Alunos de Engenharia desenvolvem projeto capaz de aumentar a segurança dos ônibus rodoviários

Pelo site Engenharia é

Melhorias para o desempenho de motores automotivos, sistemas de regeneração de energia e tecnologia que aproveita os gases da exaustão para gerar combustível também foram os focos no projeto.

De acordo com um balanço apresentado no mês de março deste ano pela Polícia Rodoviária Federal (PRF), entre dezembro do ano passado e fevereiro deste ano, houve uma queda de 14% no número de mortes no trânsito nas rodovias federais. Pensando em reduzir ainda mais essa estatística, os alunos de Engenharia Mecânica da FEI desenvolveram uma solução para aumentar a segurança dos usuários de ônibus rodoviário, que muitas vezes são vítimas fatais em caso de tombamento desses veículos.

Com o formato de uma espinha dorsal, o SafeBus é um monobloco desenvolvido para ser aplicado nos ônibus, como uma estrutura reforçada, com o objetivo de proteger ao máximo a integridade física de seus usuários.

Além do SafeBus, os alunos da FEI também têm trabalhado e desenvolvido projetos com foco na melhoria para motores automotivos e de regeneração de energia.

Confira abaixo alguns desses projetos:

Ecoflow: estudo e desenvolvimento de um cabeçote de alta eficiência energética para um motor movido a etanol, que tem como objetivo reduzir a rotação de torque máximo e aumentar assim os rendimentos mecânico, volumétrico e térmico, resultando dessa forma na redução de consumo de combustível.

BERS: Pensando no futuro, onde uma das tendências é o desenvolvimento de veículos eficientes, o projeto BERS realizou uma análise experimental de um sistema de regeneração de energia, através do movimento oscilatório da suspensão de ônibus urbanos, tirando carga do alternador e melhorando assim a eficiência do motor.

ReTech-EGR: tecnologia que aproveita os gases da exaustão para gerar hidrogênio, que servirá como combustível para ser usado no motor, reduzindo o consumo de combustível e a emissão de poluentes.

Spark-D: o projeto visa a implementação de um motor que trabalha, em plena carga, em baixas rotações com ignição por compressão; e em altas rotações com ignição por faísca, unindo as vantagens dos ciclos Otto e Diesel e aumentando a eficiência do motor, além de reduzir o consumo de combustível e a emissão de poluentes.

TLK: Para reduzir o atraso nas respostas dos motores turbinados em veículos pesados, o projeto TLK utiliza e modifica componentes pneumáticos já presentes em caminhões comerciais, fazendo com que o motorista acelere menos e assim reduza o consumo de combustível.

WaterJet: Pensando na longevidade e desempenho dos motores, WaterJet é um sistema de injeção de água que corrige o efeito de detonação nos motores bicombustíveis. O estudo teve foco em reduzir a temperatura da câmara de combustão, para que a detonação seja eliminada.

Proibir o uso de plásticos nem sempre funciona. Veja o que é preciso fazer

Pelo site Engenharia é

AAustrália é responsável por produzir mais de 13 mil toneladas de lixo plástico por ano. No final de junho de 2018, o governo australiano divulgou um relatório sobre a indústria de reciclagem e resíduos na Austrália.

Uma das recomendações foi que deveríamos eliminar progressivamente os plásticos descartáveis ​​à base de petróleo até 2023.

As proibições das sacolas plásticas, são uma opção – mas não são adequadas para todas as situações. Em primeiro lugar, o plástico não é mau: é flexível, durável, impermeável e barato. A questão é a maneira como descartamos isso. Como o plástico é tão versátil, ele foi adotado em uma série de produtos de consumo descartáveis ​​de uso único.

Muitas pessoas estão trabalhando em soluções tecnológicas para nossos problemas de plástico. Estas vão desde melhores técnicas de reciclagem e “plásticos” biodegradáveis ​​feitos de algas ou amido, até usar a larva que pode comer resíduos de plástico.

Mas essas opções são lentas e caras. Eles também podem ter outros impactos ambientais, como emissões de gases de efeito estufa e consumo de recursos.

Há muitas alternativas reutilizáveis ​​para muitos produtos de uso único. O desafio é levar as pessoas a usá-las.

Para a mudança no nível da sociedade, as abordagens múltiplas são mais eficazes do que qualquer iniciativa isolada. Por exemplo, se quiséssemos eliminar gradualmente os talheres de plástico, poderíamos começar com uma campanha de conscientização que encoraje as pessoas a usar alternativas reutilizáveis.

Então, uma vez que a comunidade esteja a bordo, implemente uma pequena taxa com alguns lembretes e, finalmente, mude para uma proibição, uma vez que a maioria já tenha mudado seu comportamento.

A chave para eliminar com sucesso a nossa dependência de produtos plásticos de uso único é mudar a norma. Quanto mais falamos sobre o problema e as soluções, mais as empresas vão procurar e oferecer alternativas, e o mais provável é que nos mobilizemos juntos.

Goodyear apresenta pneu de musgo vivo que limpa o ar enquanto você dirige

Pelo site Engenharia é

Ofuturo do transporte será movido a energia verde. Goodyear acabou de apresentar um novo pneu chamado Oxygene que integra musgo vivo para ajudar a melhorar a qualidade do ar enquanto você viaja. Goodyear não parou por aí – O Oxygene é impresso em 3D com pneus reciclados e inclui tecnologia para ajudar a manter os pedestres seguros.

Enquanto estamos entusiasmados com as inovações eco-amigáveis ​​na mobilidade, esse pneu é particularmente incrível porque os pneus são uma parte tão tóxica do sistema de transporte. O pneu Oxygene tem crescimento de musgo na parede lateral do pneu, que absorve a umidade através do piso para alimentar as plantas em seu interior. O musgo suga dióxido de carbono e libera oxigênio, e a energia gerada por essa fotossíntese também alimenta uma luz no pneu que alerta os pedestres se o carro está em movimento ou parado.

O pneu é feito pneus reciclados usando a impressora 3D. Ele também possui conectividade integrada que pode ser útil com veículos autônomos no futuro. Com mais de 300 milhões de pneus sendo levados para os aterros nos EUA todos os anos, o pneu da Goodyear é uma solução sustentável para um problema sério. O conceito de pneu foi revelado no Salão Internacional de Automóveis de Genebra deste ano e, embora possa permanecer apenas um conceito, abre a discussão ao que é possível.

Veja o vídeo no link:      https://youtu.be/Ba-hRW6SP4o

Cabo submarino de fibra ótica vai unir Brasil e Espanha

Pelo site Engenharia é

Brasil e a Espanha, ficarão unidas através de um cabo submarino de fibra ótica que será fabricado com anéis de fibra blindada. Esta nova infraestrutura pretende eliminar a dependência dos EUA no que diz respeito às telecomunicações.

O novo cabo servirá para efetuar ligações telefônicas e também para comunicações de dados. O projeto foi anunciado pelo primeiro-ministro Espanhol, Mariano Rajoy, que reforçou a importância deste cabo na ampliação da  privacidade e a segurança dos dados de comunicações realizadas pelos utilizadores.

O novo cabo, que tem a designação de Ella Link, entrará em funcionamento até 2019 e terá 9200 quilômetros de comprimento, nos quais serão instaladas também em Madeira, Ilhas Canárias e Cabo Verde. A velocidade permitida pelo novo cabo que ligará diretamente o Brasil e Espanha será de 72 terabytes por segundo.

Brasil perde R$ 5,7 bilhões por ano em plásticos não reciclados

Com informações da Agência Brasil 

Plástico jogado fora

O Brasil produz mais de 78,3 milhões de toneladas de resíduos sólidos por ano, dos quais 13,5% - o equivalente a 10,5 milhões de toneladas - são plásticos.

Se todo esse montante de plástico fosse reciclado, seria possível retornar cerca de R$ 5,7 bilhões para a economia, segundo levantamento do Sindicato Nacional das Empresas de Limpeza Urbana (Selurb).

"O Brasil ainda destina inadequadamente cerca de 40% de todo o resíduo gerado no país. São bilhões de reais que poderiam ser revertidos para a construção ou modernização de aterros sanitários, ampliação dos serviços de coleta e outras atividades relacionadas à limpeza urbana. O gerenciamento de resíduos envolve uma rede complexa de atividades e a reciclagem é um pilar que precisa começar a ser desenvolvido como oportunidade de negócio. Do contrário, não terá resultado concreto", explicou Márcio Matheus, presidente do Selurb.

A entidade avalia que os números refletem uma realidade mundial e que o aumento do poder de compra da população e os altos investimentos em novas fábricas e tecnologias serão responsáveis por um crescimento de cerca de 30% na produção de plástico em menos de 10 anos.

Gestão de resíduos sólidos

Uma das alternativas em relação à gestão de resíduos sólidos apontadas pela entidade seria a erradicação dos quase 3 mil lixões existentes no país e a implantação de uma rede regionalizada de aterros sanitários, para tratar adequadamente os resíduos - o Selurb é uma entidade que representa as empresas que constroem e administram aterros sanitários.

"Se ilude quem acha que é possível fazer reciclagem em um país continental sem buscar soluções de escala. A reciclagem só será possível quando houver viabilidade econômica, o que inclui incentivos governamentais, com isenções fiscais, e estrutura logística para tal. A primeira medida é desenvolver soluções logísticas que concentrem esses materiais, como ecoparques - que apresentam, também, a estrutura dos aterros legalizados. A partir disso, será possível diluir os altos custos logísticos e trazer viabilidade econômica para que os materiais recicláveis cheguem à indústria a um preço atrativo, como aconteceu nos EUA," disse o engenheiro Carlos Rossin, consultor ligado ao Selurb.

Comprimido robótico leva remédios e células onde necessário

Redação do Site Inovação Tecnológica 

A microcápsula robótica só se abre no lugar correto para liberar sua carga. [Imagem: DGIST]

Robô comprimido

Enquanto os micro e nano-robôscapazes de desentupir veias e consertar células não chegam, a tecnologia robótica já desenvolvida pode ser utilizada para tornar os comprimidos mais eficazes.

Microrrobôs do tipo cápsula podem carregar não apenas medicamentos, mas também células, para as emergentes terapias com células-tronco, e entregá-las em partes específicas do corpo humano.

Até agora, a maioria dos microrrobôs para entrega de medicamentos levava sua carga de remédios na superfície externa. O inconveniente é que a carga útil pode ser perdida - por abrasão ou por reação química - nos lugares errados dentro do corpo humano.

Para superar essas limitações, uma equipe coreana desenvolveu uma cápsula robotizada, dotando a estrutura tipicamente usada em medicamentos de um "motor" e de uma tampa que pode ser aberta e fechada sob comando.

Os microrrobôs podem utilizar um sistema de propulsão inspirado nos flagelos das bactérias ou podem ser guiados externamente por um campo magnético.

O campo magnético faz o robô girar, o que o impulsiona graças à sua estrutura traseira em formato de parafuso. [Imagem: DGIST]

Flagelo magnético

A estrutura de polímero do robô foi fabricada usando um sistema de litografia a laser. Partículas de níquel (Ni), que é um material magnético, e titânio (Ti), que é um material biocompatível, foram depositadas na superfície externa da cápsula, o que permite guiar o microrrobô externamente usando um campo magnético.

Os testes demonstraram que os robôs conseguem não apenas carregar partículas de dezenas de micrômetros, mas também manipular essas partículas entre dois pontos quaisquer, mediante um mecanismo de pegar e soltar. Além disso, experimentos com células vivas - neurônios receptores olfativos reais - deram sinais positivos sobre a biocompatibilidade do sistema.

"Com o uso de microrrobôs do tipo cápsula, células e drogas podem ser encapsuladas e liberadas nos locais desejados, permitindo prevenir a perda e a desnaturação das células e drogas pela ação do ambiente externo. Vamos continuar com a pesquisa para oferecer várias aplicações médicas no futuro," disse o professor Hongsoo Choi, do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk (DGIST).

Bibliografia:

A Capsule-Type Microrobot with Pick-and-Drop Motion for Targeted Drug and Cell Delivery
Seungmin Lee, Soyeun Kim, Sangwon Kim, Jin-Young Kim, Cheil Moon, Bradley J. Nelson, Hongsoo Choi
Advanced Health Care Materials
DOI: 10.1002/adhm.201700985

Este cristal pode tirar o calor dos computadores

Redação do Site Inovação Tecnológica 

O cristal inusitado será útil para a eletrônica de potência. [Imagem: University of Houston]

Arseneto de boro

Um cristal cultivado a partir de dois elementos minerais relativamente comuns - boro (B) e arsênio (As) - demonstrou uma condutividade térmica muito mais alta do que qualquer outro semicondutor ou metal atualmente em uso, incluindo silício, carbeto de silício, cobre e prata.

Ninguém pensara ser possível aproximar-se tanto da excelência termal do diamante com um cristal tão simples sintetizado em escala macroscópica - ele "muda tudo no estudo da condutividade térmica", disseram Fei Tian e seus colegas da Universidade de Houston, nos EUA.

O diamante é o melhor material natural para a condução de calor, mas ele tem suas desvantagens: é caro e é um isolante elétrico. E, quando usado juntamente com um componente semicondutor, o diamante se expande a uma taxa diferente daquela do semicondutor quando o circuito se aquece pelo funcionamento normal, o que danifica o circuito.

Assim, a descoberta desse novo cristal - BAs - tem o potencial de se tornar uma solução para uma série de desafios tecnológicos, incluindo a refrigeração de circuitos eletrônicos e nanodispositivos.

"A dissipação de calor é crucial para a eletrônica de alta densidade de potência. Portanto, materiais com alta condutividade térmica são necessários para servir como substratos," disse a professora Shuo Chen.

Condutividade térmica

A condutividade térmica é medida em watts por metro-kelvin (Wm^-1K^-1), que indica a quantidade de calor que pode passar através de um material com um metro de comprimento quando a diferença de temperatura de um lado para o outro é de 1 grau Kelvin.

O cristal de arseneto de boro sintetizado pela equipe tem uma condutividade superior a 1.000 Wm^-1K^-1 a temperatura ambiente. Para comparação, o cobre tem uma condutividade de cerca de 400 e diamante tem uma condutividade térmica de 2.000 Wm^-1K^-1.

Tentativas anteriores para sintetizar o arseneto de boro resultaram em cristais medindo menos de 500 micrômetros - pequenos demais para aplicações práticas.

Fei Tian e seus colegas obtiveram cristais de 4 x 2 milímetros e 1 milímetro de espessura. Segundo a equipe, cristais maiores poderão ser produzidos aumentando o tempo de cultivo além dos 14 dias utilizados neste experimento.

Antes disso, porém, eles planejam usar os cristais já prontos para testar seu rendimento ao longo de circuitos de silício.

Bibliografia:

Unusual high thermal conductivity in boron arsenide bulk crystals
Fei Tian, Bai Song, Xi Chen, Navaneetha K. Ravichandran, Yinchuan Lv, Ke Chen, Sean Sullivan, Jaehyun Kim, Yuanyuan Zhou, Te-Huan Liu, Miguel Goni, Zhiwei Ding, Jingying Sun, Geethal Amila Gamage Udalamatta Gamage, Haoran Sun, Hamidreza Ziyaee, Shuyuan Huyan, Liangzi Deng, Jianshi Zhou, Aaron J. Schmidt, Shuo Chen, Ching-Wu Chu, Pinshane Y. Huang, David Broido, Li Shi, Gang Chen, Zhifeng Ren
Science
Vol.: eaat7932
DOI: 10.1126/science.aat7932

Descoberto meio de extrair energia atômica para uso em baterias

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Ilustração do efeito ENCE - excitação nuclear por captura de elétrons. Um íon com um único elétron em órbita captura um elétron incidente em uma órbita vazia. Sob as condições adequadas, esta captura transfere uma pequena quantidade de energia para o núcleo, que emite posteriormente uma quantidade muito maior de energia na forma de raios gama. [Imagem: James J. Carroll/William Parks/Eric Proctor]

Excitação nuclear por captura de elétrons

Depois de décadas de trabalho, finalmente se comprovou na prática que existe de fato uma forma mais amena e mais segura para extrair energia do núcleo dos átomos.

Talvez não dê para substituir as atuais centrais nucleares por algo menos arriscado, mas dá para pensar em novos tipos de baterias atômicas eficientes e seguras.

No início deste ano, Christopher Chiara e uma equipe da Austrália, EUA e Polônia demonstrou na prática uma teoria proposta há mais de 40 anos, que propunha que radioisótopos podem armazenar energia em materiais não fissionáveis - uma energia nuclear sem fissão nuclear.

Explorando uma classe não química de materiais, eles usaram um isótopo específico de molibdênio para demonstrar que a energia pode ser armazenada em uma forma excitada desses núcleos, energização esta que dura cerca de sete horas, e que a energia pode ser liberada em uma escala de tempo muito menor por um novo processo envolvendo as "conchas" atômicas em torno desse núcleo - uma outra maneira de se referir aos níveis de energia dos orbitais eletrônicos.

Criando um "buraco" nessa concha atômica, um elétron livre que cai na concha transfere a quantidade exata de energia - uma quantidade muito pequena - para o núcleo e, como um interruptor, causa uma liberação controlada da energia maior armazenada.

O processo ficou conhecido como ENCE - "excitação nuclear por captura de elétrons" (ou NEEC: nuclear excitation by electron capture)

A equipe suíça estabeleceu como usar pulsos de raios X para gerar os elétrons capazes de extrair a energia dos núcleos não fissionáveis. [Imagem: G. M. Vanacore et al. - 10.1038/s41467-018-05021-x]

Disparos de elétrons para gerar energia

Agora, Giovanni Vanacore e seus colegas da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, desvendaram a mecânica do processo em uma escala temporal de attossegundos - 1 attossegundo equivale a 10^-18 segundo.

Ainda que esse experimento por si só seja inédito, a equipe definiu como criar flashes de elétrons em intervalos de tempo ainda menores, de zeptossegundos (10^-21segundos), usando tecnologia já existente, para aumentar o rendimento energético das reações nucleares e extrair sua energia.

"Em termos ideais, o que se quer fazer é induzir instabilidades em um núcleo de outra forma estável ou metaestável para provocar decaimentos produtores de energia, ou para gerar radiação," explicou Fabrizio Carbone, membro da equipe. "No entanto, o acesso aos núcleos é difícil e energeticamente caro por causa da camada protetora de elétrons em torno dele".

Os pulsos de zeptossegundos, contudo, resolvem essa dificuldade, estabelecendo um modo de explorar e coletar as várias ordens de grandeza de energia presente no núcleo de um átomo através do controle coerente do efeito ENCE (excitação nuclear por captura de elétrons).

"Nosso esquema de controle coerente com pulsos de elétrons ultracurtos pode oferecer uma nova perspectiva para a manipulação das reações nucleares com potenciais implicações em vários campos, da física fundamental às aplicações relacionadas à energia," concluiu a equipe em seu artigo.

Bibliografia:

Attosecond coherent control of free-electron wave functions using semi-infinite light fields
Giovanni Maria Vanacore, I. Madan, G. Berruto, K. Wang, E. Pomarico, R. J. Lamb, D. McGrouther, I. Kaminer, B. Barwick, F. Javier García de Abajo, F. Carbone
Nature Communications
Vol.: 9, Article number: 2694
DOI: 10.1038/s41467-018-05021-x

Isomer depletion as experimental evidence of nuclear excitation by electron capture
Christopher J. Chiara, James J. Carroll, M. P. Carpenter, J. P. Greene, D. J. Hartley, R. V. F. Janssens, G. J. Lane, Jarrod C. Marsh, D. A. Matters, M. Polasik, J. Rzadkiewicz, D. Seweryniak, S. Zhu, S. Bottoni, A. B. Hayes, S. A. Karamian
Nature
Vol.: 554, pages 216-218
DOI: 10.1038/nature25483

Caminhões sem motorista vão estrear dentro de fábricas

Redação do Site Inovação Tecnológica

A ideia é que o motorista deixe o caminhão no portão - o restante do trajeto, incluindo todas as manobras, será feito de forma autônoma. [Imagem: Fraunhofer IVI]

Caminhão sem motorista

A chegada dos carros sem motorista às ruas não depende apenas de questões técnicas: há também questões legais, envolvendo principalmente segurança e responsabilidades quando as coisas derem errado.

Mas há lugares onde esses problemas não ocorrem ou não veem ao caso: as áreas espacialmente demarcadas e controladas nos pátios de empresas e fábricas, portos, minas, grandes depósitos de armazenamento etc.

Só veículos autorizados rodam nesses locais, o tráfego é gerenciável, a velocidade máxima é muito baixa e outras pessoas que usam as vias são funcionários treinados. Além disso, as vias podem ser totalmente demarcadas com sensores e sinalizadores, a um custo muito mais baixo do que sinalizar uma rodovia inteira.

É por isso que engenheiros do Instituto de Sistemas de Transporte e Infraestrutura da Alemanha se uniram a várias empresas do setor automotivo e de autopeças para criar um caminhão autônomo para rodar nesses ambientes controlados.

O conceito do projeto AutoTruck propõe que o motorista chegue para coletar ou entregar mercadorias no portão da empresa e não precise ficar esperando: daí para frente, o caminhão irá andar automaticamente até o pátio de espera e, quando a doca estiver liberada, ele se deslocará também por conta própria, estacionando e aguardando a ordem de que a carga ou a descarga tenham finalizado.

O caminhão de testes é elétrico, com um motor de 305 kW. [Imagem: Fraunhofer IVI]

Caminhões semi-autônomos

Embora dispensem os motoristas, os caminhões não se tornarão totalmente autônomos: haverá sempre alguém de vigia.

O coração do sistema é um software batizado de HelyOS, sigla em inglês para "sistema operacional de pátio on-line de alta eficiência". O programa roda por um navegador de internet, o que significa que ele pode ser controlado de qualquer lugar. Segundo a equipe, um único motorista à distância, sentado à frente do seu computador, será capaz de inspecionar até 50 caminhões.

Um caminhão elétrico já está pronto para os testes, e agora a equipe está preparando o ambiente, dotando o pátio de sensores, atuadores e sistemas de controle. As primeiras viagens independentes estão programadas para o ano que vem.

"É verdade que, nessas áreas espacialmente delimitadas, prevalecem condições controladas. No entanto, desafios importantes têm de ser resolvidos aqui também, desafios que são relevantes e transferíveis para o tráfego rodoviário público," disse Sebastian Wagner, gerente do projeto.

Perigos da nanotecnologia devem ser avaliados desde o princípio

Redação do Site Inovação Tecnológica

O objetivo é que os cientistas só dediquem esforços a materiais que não tenham efeitos danosos conhecidos ou previsíveis. [Imagem: Steve Geringer]

Precaução

Os nanomateriais, ou materiais em nanoescala, - nanopartículas, nanotubos, grafeno etc - são uma grande promessa para a medicina, a eletrônica, o tratamento de água e uma variedade de outros campos.

Contudo, quando materiais sintéticos são projetados sem informações críticas sobre seus impactos ambientais desde o início do processo, seus efeitos a longo prazo podem prejudicar esses avanços ou fazer com que o que se acreditava serem avanços se tornem problemas.

Uma equipe de pesquisadores das universidades de Pittsburgh e Yale, nos EUA, espera conseguir mudar isso a tempo.

Mark Falinski e seus colegas traçaram uma estratégia para fornecer aos cientistas de materiais as ferramentas necessárias para realizar as avaliações necessárias de maneira eficiente e no início do processo de design.

Com isso, dentre os milhares de materiais bidimensionais já conhecidos ou que aguardam para ser descobertos, poderão ser selecionados aqueles com menor risco de impacto à saúde e ao ambiente.

Toxicidade

Os engenheiros tradicionalmente se concentram na função e no custo dos produtos que projetam e constroem.

Sem informações para considerar os impactos ambientais de longo prazo, é difícil prever efeitos adversos. Essa falta de informação significa que as consequências não intencionais muitas vezes passam despercebidas até muito depois de o produto ter sido comercializado.

Isso pode levar a ações de remediação nas quais o material é apressadamente substituído por outro que, no final, acaba por apresentar efeitos igualmente ruins ou piores. Ter informações sobre as propriedades de materiais desde o início do processo de design pode alterar esse padrão, defende a equipe.

"Como pesquisador, se eu tiver recursos limitados para pesquisa e desenvolvimento, não quero gastá-los em algo que não será viável devido a seus efeitos sobre a saúde humana. Eu quero saber agora, antes de desenvolver esse produto," exemplificou a professora Julie Zimmerman.

Banco de dados de seleção

Para isso, a equipe desenvolveu um banco de dados que serve como uma ferramenta de triagem para seleção de nanomateriais ambientalmente sustentáveis. É um gráfico que lista os nanomateriais e avalia cada um por propriedades como tamanho e forma, e por características de desempenho, como toxicidade e atividade antimicrobiana. Essa informação permitirá aos pesquisadores pesar os diferentes efeitos do material antes de realmente desenvolvê-lo em produtos práticos.

"Embora a seleção de materiais seja um processo bem estabelecido, essa estrutura oferece duas importantes contribuições relevantes para projetar os produtos de amanhã: Ela inclui nanomateriais artificiais juntamente com as alternativas convencionais, e fornece métricas ambientais e de saúde humana para todos os materiais," disse Leanne Gilbertson, membro da equipe.

"Por exemplo, se eu quiser fazer uma boa nanopartícula de prata antimicrobiana e quiser que ela exija a menor quantidade de energia possível para fabricar, eu posso usar essa estratégia de seleção de materiais," disse Falinski.

Bibliografia:

A framework for sustainable nanomaterial selection and design based on performance, hazard, and economic considerations
Mark M. Falinski, Desiree L. Plata, Shauhrat S. Chopra, Thomas L. Theis, Leanne M. Gilbertson, Julie B. Zimmerman
Nature Nanotechnology
DOI: 10.1038/s41565-018-0120-4

Inteligência Artificial precisa ser socialmente responsável

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Já existem grupos de pesquisa concentrados na chamada inteligência artificial do bem, focada em programas que aprendem a cooperar, negociar e transigir para chegar a uma posição comum.[Imagem: CC0 Creative Commons/Pixabay]

Inteligência com justiça social

O desenvolvimento de novas tecnologias de inteligência artificialestá sujeita a vieses e os sistemas resultantes podem ser discriminatórios, significando que deve haver mais empenho por parte dos formuladores de políticas para garantir que esses desenvolvimentos sejam democráticos e socialmente responsáveis.

Esse é um resumo que a Dra. Barbara Ribeiro, do Instituto de Inovação da Universidade de Manchester, no Reino Unido, faz de um relatório que um grupo de 19 especialistas elaborou sobre as oportunidades e os riscos dos desenvolvimentos no campo da inteligência artificial e da robótica.

Como o investimento nessas tecnologias será essencialmente pago pelos contribuintes no longo prazo, diz o relatório, os formuladores de políticas precisam garantir que os benefícios de tais tecnologias sejam distribuídos de forma justa por toda a sociedade.

"Garantir a justiça social no desenvolvimento da inteligência artificial é essencial. Tecnologias de inteligência artificial dependem dos megadados e do uso de algoritmos que influenciam a tomada de decisões na vida pública e em questões como bem-estar social, segurança pública e planejamento urbano.

"Nesses processos de tomada de decisão baseados em dados, alguns grupos sociais podem ser excluídos, seja porque não têm acesso aos dispositivos necessários para participar ou porque os conjuntos de dados selecionados não consideram as necessidades, preferências e interesses das pessoas marginalizadas e desfavorecidas," disse Barbara.

IA e robótica

O relatório foi elaborado para ajudar empregadores, reguladores e formuladores de políticas a entender os efeitos potenciais da inteligência artificial em áreas como indústria, saúde, pesquisa e política internacional.

O documento também avança em direção ao campo da robótica, explicando as diferenças e semelhanças entre as duas áreas separadas de pesquisa e desenvolvimento e os desafios que os formuladores de políticas enfrentam em cada uma delas.

O documento, em inglês, está disponível online (veja bibliografia abaixo).

Bibliografia:

On AI and Robotics
Steve Furber et al.
Online
https://policyatmanchester.shorthandstories.com/on_ai_and_robotics/index.html

Unicamp inova com fibras ópticas por impressão 3D

Com informações da Unicamp 

A pré-forma é impressa e depois esticada a quente até formar a fibra. [Imagem: Wanvisa Talataisong et al. - 10.1038/s41598-018-26561-8]

Fibras ópticas plásticas

Depois de dois anos de aprimoramento das técnicas, um grupo do Instituto de Física da Unicamp conseguiu produzir fibras ópticas plásticas usando impressão 3D.

"Não se trata mais de prototipagem de uma fibra para depois fabricá-la por outro processo, e sim de produzir a unidade final. Com a impressão 3D, a imaginação é o limite, podendo-se produzir qualquer geometria, pois se está construindo a estrutura [a partir] do zero," disse o professor Cristiano Cordeiro.

As fibras ópticas convencionais são inteiramente sólidas, fabricadas a partir de um bastão de sílica - óxido de silício, um vidro ultrapuro - tendo no centro uma região com inserção de elementos químicos específicos - um processo chamado dopagem - que aumenta a densidade óptica do material. A luz viaja nesse núcleo.

Mas a equipe da Unicamp trabalha com fibras especiais, chamadas microestruturadas, que são feitas de plástico, e não de vidro. A fibra produzida por manufatura aditiva guia a luz infravermelha em um núcleo oco, ou seja, a luz viaja no ar no interior da fibra. Essas fibras ópticas poliméricas são usadas principalmente como sensores ultrarrápidos e na chamada eletrônica de vestir.

"O que desenvolvemos são fibras microestruturadas, ou seja, que possuem uma estrutura em seu interior: cortando-as transversalmente, vemos um arranjo de buracos que acompanham todo o comprimento da fibra. Esta estrutura tem intensa influência nas propriedades ópticas e mecânicas da fibra," disse Cristiano.

Detalhe de uma fibra óptica plástica microestruturada. [Imagem: IFGW-Unicamp]

Fibras ópticas por manufatura aditiva

O processo de fabricação de qualquer fibra óptica exige a construção de uma versão macroscópica, a chamada pré-forma, que depois é aquecida e esticada para formar os fios.

"Para a produção das pré-formas de fibras microestruturadas deve-se empilhar manualmente dezenas ou centenas de canudos (capilares) de sílica, cada um com cerca de 1 milímetro de diâmetro, formando uma complexa estrutura que, na torre de fabricação de fibras ópticas, é aquecida e esticada em vários estágios até se chegar à fibra final," explica Cristiano.

As pré-formas estão agora sendo impressas automaticamente e com maior precisão. E há um ganho adicional: A impressão 3D permite explorar geometrias para as fibras que não são possíveis com as técnicas tradicionais.

"Há todo um processo de transformação desta pré-forma que, simplificadamente, consiste em aquecer a estrutura e puxá-la, controlando todas as velocidades, temperaturas e aplicações de vácuo e pressão. Chegamos a produzir uma fibra final com o diâmetro de 200 micrômetros (0,2mm)," conta Cristiano, acrescentando que isso envolveu superar vários problemas técnicos, principalmente o superaquecimento, que fazia a fibra se romper.

A impressão 3D permite trabalhar com múltiplas geometrias. [Imagem: Alice L. S. Cruz et al. - 10.3390/fib6030043]

Fibras funcionalizadas

"O resultado mais importante é o guiamento da luz no ar, o que não se faz normalmente em fibra convencional, e, além disso, com fibra impressa em 3D e numa região não convencional do espectro - de 3,5 a 5 micrômetros (infravermelho médio)," acrescentou o pesquisador.

As fibras ópticas do infravermelho médio há muito tempo atraem grande interesse devido à sua ampla gama de aplicações, como em segurança, biologia e sensoriamento químico.

"Uma direção que vamos começar a explorar brevemente, é a de produzir o filamento já funcionalizado, o que significa que não estaremos imprimindo simplesmente o plástico ou o vidro, mas contendo, por exemplo, nanopartículas metálicas, dando uma função diferenciada à fibra óptica," finalizou Cristiano.

Bibliografia:

Mid-IR Hollow-core microstructured fiber drawn from a 3D printed PETG preform
Wanvisa Talataisong, Rand Ismaeel, Thiago H. R. Marques, Seyedmohammad Abokhamis Mousavi, Martynas Beresna, M. A. Gouveia, Seyed Reza Sandoghchi, Timothy Lee, Cristiano M. B. Cordeiro, Gilberto Brambilla
Nature Scientific Reports
Vol.: 8, Article number: 8113
DOI: 10.1038/s41598-018-26561-8

3D Printed Hollow-Core Terahertz Fibers
Alice L. S. Cruz, Cristiano M. B. Cordeiro, Marcos A. R. Franco
Fibers
Vol.: 6(3), 43
DOI: 10.3390/fib6030043

Brasil fica em 64º lugar em ranking mundial de inovação

Com informações da Agência Brasil 

Ranking da inovação

O Brasil ocupou o 64º lugar no ranking mundial de inovação tecnológica.

Isso porque o país ganhou cinco posições em relação ao ano anterior, quando ficou em 69º na listagem mundial.

O índice é calculado pela Organização Mundial de Propriedade Intelectual e tem como parceiro nacional a Confederação Nacional da Indústria (CNI).

A liderança do ranking ficou com a Suíça, seguida por Países Baixos (Holanda), Suécia, Reino Unido, Cingapura, Estados Unidos, Finlândia, Dinamarca, Alemanha e Irlanda.

Entre os países de renda média-alta, o destaque foi da China, seguida por Malásia, Bulgária, Croácia e Tailândia. O Brasil foi classificado nesta categoria, ocupando a 15ª posição neste grupo. Dentro da região latino-americana, o país ficou na 6ª colocação.

Entre os de renda média-baixa, os mais bem posicionados foram Ucrânia, Vietnã e Moldávia.

Já nos países de renda baixa, alcançaram melhor desempenho Tanzânia, Ruanda e Senegal.

Insumos e condições institucionais

O Brasil subiu no ranking quando considerados os chamados insumos de inovação, ficando na 58ª posição. Neste indicador, são levados em consideração itens como instituições, capital humano, pesquisa, infraestrutura e sofisticação de mercado e negócio. No ano anterior, havia ficado em 60º lugar.

Os melhores índices registrados no país foram nos quesitos de gastos em educação (23º colocado), investimento em pesquisa e desenvolvimento (27º), dispêndio de empresas em P&D (22º) e qualidade das universidades (27º). Os autores também destacaram a capacidade de absorção de conhecimento (31º), pagamentos em propriedade intelectual (10º), importações de alta tecnologia (23º) e escala de mercado (8º).

Já os pontos fracos foram apontados pelo relatório nas instituições (82º), ambiente de negócios (110º), facilidade de abertura de negócios (123º), graduados em engenharias e ciências (79º), crédito (104º) e a formação de capital bruto (104º).

Produtos e inovação

Nos produtos da inovação, o Brasil está no 70º lugar. Nessa categoria são considerados produtos científicos e tecnológicos e indicadores relacionados a eles, como patentes e publicações em revistas e periódicos acadêmicos. Ainda assim, o índice subiu em relação ao ano anterior, quando o país ficou na 80ª colocação.

No índice de eficiência de inovação, o Brasil pulou para a 85ª posição - da 100ª no ano anterior. Esse indicador mede o quanto um país consegue produzir tecnologia frente aos insumos, condições institucionais e estrutura de capital humano e pesquisa de que dispõe.

Cerâmica flexível capta múltiplas fontes de energia

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Um processo criativo de fabricação aumentou em 10 vezes a capacidade de geração de eletricidade.[Imagem: Wang Lab/Penn State]

Piezoelétrico flexível

Uma espuma cerâmica piezoelétrica sintetizada sobre um suporte flexível de plástico apresentou um aumento de 10 vezes na capacidade de colher energia mecânica e térmica em relação aos compósitos piezoelétricos padrão - os materiais piezoelétricos coletam essas formas de energia e as convertem em eletricidade.

Este é um feito longamente buscado no campo da colheita de energia, já que a flexibilidade dá um novo nível de aplicações para os materiais piezoelétricos.

"As cerâmicas duras no polímero macio são como pedras na água. Você pode bater na superfície da água, mas pouca força é transferida para as pedras. Nós chamamos essa capacidade de transferência de tensão," explicou o professor Qing Wang, da Universidade do Estado da Pensilvânia, nos EUA.

Até agora, tem-se usado fios piezoelétricos montados sobre matrizes de polímero, mas essa estrutura é ineficiente porque a força mecânica dirigida ao material piezoelétrico acaba absorvida pelo polímero.

Molde plástico

O ingrediente secreto para superar essa incompatibilidade acabou sendo uma espuma barata de poliuretano, que pode ser comprada em lojas de materiais de construção.

As saliências do poliuretano, pequenas e uniformes, servem como molde para a formação da microestrutura da cerâmica piezoelétrica, que é aplicada em forma de nanopartículas dispersas em solução. Quando o molde e a solução são aquecidos a uma temperatura suficientemente alta, o poliuretano se queima e a solução cristaliza em uma espuma sólida muito uniforme. Depois de esfriar, os buracos na cerâmica são preenchidos com polímero.

O material pode ser usado em qualquer situação onde haja uma força mecânica de qualquer tipo - seja vibração, puxamento, compressão etc. - ou uma fonte de calor.

"Este composto 3-D tem uma saída de energia muito maior em diferentes modos. Podemos esticá-lo, dobrá-lo, pressioná-lo. E, ao mesmo tempo, ele pode ser usado como um coletor de energia piroelétrico se houver um gradiente de temperatura de pelo menos alguns graus," disse o professor Wang.

A expectativa da equipe é que sua espuma geradora de energia possa ser usada para recarregar aparelhos eletrônicos portáteis e sensores para monitoramento da saúde.

Bibliografia:

Flexible three-dimensional interconnected piezoelectric ceramic foam based composites for highly efficient concurrent mechanical and thermal energy harvesting
Guangzu Zhang, Peng Zhao, Xiaoshan Zhang, Kuo Han, Tiankai Zhao, Yong Zhang, Chang Kyu Jeong, Shenglin Jiang, Sulin Zhang, Qing Wang
Energy & Environmental Science
DOI: 10.1039/C8EE00595H