Drone brasileiro para monitoramento de águas

Drone brasileiro para monitoramento de águas: Drone irá capturar imagens difíceis de se obter por satélite e preencher uma lacuna existente no sistema de sensoriamento remoto.

Monitoramento de águas

Com os reservatórios de água nos menores níveis da história em algumas partes do Brasil, cresce a preocupação em monitorar melhor a quantidade de água armazenada, minorando os prejuízos para a população.

A proposta de uma equipe da Universidade de Brasília (UnB) é automatizar a tarefa usando veículos aéreos não tripulados (VANTs) - mais conhecidos como drones ou cópteros.

A ideia é capturar imagens difíceis de obter em campo e por satélite e, assim, preencher uma lacuna existente no sistema de sensoriamento remoto.

"O drone pode voar abaixo das nuvens logo após uma chuva forte, por exemplo, e registrar a movimentação de sedimentos na água, coisa impossível de ser vista das estações terrestres e orbitais," disse o professor Henrique Roig, um dos responsáveis pelo projeto.

Assim, haverá ganhos também na resolução das imagens, já que os cópteros vão "ver" tudo mais de perto, permitindo seu uso também para monitoramento de vazamentos de petróleo e outros produtos químicos.

Batizado de AquaVant, o veículo robótico será desenvolvido em parceria com o Instituto Francês de Pesquisa e Desenvolvimento (IRD) e com as universidades federais do Amazonas (Ufam) e do Ceará (UFC).

Drone das águas

"Drones existem às centenas, mas quase todos estão voltados para segurança, mapeamento territorial e agricultura de precisão," observa o professor.

Assim, a principal parte do trabalho não será exatamente desenvolver um veículo robótico, mas verificar qual tipo de aeronave se adequa melhor para levar o equipamento necessário para o tipo de observação que se tem em mente.

O projeto inicial prevê uma carga útil com cerca de 700 gramas, consistindo principalmente de câmeras multi e hiperespectrais - uma câmera hiperespectral registra 232 pontos em um único disparo.

"Nosso trabalho é descobrir qual das aeronaves servirá melhor para o transporte das câmeras e, assim, obter os resultados desejados", diz Roig.

Os primeiros testes estão sendo feitos com cópteros de seis e oito hélices. Os vários eixos de motor proporcionam mais equilíbrio à aeronave. A expectativa é que aeronaves de asas fixas sejam usadas para sobrevoar áreas maiores no futuro.

O protótipo pesa 2,5kg e tem um metro de diâmetro, podendo voar a altura máxima de 150 metros. A autonomia de voo é de até 30 minutos - o tempo de duração da bateria varia de acordo com o peso dos sensores transportados.

fonte : http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=drone-brasileiro-monitoramento-aguas&id=010180140416#.U2oz_UU4IRI.blogger

Brasileiros criam água eletrizada

Apesar de sua importância para a compreensão de fenômenos relacionados à eletricidade atmosférica, como os raios, e de ter dado origem a tecnologias como a da fotocópia, a área da eletrostática permanecia praticamente estagnada até a última década.

A principal razão para isso era a falta de novas teorias e técnicas experimentais que permitissem identificar e classificar adequadamente quais entidades, íons ou elétrons conferem carga aos materiais.

As coisas começaram a mudar graças a um grupo de pesquisadores brasileiros reunidos no Instituto Nacional de Ciência, Tecnologia e Inovação em Materiais Complexos Funcionais (Inomat), que tem sua sede na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

"Os novos modelos de distribuição de carga eletrostática têm aberto possibilidades para o desenvolvimento de materiais que não apresentam problemas atribuídos à eletrização, como incêndio espontâneo, por exemplo", disse Fernando Galembeck, coordenador do Inomat. "As descobertas na área ainda poderão contribuir, no futuro, para a geração de energia."

Fenômeno da triboeletrificação demonstrado pelos pesquisadores brasileiros usando esferas de vidro. [Imagem: Thiago Burgo et al./10.1038/srep02384]

Água eletrizada

Os pesquisadores do grupo de Galembeck descobriram que a água na atmosfera pode adquirir cargas elétricas e transferi-las para superfícies e outros materiais sólidos ou líquidos.

Por meio de um experimento em que utilizaram minúsculas partículas de sílica e de fosfato de alumínio, os pesquisadores demonstraram que, quando exposta à alta umidade, a sílica se torna mais negativamente carregada, enquanto o fosfato de alumínio ganha carga positiva.

A descoberta da eletricidade proveniente da umidade - denominada pelos pesquisadores brasileiros de "higroeletricidade" - teve repercussão mundial.

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Segundo Galembeck, a descoberta abriu caminho para o desenvolvimento da "água eletrizada" - água com excesso de cargas elétricas -, em condições bem definidas, que pode ser útil para o desenvolvimento de sistemas hidráulicos.

"Em vez da pressão, o sinal utilizado em um sistema hidráulico com base na água eletrizada poderia ser o potencial elétrico, mas com corrente muito baixa, da própria água", explicou.

Outra possibilidade mais para o futuro seria o desenvolvimento de dispositivos capazes de coletar eletricidade diretamente da atmosfera ou de raios.

"Fizemos algumas tentativas nesse sentido, mas não obtivemos resultados interessantes até agora", contou Galembeck. "Mas essa possibilidade de captar a eletricidade da atmosfera existe e já descrevemos um capacitor carregado espontaneamente quando exposto ao ar úmido."

A teoria da equipe brasileira está chamando a atenção de pesquisadores da área em todo o mundo, sobretudo pelas possibilidades de aplicações práticas. [Imagem: Thiago Burgo et al./10.1021/la301228j]

Triboeletrização

A mais recente contribuição do grupo para o avanço do conhecimento sobre a eletrostática foi desvendar alguns dos mecanismos envolvidos na triboeletrização ou geração de eletricidade por atrito.

Considerada o fenômeno eletrostático mais comum, a triboeletrização era mal compreendida e começou a ser mais bem estudada a partir do fim da década de 1990, contou Galembeck.

Por meio de experimentos com politetrafluoretileno - um tipo de polímero isolante -, os pesquisadores brasileiros demonstraram que o atrito entre as superfícies de materiais condutores (dielétricos) produz padrões fixos e estáveis de cargas elétricas com uma distribuição não uniforme nas duas faces do material.

A descoberta desmistificou a ideia de que materiais como vidro, fibra sintética, lã e alumínio têm tendência a adquirir somente carga positiva ou só negativa quando atritados.

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O grupo brasileiro demonstrou que, em alguns casos, o principal componente do atrito é justamente a triboeletrização. "A triboeletrização cria interações entre os materiais que aumentam ou até diminuem o atrito", disse Galembeck.

Segundo ele, a descoberta pode contribuir para o desenvolvimento de materiais mais resistentes aos desgastes ocasionados pelo atrito, tais como lonas de freio e pneus de automóveis, ou com menor consumo de energia.

"Estima-se que 30% de toda a energia produzida no mundo seja dissipada ou jogada fora por causa do atrito," afirmou Galembeck. "Se conseguíssemos controlar o atrito dos materiais, seria possível consumir menos energia do que usamos hoje."

Bibliografia:

Charge Partitioning at Gas-Solid Interfaces: Humidity Causes Electricity Buildup on Metals
Telma R. D. Ducati, Luís H. Simões, Fernando Galembeck
Langmuir
Vol.: 26 (17), pp 13763-13766
DOI: 10.1021/la102494k

Triboelectricity: Macroscopic Charge Patterns Formed by Self-Arraying Ions on Polymer Surfaces
Thiago A. L. Burgo, Telma R. D. Ducati, Kelly R. Francisco, Karl J. Clinckspoor, Fernando Galembeck, Sergio E. Galembeck
Langmuir
Vol.: 28 (19), pp 7407-7416
DOI: 10.1021/la301228j

Friction coefficient dependence on electrostatic tribocharging
Thiago A. L. Burgo, Cristiane A. Silva, Lia B. S. Balestrin, Fernando Galembeck
Nature Scientific Reports
Vol.: 3, Article number: 2384
DOI: 10.1038/srep02384

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Um novo laser para uma internet mais rápida

Um novo laser para uma internet mais rápida: O laser usado hoje nas comunicações por fibras ópticas havia sido inventado nos anos 1970.

Um novo tipo de laser promete multiplicar várias vezes a velocidade de transmissão de dados nas redes de fibras ópticas que formam a espinha dorsal da internet.

Christos Santis e seus colegas do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, conseguiram otimizar um equipamento já usado hoje, chamado laser semicondutor com retroação distribuída, ou S-DFB (distributed-feedback semiconductor).

Laser S-DFB

A luz pode transportar grandes quantidades de informação, com uma largura de banda cerca de 10.000 vezes maior do que as micro-ondas, que antes eram usadas nas comunicações de longa distância.

Mas, para tirar proveito de todo esse potencial, a luz do laser precisa ser tão espectralmente pura quanto possível - o mais próximo possível de uma cor única, ou de uma única frequência.

Quanto mais pura a cor do laser, mais informações ele pode transportar. É por isso que, há décadas, os engenheiros vêm tentando desenvolver um laser que chegue o mais perto possível de emitir apenas uma frequência.

Os lasers S-DFB são bons, mas eles foram desenvolvidos em meados da década de 1970 - sua pureza espectral, ou coerência, já não satisfaz a demanda crescente por largura de banda.

Originalmente, um laser S-DFB consiste em camadas cristalinas contínuas de materiais chamados semicondutores III-V - tipicamente arseneto de gálio e fosfeto de índio - que convertem em luz a corrente elétrica que flui através da estrutura em camadas.

O problema é que semicondutores III-V também são fortes absorvedores de luz, e esta absorção leva a uma degradação da pureza espectral.

Christos Santis encontrou a salvação onde poucos poderiam suspeitar: no silício, que não é mais afeito às tecnologias ópticas.

O novo laser continua usando os semicondutores III-V para converter a corrente elétrica em luz, mas armazena a luz em uma camada de silício, que não a absorve, gerando uma saída de luz de alta coerência.

Este elevado grau de pureza espectral - uma faixa de frequências 20 vezes mais estreita do que é possível com o laser S-DFB original - poderá ser especialmente importante para as comunicações de fibra óptica do futuro.

O novo laser continua usando os semicondutores III-V para converter a corrente elétrica em luz, mas armazena a luz em uma camada de silício. [Imagem: Christos Santis et al./Pnas]

Dados gravados nos retardos

Originalmente, os feixes de laser nas fibras ópticas transportavam informações em pulsos de luz, o que significa que o laser era ligado e desligado rapidamente para representar os 0s e 1s.

Com a crescente demanda por largura de banda, os engenheiros de sistemas de comunicação estão começando a adotar um novo método de registrar os dados nos raios laser que dispensa esta técnica "liga-desliga" - o novo método é chamado de comunicação por fase coerente.

Nas comunicações de fases coerentes, os dados são registrados em pequenos retardos no tempo de chegada das ondas. Esses atrasos - que duram por volta de 10^-16 segundo - podem transmitir a informação com precisão mesmo ao longo de milhares de quilômetros.

Contudo, o número de possíveis retardos, e, assim, a capacidade de banda do canal, é fundamentalmente limitada pelo grau de pureza espectral do laser.

Esta pureza nunca pode ser absoluta - uma limitação imposta pelas leis da física - mas, com o novo laser, será possível chegar o mais perto possível da pureza absoluta.

Bibliografia:

High-coherence semiconductor lasers based on integral high-Q resonators in hybrid Si/III-V platforms. - See more at: http://www.caltech.edu/content/new-laser-faster-internet#sthash.AbZI0aBt.dpuf
Christos Theodoros Santis, Scott T. Steger, Yaakov Vilenchik, Arseny Vasilyev, Amnon Yariv
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: Published online
DOI: 10.1073/pnas.1400184111

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