Poderia a supercondutividade,
o Santo Graal da engenharia
elétrica, formar uma base para
automação industrial? A fábrica do futuro pode ser sem atrito com levitação
magnética em seu interior.
A empresa de automação Festo desenvolveu um conceito para a fabricação
com supercondutores que sugere o impossível: ausência
de atrito, movimento de alta precisão
sem unidades complexas e feedback dos sistemas de controle.
Materiais supercondutores
podem “congelar” o
campo de um ímã permanente
nas proximidades e mantê-lo em suspensão a uma distância fixa. O intervalo de ar estável
produzido permite o movimento sem contato de objetos, sem perdas por atrito e sem a necessidade de
mecanismos de controle tradicionais.
Imagine uma fábrica de
semicondutores que mantém um
ambiente hermeticamente isolado.
Se a fábrica
for capaz de movimentar os vários componentes de todo o conjunto, sem os
passos típicos de manipuladores remotos, todo
o processo pode ser automatizado.
O vídeo de demonstração da
Festo mostra o movimento de um objeto levitando em
todas as direções. Também mostra
a manipulação do próprio elemento supercondutor: o criostato com o material
supercondutor é transferido de um sistema de eixo elétrico para outro.
O vídeo mostra a
facilidade com que os objetos podem
ser movidos dentro de um espaço hermeticamente
fechado. Operações com semicondutores
dentro de câmaras a vácuo podem ser uma aplicação natural, assim
como outras indústrias com ambientes nucleares,
produtos farmacêuticos etc.
Supercondutores prometem liberdade de movimento, com controle
Ferramentas livres flutuantes
operando dentro de ambientes hermeticamente fechados resolvem muitos problemas, mas o controle é
sempre um problema. Outro conceito da Festo
demonstra o movimento livre de colisões de sistemas
autônomos em uma área fechada, exatamente
a solução do problema de controle para
elementos de automação livre flutuando
em ambientes hermeticamente fechados.
Oito esferas brancas voam em todas as direções acima das cabeças dos espectadores,
antes que os movimentos aleatórios evoluam
para uma forma organizada.
De repente, uma das esferas se destaca e os outros seguem-na
como pérolas em um colar. A linha perfeita se
transforma em uma curva senoidal
no ar até as esferas formarem um círculo, parte de uma coreografia elaborada exibida
pelo conceito eMotionSpheres.
Coordenação entre compenentes voadores
Coordenação entre compenentes voadores
O vídeo mostra como
objetos podem ser coordenados sem
colidir em um espaço
tridimensional. Dez câmeras
instaladas na sala monitoram as
esferas através de seus marcadores de infravermelhos (LEDs) e transmitem os dados da posição para um computador central.
As ações calculadas são enviadas de volta para os objetos e são executadas localmente. No computador existem caminhos pré-programados, que especificam as rotas de voo das esferas quando voam em formação. Graças aos padrões de comportamento adicionalmente armazenados, as esferas podem se mover autonomamente pelo espaço.
Aplicações ilimitadas sem as restrições da gravidade
A aplicação no mundo real
dos conceitos desenvolvidos pela Festo vai exigir vários avanços tecnológicos. Para aplicações de produção em larga escala,
por exemplo, o sistema de propulsão terá
de transportar uma carga útil
e manter a precisão de posicionamento
e repetibilidade apesar de massas inerciais várias vezes o peso dos próprios robôs.
O aspecto da levitação
magnética também é limitado por
limites na tecnologia atual dos
supercondutores. O objetivo é a
supercondutividade em temperatura ambiente, e, apesar de ser possível aproveitar o fenômeno usando
refrigerantes comercialmente disponíveis
como o nitrogênio líquido, o estado
da arte está longe da produção em escala
comercial. Quando a supercondutividade
em temperatura ambiente for obtida,
a tecnologia de controle já estará implementada.
Fábricas com enxames de
pequenos robôs que voam em um ballet autônomo,
montando e transportando peças em três
dimensões é uma possibilidade real. O calendário será provavelmente em décadas, mas não em séculos.
