicleta movida a ar.

Além da possibilidade de literalmente encher o tanque, os pesquisadores planejam desenvolver um sistema que permita sua troca rápida, permitindo o reabastecimento por meio da troca do cilindro por outro cheio, o que poderá ser feito em postos de troca em mesmo em casa.

Fonte: Inovação Tecnológica

Não é uma cilada! Conceito de veículo traz às estradas cargas flexíveis e energia limpa, além de oferecer o máximo de conforto e tecnologia ao motorista. Tudo isso dentro de 30 anos.

O Instituto Nacional de Tecnologia, no Rio de Janeiro, iniciou o processo de fabricação do primeiro protótipo do trem urbano de levitação magnética, o Maglev Cobra, um projeto concebido pelo Coppe/UFRJ. O trabalho do INT consiste em desenhar e construir o protótipo final da carroceria.

Trilhos supercondutores

O projeto-piloto do veículo é gerenciado pelo Laboratório de Aplicações de Supercondutores da Coppe e prevê sua instalação em um percurso experimental de 130 metros, no campus do Fundão da UFRJ.

O Maglev é propulsionado por forças magnéticas atrativas e repulsivas, ativadas através de supercondutores. Com quatro módulos autopropulsores, o veículo terá capacidade total para 28 pessoas e flutuará a uma velocidade máxima de 30 km/h.

Via expressa com trem magnético

O desenhista industrial Álvaro Guimarães, responsável pelo projeto, explica que a carroceria desta versão-piloto será feita em compósito de fibra de vidro e resina de poliéster. O primeiro protótipo deverá estar pronto em Março de 2010, quando será levado para os primeiros testes na Ilha do Fundão, no Rio de Janeiro.

A fase seguinte será a ampliação do trajeto dentro da universidade, com um percurso de quatro quilômetros. Depois dos testes, o governo do Estado do Rio de Janeiro planeja construir uma via expressa ligando os aeroportos Antonio Carlos Jobim e Santos Dumont utilizando o trem magnético.

Trem sempre levitando

Além da vantagem de não poluir o ambiente, o veículo poderá aproveitar trajetos de vias-férreas e do metrô já construídas, aproveitando o espaço entre os trilhos. Alguns países como China e Coreia já utilizam tecnologias semelhantes, mas são trens para grandes distâncias e só levitam quando atingem altas velocidades.

A tecnologia que está sendo desenvolvida para o Maglev Cobra é especificamente para o transporte urbano, podendo trafegar até 70 km/h com um diferencial de estar sempre levitando, seja parado ou em movimento.

Fonte: UFRJ/Lasup

Ligas com memória de forma

Livro vem colmatar a falta de literatura técnica em português nesta área

Por Luísa Marinho

Utilizado em todos os ramos da engenharia, o Método de Elementos Finitos (MEF) destina-se a simular processos complexos reais.

Filipe Teixeira-Dias (do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro), um dos quatro autores do livro com o mesmo nome agora editado pela ETEP, explicou ao «Ciência Hoje» que apesar de existirem “centenas de livros publicados sobre esta técnica, não existia nenhum em português”.

Uma empresa do ramo automóvel é obrigada, por questões de segurança, a realizar «crash tests». Para isso, tem de utilizar carros reais e provocar choques reais. Dispendioso para a empresa, este método pode ser substituído por simulações computacionais


Este é apenas um dos exemplos da utilização da técnica de elementos finitos, que pode ser aplicada a qualquer ramo da engenharia.

O MEF “é ensinado como iniciação nos actuais cursos de engenharia”, explica Teixeira-Dias. No entanto, “saber aplicá-lo na prática requer experiência e um trabalho muito exigente”. O livro foi escrito “tendo em conta os programas dos diversos cursos de Engenharia, para que pudesse ser um manual utilizado pelos alunos de licenciatura”.

No entanto, explica, “o livro tem capítulos mais direccionados para alunos de mestrado e doutoramento e mesmo para quem já está no mercado de trabalho”. Também será útil para professores e formadores.

Os restantes autores do livro são Joaquim Pinho da Cruz, Robertt Fontes Valente, Ricardo Alves de Sousa, todos eles docentes e investigadores na Universidade de Aveiro.

Fonte: cienciahoje.pt

Holly Sheahan – Royal Society of Chemistry

Cientistas japoneses criaram um motor rotativo apoiado unicamente em uma gota de água, girando em seu interior quando um campo elétrico é aplicado à gota.

O feito tem grande potencial para uso em dispositivos ópticos e nos biochips.

Motor fluídico

Hoje, são usados fluidos transparentes com altos índices de refração para controlar o movimento ou a inclinação de microplacas, que por sua vez controlam a passagem da luz usada para controlar as reações ou detectar compostos químicos no interior dos biochips.

Os cientistas já haviam conseguido fazer com que as placas se movessem na horizontal e na vertical, mas até agora nenhum grupo havia conseguido fazer um movimento giratório.

Como os polarizadores ou as redes refratoras normalmente têm suas funções controladas por movimentos rotacionais, um “motor fluídico” era um objetivo longamente perseguido.

Motor flutuante

O feito foi alcançado pelo Dr. Atsushi Takei e seus colegas da Universidade de Tóquio, que exploraram um fenômeno conhecido como electrowetting, ou eletroumectação – a capacidade de controlar eletricamente como os líquidos interagem com superfícies sólidas.

O motor é formado por um rotor metálico, não circular, depositado sobre uma gota de água ou outro fluido.

Para fazer a energia chegar ao motor flutuante, foram construídos eletrodos dispostos ao redor da gota. Com a alteração da tensão aplicada aos eletrodos, a gota se deforma, criando um torque entre a gota e o rotor, fazendo com que o rotor gire.

Motor transparente

Os pesquisadores enfatizam que a maior vantagem do seu motor flutuante é que ele pode ser fabricado inteiramente com materiais transparentes, o que o torna totalmente adequado para aplicações ópticas.

Eles agora pretendem partir para a miniaturização dos motores flutuantes, porque os dispositivos ópticos estão sendo construídos cada vez em menor escala. Segundo o grupo, o maior desafio é que, quanto menor a escala, mais difícil se torna controlar as forças sobre a gota

Protótipos conseguem economizar 20% de combustível

por Larry Greenemeier

Dentro de dois anos os fabricantes de grandes aviões a jato poderão testar um novo tipo de asa que reduzirá o arrasto aerodinâmico e diminuirá custos de combustível em cerca de 20%. Isso será possível usando pequenos jatos embutidos na asa, que redirecionam o ar ao seu redor durante o vôo.

“Essa foi uma surpresa para todos nós da comunidade aerodinâmica”, declarou Duncan Lockerby, professor-associado de mecânica dos fluidos e sólidos da Universidade de Warwick no Reino Unido e coordenador do projeto de pesquisa financiado pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (EPSRC) e pela fabricante de aviões Airbus. “O efeito foi descoberto, basicamente, sacudindo-se uma asa de um lado para o outro dentro de um túnel de vento.”

Lockerby reconheceu que nem ele nem seu grupo sabem exatamente como os pequenos jatos reduzem o arrasto, mas eles estão construindo protótipos que provavelmente ficarão prontos para teste em 2012, devendo reduzir o arrasto de atrito em até 40%.

Parte dessa abordagem de aprendizado por experiência se deve ao plano do Conselho para Pesquisa Aeronáutica na Europa (Acare) de cortar emissões de dióxido de carbono em aviões de passageiro pela metade até 2020, afirma Lockerby no site de Warwick.
Companhias aéreas e fabricantes de aviões já estão testando biocombustíveis para diminuir o volume de gases de efeito estufa que seus aviões emitem na atmosfera. A Virgin Atlantic Airlines, a Força Aérea dos Estados Unidos, a Airbus e a Green Flight International, da Flórida, realizam testes com óleos de coco e babaçu misturados a combustíveis de aviação comuns, derivados do petróleo, além de combustíveis sintéticos obtidos a partir de carvão ou gás natural.

A indústria de navios de carga também busca novas tecnologias para tentar reduzir o arrasto e custos de combustível, como um sistema que bombeia ar dentro de cavidades subsuperficiais (reentrâncias largas e rasas feitas no fundo do casco do navio) localizadas cerca de oito metros abaixo da linha d’água, criando bolsões flutuantes que facilitam o deslocamento dos navios sobre a água.

Fonte: Cientific American Brasil