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Projeto de automação mecânica aplicado em máquina de ensaios na Unesp de Bauru

Uma análise simples dos processos de automatização e um exemplo de projeto em pesquisa na Faculdade de Engenharia de Bauru

O mundo moderno tem exigido cada vez mais velocidade e qualidade nos processos de produção. Com isso tem surgido a necessidade de se investir tecnologicamente, exigindo cada vez mais a utilização da automação.

Automação (do latim Automatus, que significa mover-se por si) é o sistema adaptado a um processo manual que é capaz de fazer análises e correções sem interferência direta do Homem.

Hoje esse sistema é amplamente utilizado nas empresas, gerando qualidade e produtividade. Mas não é só nelas que ele se aplica. Nesse contexto, gradualmente vem surgindo a presença das Universidades, pois os processos de automação acabam sobrepondo a possibilidade de compra de novas máquinas mais avançadas tecnologicamente e readequação das antigas.

Exemplo disso é o projeto em pesquisa na Universidade Estadual Paulista, campus de Bauru. O estudo visa a reengenharia de uma máquina universal de ensaios de materiais. A máquina, defasada tecnologicamente, se encontra no laboratório de Engenharia Civil da universidade.

O projeto idealizado pelo aluno de engenharia mecânica João Paulo de Oliveira Freitas, sob orientação do Prof. Dr. Luiz Antonio Vasques Hellmeisteir, tem como objetivo a obtenção de informações pelo uso de sensores (de pressão, encoders ou até mesmo paquímetro digital), placa de aquisição de dados e microcomputador. Com os dados fornecidos, é possível plotar gráficos que especificam a resistência do material submetido a forças externas por meio de coeficientes técnicos.

Com isso é possível otimizar a obtenção dos dados de ensaio, melhorando a precisão do processo e, dessa forma, facilitar o estudo dos materiais pelos estudantes da universidade. Além disso, não será necessário a compra de uma nova máquina.

Em paralelo com esse projeto, Hellmeisteir ainda orienta alunos em projeto de criação de máquina de fresamento CNC, escaneamento 3D e reconhecimento das características da madeira.

A empresa norte-americana, Autodesk, é famosa pelos seus softwares voltados para Engenharia, Arquitetura e Desenho Industrial. Seus produtos oferecem ferramentas importantes para os profissionais da área que pretendem desenvolver projetos, fazer o modelamento tridimensional e realizar análises estruturais.

Pensando em expandir seus produtos para os estudantes, a Autodesk criou uma comunidade virtual onde, através de um cadastro pessoal, os estudantes interessados podem se informar sobre artigos, discutir com outros estudantes assuntos da área e o mais importante: FAZER DOWNLOAD GRÁTIS DOS PROGRAMAS.

Pelo site da comunidade Autodesk http://students.autodesk.com/ os estudantes podem, após o cadastro, fazer o download dos softwares da empresa gratuitamente, e ela oferece um registro com o nome do aluno, e-mail da faculdade, e outros detalhes. É fornecido um código de ativação e um serial. Após baixar o programa e instalar, é necessário fazer um novo registro, dando ao estudante o prazo de utilização de 13 meses, caso contrário o programa rodará por 3 meses.

São oferecidos programas para desenho industrial, animações, análises de tensões, engenharia civil, mecânica, entre outros.

Algumas universidades fazem uso do sistema, como a UNESP campus de Bauru, que em parceria com a Fundeb (Fundação para o Desenvolvimento de Bauru), oferece cursos aos estudantes interessados utilizando os softwares Autodesk.

Fonte: Redação do Site Inovação Tecnológica – 18/02/2010 – [Imagem: Nann et al.]

Fontes de energia do futuro

Células de combustível alimentadas por hidrogênio e energia solar são as duas maiores esperanças para as fontes de energia do futuro, que sejam mais amigáveis ambientalmente e, sobretudo, sustentáveis.

A combinação das duas então, é considerada como particularmente limpa: produzir hidrogênio para alimentar as células a combustível quebrando moléculas de água com a luz solar seria de fato o melhor dos mundos.

Esta é a chamada fotossíntese artificial, que vem sendo alvo de pesquisas de vários grupos de cientistas ao redor do mundo, com diferentes abordagens.

Eletrodo fotocatalítico

Agora, uma equipe liderada por Thomas Nann e Christopher Pickett, da Universidade de East Anglia, no Reino Unido, criou um fotoeletrodo eficiente e robusto e que pode ser fabricado com materiais comuns, de baixo custo.

O novo sistema consiste de um eletrodo de ouro que é recoberto com camadas formadas por nanopartículas de fosfeto de índio (InP). A seguir, os pesquisadores adicionaram um composto de ferro-enxofre [Fe2S2(CO)6] sobre as camadas.

Quando submerso em água e iluminado com a luz do Sol, sob uma corrente elétrica relativamente fraca, este sistema fotoeletrocatalítico produz hidrogênio com uma eficiência de 60%.

“Esta eficiência relativamente elevada é um avanço”, diz Nann.

Fotossíntese artificial

Que o sistema funciona os pesquisadores já comprovaram. Mas como ele funciona? Entender os mecanismos da reação é essencial para aprimorá-lo e levá-lo até aplicações práticas.

Os pesquisadores teorizam o seguinte mecanismo para a reação: as partículas de luz são absorvidas pelo nanocristais de InP, excitando os elétrons em seu interior. Nesse estado excitado, os elétrons podem ser transferidos para o composto de ferro-enxofre.

Em uma reação catalítica, o composto de ferro-enxofre então transfere seus elétrons para os íons hidrogênio (H+) na água em volta, que são então liberados sob a forma de moléculas de hidrogênio (H2). O eletrodo de ouro fornece os elétrons necessários para repovoar os nanocristais de InP.

Hidrogênio industrial

Em contraste com os processos de fotossíntese artificial já divulgados até agora, o novo sistema funciona sem moléculas orgânicas. Estas moléculas precisam ser convertidas para um estado excitado para que possam reagir, o que faz com que se degradem ao longo do tempo.

Este problema limita o tempo de vida de sistemas de fotossíntese artificial com componentes orgânicos.

O novo sistema agora descoberto é puramente inorgânico e tem, portanto, uma vida útil muito maior.

“Nosso novo sistema de eletrodo fotocatalítico é robusto, eficiente, barato e livre de metais pesados tóxicos,” afirma Nann. “Ele pode ser uma alternativa altamente promissora para a produção de hidrogênio industrial.”

Embora sejam promissoras, o hidrogênio para as células a combustível atuais é fabricado a partir do gás natural, um “primo” do petróleo.

Bibliografia:

Water Splitting by Visible Light: A Nanophotocathode for Hydrogen Production
Thomas Nann, Saad K. Ibrahim, Pei-Meng Woi, Shu Xu, Jan Ziegler, Christopher J. Pickett
Angewandte Chemie International Edition
5 Feb 2010
Vol.: Early View
DOI: 10.1002/anie.200906262

Imagem: iStockphoto

Conhece a famosa reputação do diamante? O material mais duro que existe? Pois é… Se você acredita fielmente nessa afirmação, é melhor rever seus conhecimentos.

Segundo o site norte-americano Discover Blogs, cientistas da China e dos Estados Unidos descobriram um material feito de carbono – assim como o diamante – que tem maior resistência. Eles calcularam que o Lonsdaleite (é assim que é chamado) é 58% mais duro que o diamante.

Apesar da descoberta, os cientistas garantem que o diamante continuará tendo seu auge e sendo usado nas diversas aplicações que tem utilidade atualmente. Isso porque o novo material é extremamente raro, o que o torna bem mais caro e menos vantajoso para o comércio.

O Lonsdaleite é proveniente de impactos de meteoros e atividades vulcânicas, em condições especiais. O físico John Janik da Carnegie Institution for Science, garante que os elementos que o formam podem ser produzidos em laboratório, mas para isso exigiriam várias substâncias e daria muito trabalho.

É, pelo visto o diamante continuará sendo o “Rei dos materiais”, mas sua reputação nunca mais será a mesma.