Velcro metálico suporta cargas de até 35 toneladas

Engenheiros da Universidade de Munique, na Alemanha, desenvolveram um velcro de aço que é capaz de suportar até 35 toneladas por metro quadrado mesmo em ambientes com temperaturas de até 800°C.

Invenção do velcro
Conta a lenda que o engenheiro suíço George de Mestral estava removendo carrapichos do pelo do seu cão de caça quando teve a ideia de construir um fecho formado por ganchos e argolas, que ele viria batizar de velcro.

Apesar dos inúmeros usos, o velcro atual, feito de polímeros sintéticos, não é resistente ao calor e nem a produtos químicos, o que limita seu uso em ambientes industriais, em máquinas e equipamentos e até em automóveis.

Velcro resistente ao calor
"As coisas podem ficar muito quentes, por exemplo, no setor automotivo. Um carro estacionado sob o Sol pode atingir temperaturas de 80°C. No coletor de escapamento do motor, então, as temperaturas atingem centenas de graus. Desinfetantes agressivos são usados em hospitais. E os velcros tradicionais são frágeis demais de serem usados na construção civil," diz o engenheiro Jose Mair, listando algumas das aplicações que ainda não têm acesso à facilidade de prender e soltar dos velcros.

Para superar essas deficiências, os pesquisadores simularam em computador vários modelos tridimensionais de sistemas de travamento que poderiam ser facilmente construídos em aço. A seguir, eles construíram os modelos que apresentaram os melhores resultados teóricos para a realização de testes reais.

O melhor resultado foi obtido com um desenho batizado de Flamingo, no qual ganchos largos acomodam-se nas aberturas de uma fita metálica perfurada. Os ganchos curvam-se e deformam-se elasticamente sob uma leve pressão. Uma vez inseridos nos furos, eles retornam imediatamente ao seu formato original, resistindo ao serem puxados de volta.

Metálico e flexível
Tanto as molas quanto a fita perfurada que formam o fecho têm espessuras de apenas 0,2 milímetro, o que torna o velcro metálico altamente flexível e fácil de ser instalado, não exigindo qualquer ferramenta.

A diferença do velcro metálico em relação ao velcro tradicional é que ele precisa ser posicionado no ângulo correto para se fixar, que pode ser tanto paralelo quanto perpendicular à fita perfurada.

Depois de inserido, o velcro metálico suporta cargas de até 7 toneladas na perpendicular da fita e até 35 toneladas se a carga for aplicada paralelamente à fita. O material sofre uma perda inicial de 20% na resistência durante os 10 primeiros usos e, a partir daí, mantém sua capacidade de carga.

Válvula magnética funciona sem energia e facilita manutenção

Cientistas dinamarqueses criaram uma válvula capaz de fechar ou desviar fluidos no interior de encanamentos sem consumir energia.

A grande vantagem da nova válvula, segundo os pesquisadores até maior do que o não-consumo de energia, é a possibilidade de sua regulagem sem a necessidade de abertura dos circuitos, facilitando a manutenção e evitando a parada das linhas de produção.

Materiais magnetocalóricos
A válvula nasceu das pesquisas feitas com refrigeração magnética, uma tecnologia que substitui os compressores das geladeiras atuais por materiais chamados magnetocalóricos, que se aquecem quando expostos a um campo magnético. Depois que eles irradiam esse calor, resfriando-se, o campo magnético é removido e sua temperatura cai novamente, só que, desta vez, dramaticamente.

Este efeito pode ser usado em um ciclo de refrigeração clássico e os cientistas já conseguiram alcançar temperaturas próximas do zero absoluto utilizando esta tecnologia.

Válvula magnética
Christian Bahl e seus colegas da Universidade Riso aproveitaram esse mecanismo para criar uma válvula magnética que funciona sem consumir eletricidade e sem requerer força mecânica externa.

O funcionamento da nova válvula se baseia em um líquido fluindo sobre um material com uma temperatura Curie conhecida - a temperatura na qual o material passa de magnético para não-magnético.

Quando a temperatura do líquido cai abaixo de sua temperatura Curie, ele é atraído por um ímã localizado no lado de fora da válvula, abrindo a passagem para o fluido. Se a temperatura sobe novamente, o material perde o magnetismo, anulando a atração do ímã externo e uma mola é suficiente para fazê-lo voltar à sua posição original e fechar novamente a válvula.

Válvulas de cerâmica
Construindo a válvula com diversos materiais, cada um com sua própria temperatura Curie, os pesquisadores conseguiram construir válvulas que operam de forma diferente a diferentes temperaturas. O resultado é uma espécie de válvula termostática de estado sólido.

Existem válvulas com princípio de funcionamento similar no mercado, mas todas utilizam eletroímãs e, portanto, exigem energia externa para funcionar.

Os protótipos funcionam em temperaturas entre 10 e 40 graus Celsius, mas os pesquisadores afirmam que o princípio poderá ser utilizado para produzir válvulas que funcionem com temperaturas desde centenas de graus até a temperatura do nitrogênio líquido, já que existem materiais com temperaturas Curie variando ao longo de todo esse intervalo.

Como são feitas totalmente em cerâmica, as novas válvulas não sofrerão corrosão e não se oxidarão quando forem postas em contato com produtos oxidantes ou corrosivos.

Criado lubrificante industrial 100% biodegradável

O novo lubrificante industrial é feito à base de óleo de rícino e derivados de celulose, pertencendo a uma nova classe de materiais conhecida como "óleogel".

Pesquisadores da Universidade Huelva, na Espanha, desenvolveram uma graxa lubrificante para veículos e equipamentos industriais que não utiliza qualquer composto químico contaminante usado nos lubrificantes tradicionais.

O novo lubrificante industrial é feito à base de óleo de rícino e derivados de celulose, pertencendo a uma nova classe de materiais conhecida como "óleogel", que tira suas propriedades lubrificantes dos materiais celulósicos.

Graxa industrial verde
A "graxa verde" é "uma alternativa às graxas lubrificantes tradicionais, que geram uma poluição difícil de controlar quando elas são descartadas no meio ambiente," diz o pesquisador José María Franco, acrescentando que a graxa é 100% biodegradável.

Os lubrificantes utilizados nos equipamentos industriais são feitos de óleos sintéticos e derivados do petróleo, que não são biodegradáveis. Em sua formulação, entram ainda espessantes feitos com partículas metálicas ou com derivativos da poliuréia, uma família de polímeros sintéticos.

Poluição dos óleos e graxas industriais
Milhões de toneladas de óleos industriais e hidráulicos acabam chegando ao meio ambiente todos os anos, poluindo áreas agricultáveis, rios e chegando até o mar. Segundo os pesquisadores, os óleos minerais podem contaminar o lençol freático por até 100 anos, além de inibir o crescimento de árvores e serem tóxicos para a vida aquática.

Os óleos têm sido substituídos paulatinamente por óleos vegetais, mas até agora nenhuma solução havia sido encontrada para os espessantes metálicos, que são altamente poluidores, mas que dão às graxas industriais o seu alto rendimento.

A nova graxa verde é uma resposta a esse problema, embora os pesquisadores afirmem que ainda será necessário uma nova etapa de pesquisas a fim de aperfeiçoar seu desempenho lubrificante e antidesgaste.

De volta ao laboratório
O novo lubrificante "tem um nível de estabilidade mecânica similar ao das graxas tradicionais, e é altamente resistente a altas temperaturas, com propriedades reológicas (viscosidade) que não se alteram de forma acentuada. Contudo, nós observamos que o material é expelido [dos equipamentos] quando submetido simultaneamente a grandes forças inerciais e altas temperaturas," explica Franco.

Para que uma graxa seja utilizada em rolamentos, por exemplo, é importante que ela não vaze facilmente, o que reduziria a lubrificação e poderia levar a uma quebra do rolamento. O mesmo vale para os equipamentos hidráulicos, onde pressão e temperatura elevam-se continuamente.

Os pesquisadores vão continuar a pesquisar este aspecto a fim de encontrar um equilíbrio entre os ingredientes biodegradáveis e o desempenho da nova graxa.

Táxi elétrico sem motorista começará a ser testado em Londres

Um carro elétrico sem motorista, que vai transportar passageiros entre o terminal 5 do aeroporto de Heathrow, em Londres, e um dos estacionamentos, foi exibido nesta semana no Museu da Ciência da capital britânica.

O mesmo veículo está sendo avaliado por pesquisadores da USP em São Carlos para uso no Brasil.



Carro elétrico sem motorista
O carro é movido a bateria, gasta pouca energia e pode transportar até quatro passageiros e sua bagagem de cada vez, a uma velocidade de até 40 km por hora, em uma rota exclusiva.
Dezoito dos "táxis sem motorista" - batizados de ULTra e que se enquadram em uma categoria chamada Sistema de Trânsito Pessoal Rápido (PRT, na sigla em inglês) - vão entrar em operação no terceiro aeroporto mais movimentado do mundo em volume de passageiros já no ano que vem.

Os passageiros que subirem a bordo em uma das três estações no aeroporto vão selecionar seu destino em uma tela, dentro do veículo.

A ideia é diminuir o tráfego. O tempo da viagem entre o terminal e o estacionamento será de cerca de quatro minutos.

Desenvolvido pela empresa Advanced Transport Systems, de Bristol, o PRT deve diminuir o tempo de espera e as filas nos estacionamentos.

Menos poluente e mais eficiente
O sistema também vai diminuir as emissões de carbono e é 70% mais eficiente do que os automóveis convencionais em termos de uso de energia e 50% mais eficiente do que os ônibus tradicionais.

O novo sistema de transporte, orçado em 25 milhões de libras (cerca de R$ 76 milhões), será testado no terminal 5 do Heathrow antes que seu uso seja estendido para o resto do aeroporto.

O PRT foi criado como uma alternativa ao uso de ônibus tradicionais, ônibus de turismo e carros.

A expectativa é de que cerca de 500 mil passageiros usem o serviço todos os anos.

Pneus feitos com celulose são melhores e mais baratos

Reinventar a roda é a melhor expressão que temos para perda de tempo e esforço. Reinventar a roda e fazê-la de madeira, contudo, pode soar como se aproximar das raias da insanidade.

Mas pesquisadores da Universidade do Estado do Oregon, nos Estados Unidos, estão fazendo algo parecido com isso. Só que, em vez de estarem perdendo o juízo, podem estar ajudando a criar uma solução para um dos maiores problemas ambientais já criados pelo homem: os pneus de automóveis.

Pneus com celulose

O professor Kaichang Li e sua equipe descobriram que a celulose microcristalina - um produto que pode ser fabricado facilmente a partir de qualquer tipo de planta - pode substituir uma parte da sílica como carga de preenchimento na fabricação de pneus.

Eles comprovaram em escala de laboratório que o uso da celulose na fabricação dos pneus diminui a energia consumida no processo produtivo, reduz os custos e produz um pneu mais eficiente quando rodando em asfalto quente, como nos dias de verão.

A celulose já vem sendo utilizada como reforço em alguns tipos de borracha e outras peças automotivas, incluindo cintas, mangueiras e mantas de isolamento - mas nunca em pneus, onde os chamados fillers preferidos são a sílica e o negro de fumo. O lado negativo desses dois materiais é que eles são muito densos e reduzem a eficiência dos automóveis no quesito consumo de combustível.

Celulose microcristalina

A celulose microcristalina está se mostrando uma alternativa promissora. Ela pode ser produzida por meio de um processo de baixo custo, chamada hidrólise ácida, usando a celulose, o polímero natural que representa entre 40 e 50% de toda a massa da madeira.

Os pesquisadores já conseguiram substituir até 12% da sílica usada na fabricação dos pneus, mantendo todas as suas características de resistência, flexibilidade e tração. A única variação detectada foi para melhor: sob altas temperaturas, a resistência ao rolamento do pneu com celulose é menor da que a resistência do pneu tradicional, o que significa que os veículos consumirão menos combustível nos dias quentes.

Agora os cientistas vão começar os testes de durabilidade dos pneus com celulose. Mas eles afirmam que a tecnologia já está pronta para ser testada por qualquer fabricante de pneu em escala real.