VELAS DE IGNIÇÃO A LASER

 Engenheiros do Laboratório de Tecnologias em Energia, dos Estados Unidos, desenvolveram uma nova vela de ignição para uso em motores a combustão que utiliza um raio laser, em vez da tradicional faísca elétrica, para efetuar a queima do combustível.

Os engenheiros criaram também um sistema de distribuição do laser ao longo do motor que reduz a necessidade de altíssimos picos de potência do laser.

Isso permite o uso de fibras ópticos para enviar pulsos de laser de baixa energia até a vela de ignição.

Maior eficiência do motor

Neste sistema de ignição a laser, a vela pode tornar-se tanto um amplificador do laser recebido das fibras ópticas, quando de um oscilador a laser.

Segundo os pesquisadores, a vela de ignição a laser permite que os motores operem com taxas de compressão mais baixas e com menores proporções ar-combustível do que os motores tradicionais com velas elétricas.

A queima mais eficiente do combustível resulta em menores emissões de gases nitrogenados, os conhecidos NOx, extremamente danosos ao meio ambiente.

Motores a gás

Segundo os pesquisadores, ainda não há previsão de quando o sistema estará pronto para substituir as velas de ignição elétrica dos automóveis.

Segundo eles, o sistema está projetado para operar de forma ótima em motores alimentados por gás natural, utilizados principalmente para geração elétrica em indústrias e em termoelétricas.

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

SUSPENSÃO REGENERATIVA

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.

Uma equipe de estudantes do MIT, nos Estados Unidos, desenvolveu um amortecedor regenerativo, capaz de capturar a energia cinética gerada quando o carro passa por buracos ou saliências, transformando-a em eletricidade.

O sistema é semelhante ao sistema regenerativos dos freios, que captura a energia cinética durante as frenagens, podendo ser usado para carregar baterias que liberam posteriormente a energia nos momentos de arrancada e aceleração, diminuindo o consumo de combustível.

O projeto começou "porque nós queríamos descobrir onde se desperdiça energia em um veículo," explica o professor Zack Anderson, um dos coordenadores da pesquisa. Os veículos híbridos já possuem sistemas regenerativos de freios, de forma que os engenheiros tiveram que procurar em outros lugares.

A suspensão foi o candidato inicial e a escolha se comprovou correta. Os pesquisadores alugaram diversos tipos de carros e colocaram sensores em sua suspensão para determinar a energia potencial que poderia ser recuperada. Eles descobriram que, quanto mais pesado o veículo, maior é a energia desperdiçada na suspensão.

Amortecedor inteligente

O protótipo do amortecedor regenerativo usa um sistema hidráulico que força um fluido através de uma turbina conectada a um gerador. O equipamento é controlado por um sistema eletrônico ativo que, além de otimizar o amortecimento, oferecendo um desempenho melhor do que os amortecedores convencionais, gera eletricidade para recarregar as baterias ou operar outros dispositivos elétricos no veículo.

Os testes mostraram que um caminhão equipado com seis amortecedores regenerativos pode gerar 1 kW de potência em média em uma estrada asfaltada em boas condições - isto é suficiente para eliminar totalmente a necessidade do alternador.

Os pesquisadores já patentearam o invento e abriram uma empresa para comercializá-lo.

  CARROS INTELIGENTES EVITAM ACIDENTES

Dois carros estão para se cruzar em uma estrada quando, de repente, um animal entra lentamente na pista à frente de um deles. Na fração de segundo disponível para reagir, resta ao motorista conscientizar-se de que não há tempo para frear e que desviar poderá resultar em uma colisão fatal com o veículo que vem em sentido contrário. Um acidente, qualquer que seja ele, parece inevitável.

Carros inteligentes

Mas não por muito tempo, a depender do trabalho dos engenheiros do Instituto Fraunhofer, na Alemanha. Eles estão iniciando os testes de um sistema que permite que os carros coordenem seus movimentos sem a necessidade de ação dos motoristas.

Os carros formam uma rede informatizada através da comunicação sem fios carro a carro. Na iminência de um acidente, o sistema assume o controle dos carros envolvidos na situação, fazendo com que cada um tome ações para evitar o acidente e evitar colisões uns com os outros.

Na situação do nosso exemplo, um dos carros poderia frear enquanto o outro usa a sua pista para desviar-se do animal. Tudo feito em uma fração de segundo, antes que o motorista tivesse tempo para reagir.

Piloto automático de verdade

O software permite que os veículos sejam dirigidos de forma automática por curtos períodos de tempo. Para detectar os diversos tipos de riscos, eles são equipados com diversos tipos de sensores, incluindo GPS, radar e câmeras.

Os veículos formam grupos cooperativos assim que entram no raio de alcance da rede sem fios uns dos outros. Como seus destinos e velocidades variam, os grupos estão em constante mudança, alterando-se dinamicamente para sempre incorporar os veículos na mesma área e que possam envolver-se em situações perigosas, entre eles próprios ou pela ação de um terceiro que ameace a todos do grupo.

O software elege automaticamente um dos veículos como coordenador do grupo, capturando a situação de cada um dos outros, como direção, velocidade e distância.

Reconhecendo o perigo

Se um perigo surge inesperadamente, como um animal que entra na pista, o problema é reconhecido não apenas pelo carro afetado diretamente pela situação, mas também pelo coordenador do grupo.

Se o carro em questão não pode nem frear e nem desviar porque há um outro carro nas proximidades, o coordenador do grupo toma as ações necessárias na ordem adequada para livrar a todos o acidente.

O sistema ainda está em fase de desenvolvimento. A formação dos grupos e a "eleição" do coordenador são estão totalmente funcionais. Agora os engenheiros estão aprimorando a capacidade do sistema em reconhecer situações que são de fato perigosas.

SISTEMA DE TRANSMISSÃO HIDRAULICO

Saem câmbio, eixos cardã e outros sistemas de transmissão. Em seu lugar, entram sistemas hidráulicos, que levam a força do motor até as rodas por meio de fluidos sob pressão.

O sistema, batizado de SHH (Series Hydraulic Hybrid), promete uma economia de combustível inalcançável com os sistemas de transmissão dos carros atuais, aliada aos consequentes ganhos ambientais com o menor consumo de petróleo.

O sistema SHH utiliza bombas hidráulicas e tanques de armazenamento hidráulicos para capturar e armazenar energia, de forma similar ao que as baterias fazem em um carro elétrico.

A empresa Eaton, fabricante do sistema, anunciou que cinco veículos de testes com o novo sistema de transmissão hidráulica serão colocados para rodar no final de 2009 e início de 2010. A empresa de distribuição de encomendas UPS já se candidatou para testar dois deles.

Como a maioria dos sistemas incorporados aos veículos mais modernos, o novo sistema de transmissão é do tipo "inteligente," repleto de eletrônica embarcada e de programas de computador especializados em seu funcionamento. A modelagem do sistema e o desenvolvimento das rotinas de controle do SHH está sendo feito em parceria com a IBM.

A transmissão híbrida hidráulica aumenta a economia de combustível de três formas: um sistema regenerativo captura a energia despendida pelos freios e a acumula nos tanques de pressão para uso posterior; o motor opera de forma mais eficiente, com menor necessidade de variação de rotação; e, além disso, o motor pode ser desligado automaticamente quando o veículo está parado ou quando ele está desacelerando;

Os testes iniciais demonstram um aumento de 50% na eficiência do combustível nos veículos equipados com o sistema de transmissão hidráulica, além de uma redução de um terço na emissão de CO2.

  QUEBRA MOLAS INTELIGENTE

Uma nova tecnologia pode transformar os tradicionais quebra-molas, de "quebradores de molas" em sistemas de diagnóstico da suspensão dos automóveis que passam por eles.

"Nosso objetivo é economizar tempo e custos de manutenção e, mais importante, reduzir os tempos de parada detectando os problemas antes que eles causem falhas definitivas que levem o veículo a ficar fora de operação," diz o engenheiro Douglas Adams, que está desenvolvendo o quebra-molas high-tech juntamente com sua orientanda Tiffany DiPetta.

O quebra-molas inteligente é equipado com sensores chamados acelerômetros triaxiais. O sistema mede as vibrações criadas pelas forças que os pneus dos veículos exercem sobre o quebra-molas.

Um programa de computador coleta e analisa os dados, detectando defeitos nos pneus (inclusive falta de pressão) e nas rodas, nos rolamentos e nos componentes da suspensão.

Para isso, os pesquisadores tiveram que desenvolver um modelo teórico que descreve o funcionamento da suspensão dos veículos e de seus diversos componentes. Qualquer variação detectada pelos sensores em relação aos dados previstos no modelo indica um problema potencial necessitando conserto.

"Nosso modelo simulado nos mostrou que nós podemos usar o sistema para detectar danos aos componentes do veículo de forma confiável, e nossos experimentos com veículos reais validaram o modelo," diz Adams.

O quebra-molas inteligente é capaz de detectar uma variação de apenas 5% na dureza da suspensão. Uma mola de suspensão danificada foi detectada mesmo quando os pesquisadores variaram largamente a pressão dos pneus na tentativa de enganar o sistema.

Segundo o engenheiro, o quebra-molas poderá ser utilizado em oficinas e em empresas que possuam frotas de automóveis, oferecendo um diagnóstico preciso e imediato do trabalho que precisa ser feito pelos mecânicos.

Segundo os pesquisadores, quando entrar em fabricação industrial, o novo quebra-molas inteligente poderá chegar ao mercado custando cerca de US$1.500,00. Ainda não há previsão para sua comercialização.

                     PAINEL 3D

Pesquisadores alemães desenvolveram um novo tipo de painel para automóveis que funciona como uma tela 3D, mostrando velocidade, rotação do motor e todas as demais informações úteis para o motorista na forma de imagens em três dimensões.

Funcionalidade e beleza

Além da funcionalidade, o painel 3D pode ser livremente configurado pelo motorista, adaptando-o às suas necessidades e selecionando a estética que mais o agrade. Cada configuração pode ser salva e recuperada posteriormente.

Quando o carro está desligado, o painel tridimensional fica totalmente negro, como uma tela comum. Ao ser acionado, ele pode mostrar os instrumentos normais já presentes nos painéis tradicionais, aplicativos para seleção das músicas no aparelho de som e até notícias sobre o trânsito.

Navegação por GPS 3D

O sistema de mensagens embutido no painel 3D emite também alertas sobre a hora de reabastecer, baixo nível de calibragem dos pneus, imagens de uma câmera instalada na traseira do carro, auxiliando nas manobras e no estacionamento, assim como qualquer outra funcionalidade que cada carro possa vir a ter.

Ao ser integrado com um sistema de navegação por GPS, é possível acompanhar o trajeto no painel olhando para modelos tridimensionais da cidade, tornando ainda mais fácil chegar rapidamente ao destino.

"As informações mais importantes para o motorista num dado momento são mostradas em primeiro plano - pode ser a pressão do ar, a rota de navegação ou o título da música que está sendo tocada," explica o Dr. René de la Barré, do Instituto Fraunhofer de Telecomunicações.

Imagens 3D em tempo real

A sensação de profundidade das imagens é criada com a ajuda de duas câmeras instaladas no interior do carro, que medem a posição dos olhos do motorista e a distância entre eles, tudo em tempo real.

Com isto, as duas imagens superpostas que geram o efeito 3D na tela são adaptadas individualmente para cada motorista.

O monitoramento em tempo real garante que ele estará vendo as imagens tridimensionais de qualquer ângulo, evitando a perda de foco com o balanço normal da cabeça gerado pela movimentação do carro.