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sábado, 27 de fevereiro de 2016

Formato de parede pode controlar fluxo de pedestres em metrô

Publicado porAgência USP escrito por Hérika Dias - herikadias@usp.br
Modelo é teórico, mas há possibilidade de aplicação prática
Usuários de metrô em cidades populosas, como São Paulo, sabem a dificuldade de andar pelos corredores do sistema de transporte sem trombar uns nos outros. A colocação de placas e barreiras físicas tentam ordenar o fluxo de pessoas, o que nem sempre funciona. Alterar o formato das paredes do corredor para ziguezague pode ajudar com que os pedestres se mantenham à direita e à esquerda automaticamente. É o que mostra um estudo teórico publicado na revista científica Physical Review Xe que tem entre os autores o professor André Vieira, do Instituto de Física (IF) da USP e do Núcleo de Apoio à Pesquisa (NAP) de Fluidos Complexos (FCx).
Para descobrir o formato ideal do corredor, os pesquisadores realizaram simulações computacionais e cálculos matemáticos. “No corredor reto, as pessoas tendem a se organizar em filas que se alternam, ao invés de se separarem inteiramente, com mão e contramão. Se a geometria das paredes estiver em ziguezague, nosso trabalho sugere que as pessoas são induzidas a se separarem automaticamente”, explica Vieira.
Essa separação seria induzida pelos desvios que os pedestres realizam para evitar choques uns com os outros e com as paredes. A principal hipótese do trabalho é de que a forma desses desvios satisfaz em média uma regra determinada, o que já foi experimentalmente testado com sucesso em outros contextos.
A separação espontânea das pessoas também necessita de algumas outras condições, segundo os pesquisadores. “Esse efeito depende de que os pedestres não andem nem muito rápido, nem muito devagar, e de que a densidade de pedestres não seja nem muito alta, nem muito baixa; esses intervalos ideais de velocidade e densidade dependem da geometria precisa do corredor”, conta Vieira.
Apesar de o modelo ser teórico, o pesquisador acredita que ele possa ser empregado na prática. “As hipóteses que sustentam o modelo já se mostraram válidas em outros casos, o que sugere que se realizássemos um teste experimental observaríamos esse tipo de organização do fluxo de pedestres”.
Simulação do fluxo de pessoas em canal com parede em ziguezague
Simulação do fluxo de pessoas em canal com parede reta
Fluidos complexos
A utilização do modelo não se restringe ao fluxo de pessoas. Há também aplicações possíveis aos sistemas microfluídicos. A microfluídica é um ramo da ciência que estuda a propagação de fluidos dentro de canais com dimensões de micrômetros, mesma escala da espessura de um fio de cabelo.
De acordo com Vieira, os estudos de microfluídica têm interesse, por exemplo, para a indústria farmacêutica.
“Existem alguns tipos de fluidos complexos (com a estrutura mais complicada que fluidos homogêneos como a água), chamados coloides carregados, que são compostos de partículas eletricamente carregadas, partículas com carga elétrica positiva e partículas com carga elétrica negativa. Essas partículas estão imersas nesse fluido e podemos transportá-las, por exemplo, para controlar uma reação química. Se você aplicar um campo elétrico ao longo de um canal, as partículas com carga positiva vão querer se mover num determinado sentido e as partículas com carga negativa, no sentido oposto. É o mesmo tipo de movimento dos pedestres no metrô. Logo, o efeito combinado da dinâmica das partículas e das paredes em ziguezague do canal é separar completamente o fluxo das partículas”.
Os fluidos complexos são foco dos estudos do NAP-FCx que investiga propriedades físico-químicas, modelagem e aplicações de fluidos complexos em biologia e medicina.
O estudo completo Keep-Left Behavior Induced by Asymmetrically Profiled Walls, pode ser conferido no site da revista Physical Review X.
Foto 1: Marcos Santos / USP Imagens
Foto 2: Divulgação

sexta-feira, 26 de fevereiro de 2016

Por que os caminhões não aproveitam a aerodinâmica?

Por redação do Site Inovação Tecnológica -  

Por que os caminhões não aproveitam a aerodinâmica?
Resistência do ar no caminhão original (esquerda) e no caminhão aerodinâmico (direita).[Imagem: Petter Ekman]

Aerodinâmica em caminhões
Os carros de passeio têm-se beneficiado continuamente das melhorias aerodinâmicas, com ganhos importantes no consumo de combustível.
Mas está mais difícil convencer o setor de caminhões de que os pesos-pesados podem fugir dos tradicionais formatos quadrados e retangulares e seus cantos vivos.
Engenheiros da Universidade de Linkoping, na Suécia, estão fazendo mais uma tentativa de mostrar esses benefícios.
Usando simulações computadorizadas para redesenhar um veículo de carga leve, Matts Karlsson e Petter Ekman demonstraram que alterações simples, como o arredondamento da carroceria, geram ganhos de até 12% no consumo de combustível.
E esses ganhos não foram teóricos. Em colaboração com uma empresa transportadora, eles construíram um protótipo com as modificações mais simples e mais baratas desenvolvidas nos simuladores e colocaram o pequeno caminhão para rodar por 100.000 km, comparando os resultados com um veículo original do mesmo tipo.
O caminhão original recebeu pisos autoportantes e teve seções não-estruturais substituídas por peças mais leves. O baú foi arredondado, todos os cantos vivos e arestas foram retirados, as rodas foram parcialmente fechadas e o teto da cabine recebeu uma ligeira inclinação para trás, em um formato parecido com uma asa de avião.
Por que os caminhões não aproveitam a aerodinâmica?
Protótipo do caminhão leve consumiu 12% a menos de combustível e gastou 45% menos pneus. [Imagem: Linköping Universitet]
Economia de combustível e pneus
Em viagens de serviço, carregado com até 950 kg, o caminhão aerodinâmico fez 11 km por litro de biodiesel, exatos 12% mais do que seu equivalente original quadradão. Além disso, o desgaste dos pneus foi reduzido significativamente.
Apesar do resultado, a equipe não tem expectativa de que a aerodinâmica venha a desempenhar um papel importante na indústria de caminhões a curto prazo porque o problema é bem maior do que o vento.
"Aqui, o problema é que ninguém tem total responsabilidade: o caminhão é fabricado em um lugar, os acessórios em outro, e a carroceria em um terceiro. O que a Volvo, Scania e outros fabricantes de caminhões fazem para reduzir o consumo de combustível no veículo é rapidamente devorado pelo baú grande e quadrado que o veículo deve puxar," disse Erik Alfredsson, dono da transportadora que patrocinou o experimento.
Talvez seja por isso que os mesmos resultados benéficos venham sendo mostrados em vários testes, sem que isso resulte em benefícios que possam ser vistos nas estradas e sentidos no orçamento das transportadoras.

Bibliografia:

Aerodynamic Drag Reduction of a Light Truck - from Conceptual Design to Full Scale Road Tests
Petter Ekman, Roland Gardhagen, Torbjorn Virdung, Matts Karlsson
2016 SAE World Congress Proceedings
http://papers.sae.org/2016-01-1594/

terça-feira, 16 de fevereiro de 2016

Como construir - Fundações em estaca raiz

Estacas de pequeno diâmetro moldadas in loco são versáteis e indicado quando a obra se defrontar com limitações de peso e porte dos equipamentos

Publicado por: Revista Téchne
Redação: Gisele Cichinelli
Edição 227 - Fevereiro/2016
  
Figura 1 – Perfuratriz executando estacas-raiz em terreno inclinado
Fotos: acervo do autor
Figura 2 – Estacas-raiz para obra de contenção de encostas
Sistema de fundação profunda, as estacas-raiz (figura 1) podem ser executadas em vários tipos de terreno, solo e rocha, ultrapassando matacões, pedras, alvenarias ou outros materiais resistentes com equipamentos considerados leves e versáteis. São executadas em pequenos diâmetros (entre 100 mm e 450 mm) e preenchidas com argamassa de cimento e areia, podendo receber armações de vários tipos. Sua perfuração é realizada por rotação ou rotopercussão em direção vertical ou inclinada, e podem ser executadas em ângulos diferentes da vertical.
A versatilidade do sistema alcança seu limite na capacidade criativa dos projetistas e executores, sendo particularmente indicado sempre que o projeto se defrontar com situações de limitações de peso e porte dos equipamentos, com construções vizinhas que não suportem os efeitos de vibração ou ruído de cravação de estacas, ou ainda quando o subsolo apresentar dificuldade de perfuração devido à sua constituição.
Normalmente são utilizadas em obras com limitação de espaço para grandes equipamentos, com subsolo constituído por materiais heterogêneos – solo e rocha – e terrenos com presença de materiais não ultrapassáveis pelos métodos convencionais de escavação e cravação.

sexta-feira, 12 de fevereiro de 2016

Em 6 pontos: A descoberta que confirma teoria de Einstein e muda modo como vemos Universo

  • Por BBC Brasil em 11 fevereiro 2016
Image copyrightNASA
Image captionPela primeira vez, cientistas detectaram as chamada ondas gravitacionais - um fenômeno previsto por Einstein cem anos atrás
Há 100 anos, Albert Einstein previu a existência de ondas gravitacionais como parte de sua Teoria Geral da Relatividade.
Durante décadas, os cientistas vinham tentando, sem êxito, detectar essas ondas – fundamentais para entender as leis que regem no Universo.
Isso até esta quinta-feira - um dia que já vem sendo considerado histórico, já que um grupo de cientistas de vários países anunciou ter conseguido detectar pela primeira vez as chamadas ondas gravitacionais.
Essa comprovação é uma das maiores descobertas da ciência do nosso tempo porque, além de confirmar as ideias de Einstein, abre as portas para maneiras totalmente novas de se investigar o Universo. A partir de agora, a astronomia e outras áreas da ciência entram uma nova era.
Os pesquisadores do projeto LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, ou observatório de Interferometria de Ondas Gravitacionais), em Washington e na Lousiana, observaram o fenômeno e acompanharam distorções no espaço com a interação de dois buracos negros a 1,3 bilhão de anos-luz da Terra.
Mas o que exatamente essa descoberta significa? Veja seis dos principais pontos.

O que exatamente são ondas gravitacionais?

Segundo a teoria de Einstein, todos os corpos em movimento emitem essas ondas que, como uma pedrinha que afeta a água quando toca nela, produz perturbações no espaço.
A Teoria da Relatividade de Einstein é um pilar da física moderna que transformou nosso entendimento do espaço, do tempo e da gravidade. E por meio delas entendemos muitas coisas: da expansão do Universo até o movimento dos planetas e a existências dos buracos negros.
Image copyrightLIGO
Image captionCientistas disparam lasers por longos túneis, tentando identificar as ondulações no tecido de espaço-tempo
Essas ondas gravitacionais são basicamente feixes de energia que distorcem o tecido do espaço-tempo, o conjunto de quatro dimensões formado por tempo e espaço tridimensional.
Assim, qualquer massa em movimento produz ondulações nesse tecido tempo-espaço. Até nós mesmos.
E Einstein previu que o Universo estava inundado por essas ondas. Esse efeito, no entanto, é muito fraco, e apenas grandes massas, movendo-se sob fortes acelerações, podem produzir essas ondulações em um grau razoável.
Assim, quanto maior essa massa, maior é o movimento e maior são as ondas. Nessa categoria entram explosões de estrelas gigantes, a colisão de estrelas mortas superdensas e a junção de buraco negros. Todos esses eventos devem radiar energia gravitacional na velocidade da luz.

Como os cientistas detectaram essas ondas?

Os pesquisadores trabalhavam há anos para detectar as minúsculas distorções causadas quando as ondas gravitacionais passam pela Terra. Os detectores nos Estados Unidos – localizados no Ligo – e na Itália (conhecido como Virgo) são ambos formados por dois túneis idênticos em forma de L, de 3 km de largura.
Image copyrightReproducao
Nele, um feixe de laser é gerado e dividido em dois – uma metade é disparada em um túnel, e a outra entra pela segunda passagem.
Espelhos ao final dos dois túneis rebatem os feixes para lá e para cá muitas vezes, antes que se recombinem. Se uma onda passa pelo túnel, ela vai distorcer levemente seu entorno, mudando a longitude dos túneis em uma quantidade diminuta (apenas uma fração da largura de um átomo).
E a forma com que as ondas se movem pelo espaço significa que um túnel se estira e outro se encolhe, o que fará com que um raio laser viaje uma distância levemente maior, enquanto o outro fará uma viagem mais curta.
Como resultado, os raios divididos se recombinam de uma maneira diferente: as ondas de luz interferem entre si, em vez de se cancelarem. Essa observação direta abre uma nova janela para o cosmos, uma janela que não seria possível sem Einstein.

E qual a implicação disso?

Os objetos também emitem essas perturbações que acabaram de ser detectadas, mas a partir de agora os físicos poderão olhar os objetos com as ondas eletromagnéticas e escutá-los com as gravitacionais.
“Agora, o que se tem são sentidos diferentes e complementares, para estudar as mesmas fontes. E com isso, podemos extrair muito mais informações”, disse à BBC Mundo, Alicia Sintes, do departamento de física do Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha, na Espanha, que participou do projeto.
“Não estamos falando de expandir um pouco mais o espectro eletromagnético, mas de um espectro totalmente novo.”
Image copyrightAP
Image captionDescoberta anunciada nesta quinta-feira comprova teoria centenária de Einstein (acima)
A especialista afirma as ondas eletromagnéticas dão informações do Universo quando ele tinha 300 mil anos de idade.
“Já com as ondas gravitacionais, pode-se ver as (ondas) que foram emitidas quando o Universo tinha apenas um segundo de idade.”
É isso que será possível estudar a partir de agora.
Outro impacto diz respeito aos buracos negros: nosso conhecimento sobre a existência deles é, na verdade, bastante indireto. A influência gravitacional nos buracos negros é tão grande que nem a luz escapa de sua força. Mas não podemos ver isso em telescópios, só pela luz da matéria sendo partida ou acelerada à medida que chega muito perto de um buraco negro.
Já as ondas gravitacionais são um sinal que vem desses objetos e carrega informações sobre eles. Nesse sentido, pode-se até dizer que a recente descoberta significa a primeira detecção direta dos buracos negros.

Qual o efeito causado por essas ondas na Terra?

Quando as ondas gravitacionais passam pela Terra, o tempo-espaço que nosso planeta ocupa deve se alternar entre se esticar e se comprimir.
Pense em um par de meias: quando você as puxa repetidas vezes, elas se alongam e ficam mais estreitas.
Os interferêmetros do Ligo, aparelhos usados para medir ângulos e distâncias aproveitando a interferência de ondas eletromagnéticas, vêm buscando esse estiramento e compressão por mais de uma década.
A expectativa era a de que ele detectaria distúrbios menores do que uma fração da largura de um próton, a partícula que compõe o núcleo de todos os átomos.

Qual pode ser o impacto dessa descoberta?

É fácil especular que as maiores revelações virão de áreas cujas dúvidas sequer foram levantadas. Sempre foi esse o caso quando novas técnicas de observação são descobertas.
Mas considere agora só a Teoria da Gravidade. Por mais brilhante que Einstein fosse, sabemos que suas ideias estão incompletas.
A teórica da Relatividade descreve o Universo muito bem em escalas amplas. Mas, para domínios menores, temos de recorrer a outras teorias.
Assim, não há uma quantificação da Teoria da Gravidade. Para chegarmos lá, temos de investigar lugares com gravidade extrema: os buracos negros.
É lá que rotas para explicações mais complexas podem ser encontradas, nos desvios que as ondas gravitacionais mostraram.

Essa detecção vai render o Prêmio Nobel para os cientistas?

É muitíssimo provável. Como sempre, o debate vai girar em torno dos envolvidos e seus lugares na cadeia de descobertas. Quem vai ser considerado o responsável pelas contribuições mais importantes para se chegar à detecção das ondas?
Mas uma coisa é certa: hoje as grandes descobertas para a ciência hoje estão atreladas a grandes máquinas. Além disso, sem a colaboração do Ligo com centenas de participantes – que trabalham em campos diferentes, usando tecnologias diferentes -, jamais chegaríamos a este momento.
Com reportagem de BBC Mundo e Jonathan Amos

sábado, 6 de fevereiro de 2016

Samsung testa caminhão com TV que mostra estrada à frente

Por Exame.com
Escrito por Lucas Agrela


Samsung Safety Truck
Caminhão: veículo da Samsung pode ser adotado em diversos países

São Paulo – A Samsung iniciou os testes com o seu caminhão chamado Safety Truck na Argentina. O veículo tem uma televisão acoplada na traseira, que exibe imagens em tempo real da estrada à frente. A ideia é reduzir acidentes em ultrapassagens, em especial, em estradas com duas pistas.
O caminhão conta com uma câmera dianteira que manda o sinal de vídeo para a TV, que tem proteção para aguentar diferentes situações climáticas.
O projeto do Safety Truck foi apresentado pela Samsung em meados de 2015, mas, agora, os primeiros testes na América Latina começaram. 
Apesar do uso do caminhão ainda estar em fase preliminar, a empresa informa que, se tudo correr bem, a tecnologia desse veículo pode ser adotada em diversos países nos próximos quatro meses.
No ano passado, a Samsung divulgou um vídeo mostrando mais detalhes sobre o Safety Truck, Confira-o a seguir.

sexta-feira, 5 de fevereiro de 2016

Cerâmica flexível dobra-se como papel

Por redação do Site Inovação Tecnológica -  

Cerâmica flexível dobra-se como papel
[Imagem: Eurekite/Divulgação]
Flexicerâmica

Pesquisadores da Universidade de Twente, na Holanda, criaram uma cerâmica flexível, um material que promete levar as inúmeras vantagens das cerâmicas a uma infinidade de aplicações que até agora tinham que se contentar com fibras "menos capacitadas".
Gerard Cadafalch e seus colegas demonstraram a cerâmica flexível em espessuras de vários milímetros, em folhas que podem ser dobradas como se fossem de papel, retornando ao formato plano original sem se quebrar e sem apresentar trincas.
As cerâmicas mais tradicionais são feitas de argila, mas já existem inúmeras cerâmicas avançadas em vários campos de aplicação, das telas de celulares aos supercondutores, passando pelas eletrocerâmicas e pelas cerâmicas capazes de armazenar luz.
Cerâmica flexível
Embora podendo ser muito duras e resistentes a altíssimas temperaturas, todas as cerâmicas costumam ser quebradiças, por isso nem um pouco afeitas à flexibilidade.
Contudo, Cadafalch e seus colegas usaram nanopartículas para criar uma cerâmica com uma flexibilidade comparável à do papel e capaz de reter os demais benefícios do material tradicional, como a resistência às altas temperaturas.
É fato que já existem outras cerâmicas que podem ser dobradas, mas trata-se de folhas extremamente finas, nenhuma com a espessura na casa dos milímetros.

Embora possa ser usada até para revestir naves espaciais, a empresa emergente criada pelos pesquisadores para comercializar a cerâmica flexível, chamada Eurekite, pretende entrar no mercado competindo com as fibras usadas nas placas de circuito impresso, mas já de olho nos eletrodos para baterias.

quinta-feira, 4 de fevereiro de 2016

Tecidos de luz dão nova cara à iluminação residencial

Por redação do Site Inovação Tecnológica -  

Tecidos de luz dão nova cara à iluminação residencial
Não há lâmpada dentro dos abajures - é o próprio tecido que se acende. [Imagem: Finlayson]

Tecidos luminosos
Engenheiros finlandeses incorporaram uma tecnologia de iluminação em tecidos.
Baseada em LEDs flexíveis, com durabilidade de até 10.000 horas, os "tecidos de luz" prometem dar nova flexibilidade aos projetos de iluminação residencial.
A tecnologia foi desenvolvida por Thomas Welander, Vertti Sarimaa e Jaakko Nikkola, da Universidade Aalto, e agora está sendo bancada pela Finlayson, a maior fabricante de tecidos da Finlândia.
Embora tenha havido grande esforço rumo à chamada eletrônica de vestir, por meio dos e-tecidos, ou tecidos eletrônicos, as estampas luminosas estão entre os primeiros produtos a chegar ao mercado - as primeiras peças já estão em estágio de pré-venda.
  • Tecidos de luz dão nova cara à iluminação residencial
Não há lâmpada dentro dos abajures - é o próprio tecido que se acende. [Imagem: Finlayson]
Tecidos com LEDs
A grande vantagem da incorporação dos LEDs no próprio processo de fabricação dos tecidos é que o conjunto fica totalmente flexível e pode ser enviado às lojas na forma de rolos ou em produtos que saem desmontados da fábrica, como abajures e luminárias.

"Por ser leve e plana quando desmontada, a lâmpada pode ser facilmente despachada dentro de um envelope para qualquer lugar do mundo. Uma lâmpada não tem que se parecer com uma lâmpada quando o projeto atende melhor ao seu objetivo," disse Jukka Kurttila, da Finlayson.

segunda-feira, 1 de fevereiro de 2016

Inventado um plástico híbrido revolucionário

Por redação do Site Inovação Tecnológica -  

Inventado um plástico híbrido revolucionário
Entre os braços da estrela ninja fica o material mais macio e similar aos materiais biológicos. Esta é a área que pode ser funcionalizada e recarregada. [Imagem: Mark E. Seniw/Northwestern University]
Polímero funcionalizado

Imagine um polímero com partes removíveis, capazes de liberar algo no ambiente ou no seu entorno - um medicamento, um defensivo etc. - e, em seguida, ser quimicamente regenerado para funcionar novamente.
Ou um polímero capaz de se contrair e expandir da mesma forma que os músculos biológicos.
Funções como essas exigem polímeros formados por seções rígidas e seções flexíveis, cada uma com propriedades totalmente diferentes, mescladas no mesmo material, em escala molecular.
Pois foi justamente isto que Zhilin Yu e Samuel Stupp, da Universidade Northwestern, nos EUA, acabam de criar.
Eles desenvolveram um polímero híbrido com potencial para ser usado em músculos artificiais, para a aplicação localizada de medicamentos ou biomoléculas, em materiais capazes de se autorreparar de danos, em baterias e numa infinidade de outras aplicações.
O novo polímero possui compartimentos em nanoescala que podem ser removidos e regenerados quimicamente várias vezes. Esses dois compartimentos podem ser ajustados ou preenchidos com os materiais necessários para cumprir a função desejada.
Polímeros híbridos
O polímero híbrido combina os dois tipos de polímeros conhecidos: aqueles formados com fortes ligações covalentes e aqueles formados com ligações fracas, não-covalentes, também conhecidos como "polímeros supramoleculares".
Depois da polimerização simultânea das ligações covalentes e não-covalentes, os dois compartimentos ficam interconectados, criando um filamento cilíndrico perfeito e muito longo.
O esqueleto covalente do polímero híbrido, sua parte mais rígida, possui uma seção transversal parecida uma estrela ninja - um núcleo duro com braços se espiralando para fora. Entre os braços fica o material mais macio, mais parecido com os materiais biológicos. Esta é a área que pode ser funcionalizada e recarregada, características que poderão ser úteis em uma vasta gama de aplicações.
"Nossa descoberta pode transformar o mundo dos polímeros e iniciar um terceiro capítulo em sua história: a história dos 'polímeros híbridos', depois do primeiro capítulo dos polímeros covalentes imensamente úteis e da recente classe mais emergente dos polímeros supramoleculares," disse o professor Stupp.

Bibliografia:

Simultaneous covalent and noncovalent hybrid polymerizations
Zhilin Yu, Faifan Tantakitti, Tao Yu, Liam C. Palmer, George C. Schatz, Samuel I. Stupp
Science
Vol.: 351, Issue 6272, pp. 497-502
DOI: 10.1126/science.aad4091