A eficácia de usar suspensão hidráulica ativa em coberturas.

Prédios com suspensão ativa

Em 2009, engenheiros da Universidade de Stuttgart, na Alemanha, apresentaram um conceito inovador de construção adaptativa, similar ao conceito de suspensão ativa dos automóveis.

Usando elementos estruturais inteligentes, eles propõem construir estruturas que possam se adaptar às condições ambientais.

Além disso, a proposta dessa construção inteligente é obter a capacidade máxima de carga com um consumo mínimo de materiais.

Estrutura adaptativa

Agora, com a colaboração de engenheiros da empresa Bosch, eles demonstraram na prática que seu conceito é viável, construindo uma estrutura que desafia os sonhos dos mais arrojados arquitetos.

Eles construíram uma concha de madeira que é muito mais fina do que qualquer coisa considerada possível até hoje.

Com uma espessura de apenas quatro centímetros, a cobertura se estende por uma superfície de mais de 100 metros quadrados.

A extrema finura da concha foi possível graças à utilização de uma estrutura adaptativa.

Cargas de pico

Na construção civil, as estruturas sempre foram concebidas para suportar uma tensão máxima muito precisa.

Esse tipo de estresse, no entanto, geralmente só ocorre muito raramente e apenas por um curto período.

Com isto, uma grande parte dos materiais de construção usados hoje serve apenas para suportar essas cargas de pico extremamente raras, o que faz com que elas sejam efetivamente necessárias apenas muito raramente.

O objetivo das estruturas ultraleves e adaptativas é alcançar uma economia drástica dos materiais sem perda da capacidade de suportar essas cargas de pico.

E, estruturalmente, há ainda outro benefício: a estrutura ganha uma capacidade de reação a cargas dinâmicas muito maior, o que é obtido através da manipulação ativa da estrutura.

A manipulação ativa da estrutura é obtida através de elementos hidráulicos instalados nos pontos de apoio da cobertura.

Suspensão Hidráulica

No caso da concha de madeira, esta manipulação ativa é obtida através de elementos hidráulicos instalados nos pontos de apoio da cobertura.

Esses elementos geram movimentos que compensam de maneira muito precisa as deformações e tensões dos materiais causadas pelo vento, chuva, neve ou outras cargas.

Sensores registram continuamente o estado de carga em vários pontos da estrutura, acionando automaticamente os movimentos para neutralizar as variações de carga, reduzindo assim as deformações e a tensão dos materiais.

Segundo os engenheiros, essa suspensão ativa para prédios poderá ser aplicada em muitas áreas da construção civil, como em coberturas de estádios, em edifícios de grande altura, em fachadas muito largas ou em pontes.

FONTE: Inovação Tecnológica

Afinal, por que existem várias engenharias?

Dentre as atribuições e atividades dos engenheiros estão relacionadas competências legais para realizar empreendimentos que visem ao aproveitamento e a utilização de recursos naturais para a concretização de inúmeras atividades. E elas são muitas.

Se considerarmos os possíveis campos de atuação da engenharia, logo percebemos que eles são por demais amplos para que uma só pessoa possa dominar, com excelência, a tecnologia, o embasamento científico específico, as técnicas de cálculo e as experiências vinculadas a todas as suas múltiplas atividades. Para termos uma ideia dessa complexidade, basta lembrar que econômicas e tantas outras fazem parte do trabalho dos engenheiros ou são afetadas diretamente por suas atividades. Tudo isso influencia, de uma forma ou de outra, o funcionamento da sociedade.

Não é difícil relacionar responsabilidades que caracterizam a abrangência da ação desse profissional. É competência dos engenheiros, por exemplo, projetar, executar, administrar, verificar, fiscalizar, pesquisar... Trabalhos tais como apresentados no quadro a seguir, onde estão relacionadas algumas implicações técnicas de cada empreendimento.


EMPREENDIMENTOS DE RESPONSABILIDADE LEGAL DOS ENGENHEIROS

• Meios de transporte e comunicação;
• Sistemas industriais e agropecuários;
• Edificações, serviços e equipamentos urbanos e rurais nos seus aspectos técnicos e artísticos;
• Instalações e meio de acesso a costas, cursos e massas de água e extensões terrestre.

Alguns trabalhos típicos de responsabilidade de equipes de engenheiros:

- HIDRELÉTRICA: Barragem, geração e distribuição de energia, painéis de controle, medição e deslocamento de terras, casa de máquinas.

- CONSTRUÇÃO CIVIL: Fundações, estrutura, materiais, planta baixa, arquitetura da edificação, movimentação de terra, canteiro de obras, mão-de-obra para a execução do empreendimento.

- PLANTA QUÍMICA: Reatores, sistema de distribuição dos produtos, vasos pressurizados, leiaute da planta, tanques de armazenamento, torre de fracionamento, processos químicos.

- VEICULO DE AUTOMOTOR: Sistemas de suspensão, direção e freio, motor, chassi, aerodinâmica, painel de instrumentos, equipamentos de segurança.

- AERONAVE COMERCIAL: Sistemas de navegação  e de propulsão, trem de pouso, estrutura, aproveitamento interno, eletrônica embarcada, aerodinâmica.

- AEROPORTO: Pista de pouso, torre de controle, hangar, prédio da administração, sistemas de segurança, vias de acesso, transporte de bagagens, sistemas de armazenamento e abastecimento de combustíveis.

É praticamente impossível que uma pessoa seja capaz de dominar todos esses assuntos numa profundidade tal que permita trabalhar com desenvoltura e competência em todos eles. Por isso existem as várias modalidades de engenharia. Especializando-se num determinando campo, um individuo pode dar conta de dominar adequadamente vários conhecimentos específico relativos a cada um deles, e assim poder desempenhar a contento as suas atividades.

Isso não significa que um especialista ficará restrito a trabalhos muito limitados, desconhecendo incapaz de compreender e discutir diversos outros assuntos. Para cada uma das áreas de engenharia - floresta, química, têxtil, inteira de dedicação de inúmeros profissionais.

BAZZO, Walter Antônio; PEREIRA, Luiz T. do Vale. Introdução à engenharia: conceitos, ferramentas e comportamento. Florianópolis: Ed.da UFSC, 2008.

Grafeno e a descoberta da capacidade de multiplicar a energia da luz.

Multiplicação das cargas

O otimismo da comunidade científica de que o grafeno vai proporcionar uma mudança de paradigma na tecnologia acentuou-se depois que a Comunidade Europeia decidiu investir mais de €$1 bilhão em pesquisas com o material maravilha.

E também nos laboratórios os experimentos estão revelando motivos cada vez maiores para entusiasmo.

Uma equipe internacional acaba de demonstrar que o grafeno é capaz de converter um único fóton em múltiplos elétrons, um fenômeno conhecido como multiplicação das cargas.

Isso torna o grafeno uma alternativa para a criação de uma nova geração de células solares de alto rendimento.

"Na maioria dos materiais, um fóton absorvido gera um elétron, mas no caso do grafeno vimos que um fóton absorvido é capaz de produzir muitos elétrons excitados e, portanto, gerar maiores sinais elétricos", explica Frank Koppens, do Instituto de Ciências Fotônicas, na Espanha, coordenador do grupo.

Esta característica torna o grafeno um elemento ideal para qualquer dispositivo que se baseia na conversão da luz em eletricidade.

Em particular, ela permitirá a construção de detectores de luz mais eficientes e células solares que potencialmente poderão aproveitar todo o espectro solar para gerar energia.

Em 2011, outra equipe demonstrou esse milagre da multiplicação dos elétrons, mas eles usaram pontos quânticos, que são fabricados usando metais pesados e tóxicos - o grafeno é carbono puro.

Grafeno solar

O experimento consistiu no envio de um número conhecido de fótons com energias diferentes (cores diferentes) para uma monocamada de grafeno.

"Verificamos que os fótons de alta energia (por exemplo, violeta) são convertidos em um número maior de elétrons excitados do que os fótons de baixa energia (por exemplo, infravermelho). A relação observada entre a energia do fóton e o número de elétrons excitados gerados mostra que o grafeno converte a luz em eletricidade com uma eficiência muito alta," disse Klaas-Jan Tielrooij, principal autor da descoberta.

Segundo o pesquisador, já havia especulações de que o grafeno pudesse servir para a construção de células solares, mas o estudo mostrou que o material cumpre essa função de forma muito mais eficiente do que o esperado.

Ainda há muitos problemas a resolver antes que se possa fabricar as primeiras células solares de grafeno, entre elas a baixa absorção do material - depois que absorveu um fóton, o grafeno gera muitos elétrons, mas o problema é que ele absorve poucos fótons, ainda que o faça em uma amplitude muito grande do espectro.

"Nosso próximo desafio será encontrar formas de extrair a corrente elétrica e aumentar a absorção do grafeno. Então seremos capazes de projetar dispositivos de grafeno que detectam a luz de forma mais eficiente e até mesmo células solares mais eficientes," anunciou o professor Koppens.

FONTE: INOVAÇÃO TECNOLÓGICA