Casas inteligentes

  

    Sabe aquelas casas do futuro presentes em vários filmes de ficção e desenhos animados como os Jetsons, elas estão cada dia mais próximas de se tornarem realidade. As casas do futuro estão se tornando mais inteligentes, capazes de reconhecer os seus donos, de captar os seus sinais vitais e até mesmo de identificar quando pessoas estranhas as invadem. No entanto, não adiantaria nada se as redes de energia que abastecem as casas permanecessem obsoletas, não dando o suporte necessário para as novas tecnologias.

   Imagine você chegando em casa após um dia de trabalho pesado, com aquela comida congelada. Quando chega em casa você esquenta uma água na chaleira e se prepara para despeja-la na embalagem da comida congelada.

   Tudo normal, não?

    Mas e se a sua comida congelada apresentar uma embalagem inteligente que indica quando a comida já está descongelada e em condição de consumo e ,além disso, ao encostar a chaleira no balcão da cozinha, este acione um conjunto de bobinas já vindas com ele que serão responsáveis por criar o campo magnético responsável por aquecer as substâncias metálicas presentes no interior.

   Soa meio futurista não!? Mas, segundo Dave Barman, da Fulton Inovations, podemos estar a apenas três anos desta tecnologia, basta que alguma indústria se interesse pelo projeto.

   As casas monitoradas em tempo real por sensores que vão desde os encanamentos aos componentes elétricos já podem ser adquiridos e empresas como o Google já procuram levar a internet à nossa televisão, possibilitando uma integração total de todos os sistemas.

   Casas com elevado grau de inteligência ainda são difíceis de serem encontradas, mesmo em países mais desenvolvidos como Inglaterra e Estados Unidos, apesar de a realidade estar mudando. Na Inglaterra, por exemplo, o governo começa a correr atrás das metas que determinam que  todas as novas casas devem ser neutras em termos de carbono até 2016, com os prédios públicos e comerciais tendo que se adaptarem em até três anos depois.

   Muito do que tem sido feito nestes países é transformar casas antigas em casas mais eficientes energicamente, realizando medidas como a eliminação dos vazamentos. Mas, em novas construções já é possível ver novas tecnologias substituindo padrões antigos. Um novo mercado vem surgindo para as industrias.

   Mas, nada disso importa se não formos capazes de tornar os sistemas de distribuição de energia elétrica mais eficiente. Pensando nos milhões de dólares que podem ser economizados com sistemas de distribuição inteligentes e no mercado que vai surgir a partir destes produtos, a GE, uma das maiores companhias do mundo no setor elétrico, juntamente com a AEP vem desenvolvendo testes com estes sistemas.

   Através destes projetos eles esperam conseguir aumentar a qualidade da energia fornecida aos consumidores, com um maior gerenciamento e controle de seu consumo, permitindo que o desperdício diminua e a necessidade de construir novas usinas seja adiada ao máximo.

   Nos testes eles utilizaram uma população de 110.000 consumidores, fornecendo para alguns deles produtos como carros elétricos, além dos medidores de energia inteligente capazes de se comunicarem com o a companhia fornecedora da energia e com o próprio consumidor. Com os carros elétricos eles puderam observar quanto e quando eles foram utilizados e qual era o impacto da conexão dos mesmos na rede elétrica. Através destas pesquisas eles estão criando as bases necessários para os avanços tecnológicos que estão a caminho.

Garrafas PET recicladas viram tecido de qualidade

   

   Com os problemas ambientais que estamos enfrentando, a questão do aquecimento global e as suas conseqüências, temos que procurar continuar em um processo de desenvolvimento, mas sem destruir o meio ambiente. O desenvolvimento sustentável nunca foi tão abordado e as empresas já começam a se conscientizar com a causa, buscando atrair este novo tipo de consumidor: o ecologicamente correto. Neste contexto que se enquadra um novo tipo de tecido produzido a partir de garrafas PET(Polietileno Tereftalate) que ganhou ainda mais notoriedade quando foi utilizado na confecção dos novos uniformes da Seleção Brasileira de Futebol. Convido você a entender mais deste tecido e da sua importância ambiental.

   A resina PET foi inventada em 1941 pelos químicos ingleses Whinfield e Dickson para ser utilizada na produção de fibras sintéticas. Apenas na década de 70 que foi descoberta sua principal aplicação: fabricação de embalagens para refrigerantes, sucos, água, óleo de cozinha e produtos de limpeza. A partir de então as garrafas PET têm se espalhado pelo mundo deixando um rastro de poluição por onde passa.

   O grande problema das embalagens feitas a partir da resina PET está no tempo que elas demoram para serem degradadas pela natureza, incríveis 450 anos. Além disso, ao se acumularem em lixões e aterros sanitários elas impedem a livre movimentação de fluidos e gases, dificultando a decomposição da matéria orgânica. Só no Brasil em 2006 foram consumidas 378 mil garrafas PET.

   Devido a descoberta dos problemas ambientais que as PET geram, estudos realizados comprovaram que ela podia ser integralmente reciclada sem a perda de suas propriedades. No Brasil mais da metade das PET utilizadas são recicladas devido à existência de milhões de catadores e das associações formadas por eles. Além de catarem as embalagens, as associações ficam responsáveis por separar os rótulos e tampas e por compacta-las em fardos para serem transportadas para as usinas. “De 35% a 40% da resina reciclada são utilizados na fabricação de tecido” afirma André Vilhena, presidente da CEMPRE – Compromisso Empresarial para reciclagem- uma associação que promove a reciclagem e conscientização para esta atitude no Brasil. O restante possui diversas outras aplicações: cordas, cerdas de vassouras e escovas, carpetes, enchimento para travesseiros, lonas, cortinas, pelúcias, rolos de pintura e adesivos.

   Não pense você que os tecidos recicláveis são de baixa qualidade. Os tecidos são confortáveis e possuem um toque agradável. Para que possuam uma boa transpiração, as fibras sintéticas de poliestireno, fabricadas a partir da resina da PET, são misturadas com algodão. Muitos estilistas conceituados do Brasil e do mundo já trabalham com os tecidos reciclados de garrafas PET.

   O processo de reciclagem das embalagens e da transformação em tecido se dá em três fases.A primeira fase consiste no processo de recolher as garrafas e outras embalagens, retirar seus rótulos e tampas, separar por cores e enviar para as usinas onde ainda são trituradas.

   Na segunda fase elas são fundidas a uma temperatura de 300°C para uma filtragem e retirada de impurezas. Nas extrusoras – máquinas responsável por transforma o material em filamento -  o material é aquecido a 300°C e enviado através de uma bomba para microfuros onde é transformado em filamentos. O resultado é uma fibra sintética 20% mais fina que o algodão.

   A última fase é a estiragem, quando a fibra é transformada em fio. As fibras produzidas a partir da garrafa PET podem ser usadas sozinha ou em associação com outros tecidos como seda e algodão.

   O tecido reciclado possui vários benefícios consideráveis, temos uma menor poluição do ar, água e do solo, economizamos em energia elétrica, ajudamos a melhorar a limpeza das cidades gerando renda e melhorando a qualidade de vida de comunidades mais carentes. Para se ter uma idéia, o processo para produzir fibra reciclada requer 30% da energia necessária no processo a partir da matéria virgem, ele não utiliza de produtos químicos poluindo o meio ambiente já que as cores da garrafas PET são reaproveitadas e a partir de 6 garrafas PET é possível produzir 1 Kg de fio. Vale ressaltar que em processos têxteis convencionais são empregados mais de 8 mil tipos diferentes de produtos químicos, os quais iram poluir o meio ambiente, e que para amaciar tecidos como o couro presente em bolsas, sapatos, jaquetas e necessário utilizar milhares e milhares de toneladas de sal e outros produtos químicos que acabam por se acumular nos solos.

   Se você gostou desta publicação, provavelmente irá gostar da matéria em que descrevemos um projeto caseiro utilizando garrafas PET e embalagens de Leite Tetra Pak para produzir aquecedores solares e aproveitar a energia solar tão abundante em nosso país. Acompanhe este post aqui... 

Fonte : tecidoreciclado

           http://www1.folha.uol.com.br/folha/dimenstein/comunidade/gd080904.htm

              essetalmeioambiente

  

Yes, nós temos banana!

    Cada dia nos surpreendemos mais com as propriedades nutritivas e a importância ecológica que os alimentos possuem. A banana, figura constante na nossa alimentação, possui além de suas propriedades nutritivas, das fibras e dos minerais uma nova função que vem animando os pesquisadores: a capacidade de filtrar metais pesados existentes nas águas.
   Em uma pesquisa desenvolvida pela Melina Boniolo, doutoranda pela UFSCAR, foi comprovada a propriedade que a casca da fruta apresenta de se combinar com os metais pesados presentes na água realizando uma filtragem de até 65% das impurezas presentes.
   A idéia de utilizar a casca da banana surgiu da necessidade de se criar alguma finalidade para um produto que antes estava se tornando um problema. Por dia, os restaurantes da cidade de São Paulo geravam cerca de 4 toneladas de cascas de banana que eram jogadas no lixo. Estudando as propriedades da cascas, foi possível notar que ela possuía uma quantidade enorme de moléculas com cargas negativas. Como os opostos se atraem, a pesquisadora teve a idéia de utilizá-las para se combinar com os metais pesados carregados positivamene presentes nas águas resultantes de processos industriais.
   O projeto da pesquisadora foi pensado com o Urânio, mas outros metais como níquel, cádmio e chumbo, bastante usados na indústria também podem ser filtrados pelo processo. O projeto foi um sucesso e Boniolo recebeu o Prêmio Jovem Cientista e convites para apresentar seu trabalho na Inglaterra.

Fonte:  http://essetalmeioambiente.com/?p=4197

Motores ecológicos e 50% mais eficientes

   Você já parou pra pensar como os carros funcionam? O que está por trás daquele tanto de metal, fios e tubos que você vê quando dá uma espiada no capô? Para quem nunca se interessou, dá uma olhada neste post pra ficar por dentro do que acontece e de uma nova pesquisa que vem sendo feita pra aumentar a eficiência do seu motor.

   Os motores convencionais são motores de 4 tempos: Admissão, Compressão, Combustão e Expansão. Neste ciclo de quatro tempos temos um movimento linear de um pistão que é convertido através de um virabrequim em movimento de rotação que faz o carro andar.

   A admissão de combustível ocorre através da válvula de admissão, responsável por injetar poucas gotas de combustível que se mistura ao ar presente na câmara. Na fase de compressão a mistura ar e combustível é comprimida de forma a potencializar a combustão. Na etapa seguinte temos a geração de um centelha no interior da câmara de combustão, fazendo o ar expandir e empurrar o pistão para a sua posição inicial. Por fim, os gases presentes no interior da câmara de combustão devem ser expulsos, sendo por isso, denominada de exaustão. Este ciclo então se repete.

   Através deste ciclo de funcionamento o motor 4 tempos ou motor de Otto é capaz de converter apenas 30% da energia presente nos combustíveis em movimento, o restante é perdido na forma de calor, ruído, entre outras formas de energia. Mas, segundo uma nova pesquisa realizada pela Tour Engine é possível aumentar esta eficiência, sendo necessário apenas dividir o motor em duas partes, sendo cada uma especializada em suas funções.

    Segundo os pesquisadores, a baixa eficiência observada é produto das tarefas contraditórias que o motor de combustão interna convencional tem que realizar: compressão e combustão.

    Para que o processo de compressão funcione é necessário que a câmara seja resfriada, utilizando para isso o radiador. Assim, o radiador retira constantemente energia do processo, diminuindo a energia aproveitada durante a combustão.Porém, durante a combustão geramos calor que aquece a câmara. Fica bem claro que mandamos o motor realizar tarefas contraditórios!

   Buscando um novo design com maior rendimento os engenheiros da Tour Engine dividiram o motor em duas metades conectadas através de válvulas. Em uma das metades, a quente, ficaram concentrados os processos de combustão e admissão. Na parte fria do motor, os processos de compressão e exaustão. Neste design, os pesquisadores conseguem isolar termicamente os componentes, sem ,no entanto, desprezar a importância deles no resultado final.

    Separando o motor em partes os pesquisadores puderam também se atentar para detalhes do design que atendiam especificamente a uma etapa. Como cada parte faz uma diferente tarefa, cada uma tem especificações de tamanho próprias que antes eram negligenciadas pela união dos processos. Um exemplo é a câmara para compressão que é mais eficiente em tamanhos menores, enquanto que para a combustão a câmara têm que ser maiores, permitindo um aproveitando melhor da energia gerada na expansão. Dessa forma, no motor convencional, como a câmara de expansão é menor que o tamanho ideal, uma parcela da energia é perdida por falta de espaço durante o processo de combustão.

   A empresa está produzindo atualmente seu segundo protótipo. Eles estão na expectativa de aumentarem o rendimento do motor em mais de 50% e reduzirem a emissão de dióxido de carbono em um terço.

   Quer ler mais sobre carros ecológicos e revolucionários, confira este post...

Veículo totalmente controlado pela mente

   Em uma publicação mais antiga o OCoxambra já havia falado sobre os projetos que a DARPA, a Agência para Projetos Avançados de Defesa, vinha desenvolvendo para estimular o desenvolvimento de carros autônomos, permitindo que as várias horas perdidas anualmente ao volante pudessem ser aproveitadas para outras atividades, tais como a leitura de um livro, navegar na internet, dormir, entre outras. Além, é claro, das aplicações militares para quaisquer veículos não-tripulados. Mais deste post aqui...

  Agora, a um passo atrás dos carros autônomos, capazes de nos guiar com agilidade, conforto e ,principalmente, segurança foi desenvolvido um carro capaz de ser conduzido por nada menos que os nossos pensamentos. O carro é capaz de acelerar, frear, virar à esquerda ou à direita através de 16 sensores de eletroencefalogramas(EEG). O funcionamento destes sensores está relacionado a um software desenvolvido por pela Emotiv, de São Francisco, que permite que determinados padrões neurais sejam identificados e correspondam as diferentes funções existentes no veículo.

   Você pode estar se perguntando, qual a utilidade deste serviço? Podemos pensar em termo de praticidade, controlar um veículo através do pensamento requer menor esforço e permite que o motorista desfrute melhor o passeio. Porém, os principais favorecidos com este tipo de tecnologia são as pessoas que por alguma deficiência física tenham ficado limitados a dirigir e agora com poderão guiar seus carros e cadeiras de  rodas com conforto e segurança.

   A equipe de alemães que estão envolvidos na pesquisa concluíram os testes dizendo que o tempo transcorrido entre os sinais cerebrais e a execução das ações foi muito bom para um projeto em fase inicial e que já planejam futuras aplicações desta interface homem-máquina em carros totalmente automatizados.

  Podemos pensar em aplicações mais imediatas para os sensores de EEG, tais como o controle sobre membros artificiais, dirigir uma cadeira de rodas e até mesmo acessar as funções do iPad.

  
fonte: http://www.newscientist.com/blogs/onepercent/2011/02/mind-control-puts-you-in-charg.html

Asas Ajustáveis - Uma lição da natureza

    O homem vem dominado os céus há mais de um século. Voar já é algo comum e várias aeronaves já cumprem seus papéis em aplicações militares e civis. Nos últimos anos temos notado um interesse crescente dos setores de Defesa por aeronaves não-tripuladas, acelerando o desenvolvimento de formas mais complexas de vôo.

  Para que os aviões consigam voar é necessário que o ar flua através de suas asas, gerando uma força vertical para cima capaz de sustenta-lo no ar. Aeronaves capazes de mudar as formas de suas asas, são capazes de se adaptarem a diferentes condições de vôo, economizando combustível e sendo mais ágeis.

  O interesse por asas versáteis vem da inspiração encontrada na natureza. Engenharia é, de uma forma mais ampla, derivada do mundo natural: Engenheiros observam a natureza, a forma como a evolução tem resolvido vários problemas ao longo de milhões de anos, e então buscam soluções análogas. Todas as criaturas vivas que voam apresentam asas com formas ajustáveis, estando um passo a frente da nossa tecnologia atual, a qual não é capaz de voar em condições em que o número de Reynolds é muito baixo.

   O número de Reynolds é um valor adimensional usado para caracterizar o escoamento do fluido, sendo função da velocidade de movimento no fluido, da densidade, da viscosidade e do tamanho do objeto que se move. Grandes aeronaves ao se moverem de forma rápida no fluído são capazes de gerar sustentação nas asas devido a diferença de pressão causada pelo formato aerodinâmico das mesmas. Dessa forma, a pressão na parte inferior da asa é maior que a pressão na parte superior, surgindo uma força de sustentação que puxa o avião para cima.

   No entanto, insetos, pássaros, morcegos e qualquer pequeno objeto que voe em altitudes menores e com menor velocidade possuem números de Reynolds baixos, implicando em uma maior influência da resistência do ar no vôo. Para superarem tais dificuldades, eles desenvolveram a capacidade de variar o formato de suas asas, criando diferentes padrões de turbulência que fazem surgir forças de impulsão e sustentação. Neste tipo de vôo que se encaixam os veículos não-tripulados que estão sendo desenvolvidos.

   A principal inspiração para os pesquisadores têm sido os beija-flor devido as suas peculiaridades: um beija-flor é capaz de permanecer em vôo por mais de quatro anos, pousando apenas para alimentar os filhotes e colocar novos ovos. Além disso, eles têm também uma habilidade incomum de fazer manobras e pairar no ar.

Materiais Semicondutores

Semicondutores

    Os materiais semicondutores se caracterizam por possuir como portadores as lacunas e os elétrons livres. Estes materiais se ligam através de ligações covalentes formando cristais. Os cristais formados podem ser classificados em dois grupos, os de cristais intrínsecos e os de cristais extrínsecos. Os cristais intrínsecos se caracterizam pela presença de átomos de semicondutores apenas, enquanto que os extrínsecos apresentam elementos que adicionam propriedades aos cristais.

   Nos semicondutores intrínsecos temos a presença de átomos do semicondutor puro, sendo estes átomos constituídos por quatro elétrons na camada de valência. Para que seja possível forma cristais, tais átomos se unem através de ligações covalentes. A condução nestes elementos ocorre devido a formação de elétrons livres durante a agitação térmica, os quais, caso exista algum campo elétrico aplicado, tendem a se movimentar em um sentido e suas lacunas em sentido oposto. Portanto, a condução em materiais semicondutores ocorre devido à excitação dos elétrons da banda de valência para a banda de condução e devido às lacunas. Sendo a quantidade de energia necessária para levar um elétron da banda de valência para a banda de condução, conhecida como gap de energia, o que determina em última instância se o elemento será um condutor, semicondutor ou isolante. Nos semicondutores, esta energia está em torno de 1 eV, enquanto que nos isolantes é dezenas de vezes maior. Sendo assim, à temperatura de zero Kelvin (-273.15 °C) os semicondutores se comportam como isolantes, pois os elétrons não terão energia suficiente para passarem para a banda de condução.

   No grupo dos semicondutores extrínsecos temos dois tipos: n e p. Essas siglas vêm de negativo e positivo e está diretamente associado com elemento que é utilizado na dopagem. Quando a dopagem é feito com elementos pentavalentes, como fósforo e antimônio, temos que estes elementos passam a assumir a posição dos átomos do semicondutor, fazendo quadro ligações covalentes e apresentando um elétron de valência sem realizar ligação.Como a estabilidade é alcançada com o octeto,os elétrons excedentes, nos semicondutores tipo n,dão origem à elétrons livres e os átomos pentavalentes apresentam carga positiva. Já no caso dos cristais do tipo p, temos que os elementos utilizados para dopagem são trivalentes. Neste caso, quando o átomo dopante assume a posição de um átomo do cristal, temos um ausência de um elétron, com o conseqüente surgimento de uma lacuna.

   Portanto, podemos concluir que nos condutores do tipo n, os portadores de carga majoritários são os elétrons livres e nos condutores do tipo p são as lacunas.

   Quando juntos, temos a formação de uma junção do tipo pn, a qual dá origem a várias aplicações envolvendo os semicondutores, tais como diodos e transistores.

Representação esquemática dos Semicondutores tipo n e p.

Representação esquemática da junção pn

      Nas regiões próximas a junções destes semicondutores, temos a formação da camada de depleção. Nesta camada, ocorre a união dos elétrons livres provenientes do tipo n com as lacunas que estão no tipo p. Sendo assim, temos a formação de vários íons e o estabelecimento de uma barreira de potencial para a passagem dos elétrons.

    Quando ligamos os semicondutores a uma fonte de tensão, temos duas possíveis situações. Quando a polarização é direta, ou seja, liga-se o pólo positivo da fonte ao semicondutor tipo p e o pólo negativo ao semicondutor tipo n, os elétrons livres presentes no lado n tende a circular em direção ao pólo positivo enquanto que as lacunas presentes no lado p tende a circular em direção ao pólo negativo da fonte, combinando-se com os íons presentes na região de depleção, a qual diminui. Dessa forma, desde que a tensão da fonte seja superior à barreira de potencial do semicondutor, teremos uma corrente incessante.

   No caso de uma polarização reversa, temos que a ligação é feita de forma que o pólo positivo da fonte fique ligado ao semicondutor tipo n e o pólo negativo da fonte esteja ligado ao do tipo p. Dessa forma, os elétrons presentes na região do tipo n tende a circular em direção ao pólo positivo e as lacunas do lado p em direção ao pólo negativo, ou seja, eles se afastam da região de depleção, que vai aumentando. Em determinado momento a diferença de potencial na camada de depleção será igual a tensão da fonte, sendo cessado este tipo de movimento dos elétrons. Porém, devido a agitação térmica, continuam sendo formados elétrons e lacunas, os quais permanecem circulando, constituindo a corrente de portadores minoritários ou corrente de saturação. Uma das razões de o silício ser mais utilizado que o germânio como semicondutor está nesta corrente de saturação que é menor no silício quando comparado com o germânio.

   Além da corrente de saturação, temos também uma corrente de fuga, resultado das impurezas na superfície e imperfeições na estrutura cristalina. A corrente de fuga é uma função do esforço que o material é submetido da mesma forma que a de saturação é função da temperatura.

   Portanto, existem correntes em um diodo polarizado reversamente, sendo estas a maioria das vezes desprezíveis.

   Os semicondutores apresentam uma tensão denominada tensão de ruptura, a partir da qual os matérias são danificados, sendo no caso dos diodos retificadores, ou seja, que conduzem bem em um único sentido, em torno de 50V. A partir desta tensão, os elétrons que formam a corrente de saturação são acelerados de tal forma que conseguem fornecer energia aos demais elétrons, passando estes a estarem livres e constituírem a corrente, de forma que o material passa a conduzir bem. Tal efeito é denominado efeito avalanche.