Aplicações da Supercondutividade - O skate voador da Lexus

quinta-feira, 2 de outubro de 2014

Maglev-Cobra é aprovado por especialistas




        Em visita técnica ao trem de levitação magnética da Coppe, o Maglev-Cobra, no dia 1º de outubro, especialistas de mais diversos países acompanharam o início da fase de testes da linha experimental aplicada, na Cidade Universitária do Rio de Janeiro. A visita fez parte da programação final da 22ª Conferência Internacional sobre Sistemas de Levitação Magnética e Motores Lineares – Maglev 2014.
“O início da fase de testes do Maglev-Cobra representa uma ruptura de barreira tecnológica para o Brasil. Esta nova etapa tornará esse projeto, que é adequado para o transporte urbano de passageiros, mais visível para a sociedade. O próximo passo será buscar parceiros para que o projeto entre em operação comercial”, afirmou o professor Luiz Pinguelli Rosa, diretor da Coppe/UFRJ.
De acordo com o coordenador do Maglev-Cobra, um dos próximos passos é a realização de testes em linhas maiores. “O Plano Diretor da UFRJ para a Cidade Universitária prevê a implantação de uma linha do Maglev Cobra ligando a estação do BRT da Ilha do Fundão até o Parque Tecnológico da UFRJ”, explicou Richard Stephan, que coordena o Laboratório de Aplicações de Supercondutores (Lasup) da Coppe.


Confira abaixo a opinião dos especialistas que levitaram no Maglev-Cobra



Um dos primeiros conferencistas a embarcar no trem de levitação magnética da Coppe, Kenji Lars Giler, pesquisador da Universidade de Munique, aprovou a operação. “O design é muito dinâmico e o arranque é suave. Achei bem silencioso”, disse.



O consultor norte-americano, Laurence Blow, que abriu o congresso apresentando os projetos de tecnologia maglev ainda não implantados nos Estados Unidos, ressaltou a importância dos testes em protótipos. “A aplicação da tecnologia é muito importante para a confiabilidade do sistema. Com os testes podemos avaliar funções que precisam funcionar conjuntamente: levitação, condução e propulsão. Para tornar um sistema confiável é necessário repetir centenas e centenas de vezes. Essa é a maneira perfeita de fazer isso”, explicou Blow, presidente do Maglev Transport Inc, Arlington, EUA.
Para o professor da Universidade de Leipzig, Alemanha, o Maglev-Cobra precisa agora de investimento para ser instalado nas ruas, beneficiando os cidadãos. “O que o professor Richard fez é muito bom, com grande perspectiva para o futuro. Agora é necessário levar os benefícios dessa tecnologia para a população”, opinou Johannes Klühspies, que também é presidente da International Maglevboard, uma instituição sem fins lucrativos que promove a Tecnologia Maglev.


Berlin será a sede do próximo Congresso

Durante a cerimônia de encerramento, no dia 30 de setembro, no Hotel Windsor, o professor Richard Stephan agradeceu aos patrocinadores e convocou à mesa o professor do Departamento de Energia Avançada, da Universidade de Tóquio, Hiroyuki Ohsaki, em substituição ao presidente do comitê organizador, Eisuke Masada, para receber, eu seu nome, a homenagem por sua contínua contribuição para o desenvolvimento da tecnologia Maglev.
Ohsaki aproveitou a oportunidade para anunciar que a sede da próxima conferência será em Berlin, na Alemanha, em 2016 ou 2017.




Coppe inicia testes do Maglev-Cobra




        A Coppe/UFRJ iniciou, hoje, 1º de outubro, a fase de testes operacionais do trem de levitação magnética, o Maglev-Cobra. A primeira viagem do veículo aconteceu na manhã desta quarta-feira, durante visita técnica de cerca de 60 pesquisadores de vários países à linha de testes do trem de levitação magnética da Coppe, na Cidade Universitária. A visita fez parte da programação da 22ª Conferência Internacional sobre Sistemas de Levitação Magnética e Motores Lineares – Maglev 2014, realizada de 28 de setembro a 1º de outubro, no Rio de Janeiro, que reuniu os maiores especialistas em levitação magnética do mundo. Os testes se estenderão até 2015, quando o veículo será inaugurado, e passará a transportar alunos, professores, funcionários e visitantes do campus.


        A data de hoje tem um enorme significado para a Coppe/UFRJ e para a pesquisa no Brasil. Ao levitar e percorrer pela primeira vez a linha experimental de 200 metros que liga o Centro de Tecnologia 1 (CT 1) ao Centro de Tecnologia 2 (CT 2) da UFRJ, o Maglev-Cobra inseriu o Brasil no pequeno grupo formado pelos países detentores das tecnologias de levitação magnética até o momento: Alemanha, China, Japão e EUA.
        O Maglev-Cobra é o primeiro veículo no mundo a transportar passageiros utilizando a tecnologia de levitação magnética por supercondutividade. A Alemanha e a China também já fazem experiências com essa mesma tecnologia, mas os seus projetos ainda se encontram em fase de testes em laboratório. Ainda não foram implantadas linhas de teste.
Alemanha, China e Japão já aplicam a levitação magnética ao transporte. No Japão e na China, que utiliza o processo desenvolvido na Alemanha, as tecnologias de levitação magnética adotadas são a eletromagnética e a eletrodinâmica. Os Estados Unidos possuem alguns projetos, mas ainda não implantaram linhas de teste.
“O início da fase de testes do Maglev-Cobra representa uma ruptura de barreira tecnológica para o Brasil. A nova etapa tornará mais visível para a sociedade esse projeto voltado para o transporte urbano de passageiros. O próximo passo será buscar financiadores e parceiros para que o projeto entre em operação comercial”, afirmou o professor Luiz Pinguelli Rosa, diretor da Coppe/UFRJ.
A expectativa é que aconteça no Brasil o mesmo que ocorreu no Japão, onde a linha de testes de Yamanashi, criada em 1997, com 18,4 km, foi remodelada e ampliada para 42,8 km em 2013. Até 2011, foram percorridos 874 mil quilômetros em testes. Ontem, durante sua palestra na 22ª Conferência Internacional Maglev, o professor da Universidade de Tóquio, Hiroyuki Ohsaki, informou ontem que a ligação comercial por trem Maglev entre Tóquio e Nagoya deverá ser inaugurada em 2027. Uma outra linha, entre Tóquio e Osaka, deverá começar a operar até 2045.
“Estou me sentindo como um pai no dia do nascimento do filho”, afirmou o coordenador do projeto do Maglev-Cobra, Richard Magdalena Stephan, professor da Coppe/UFRJ. “Agora é educar essa criança. O trabalho está apenas começando”, disse Stephan referindo-se ao início da fase de testes na linha de demonstração, durante a qual o projeto receberá os ajustes necessários.

Visita técnica inicia fase de testes do veículo

        O primeiro dia de testes do Maglev-Cobra na linha experimental na Cidade Universitária foi acompanhado de perto por cerca de 60 pesquisadores do Brasil e do exterior. Entre eles estavam alguns dos maiores especialistas do mundo em levitação magnética, como o professor da Universidade de Tóquio, Hiroyuki Ohsaki, autor de importantes estudos sobre supercondutividade, sistemas de acionamento linear e magnético; o vice-diretor do National MagLev Transportation Development da China, Lin Guobin, responsável pelo projeto do trem Maglev de Shanghai; o consultor americano, Laurence Blow, que desenvolve estudos para aplicação da tecnologia de levitação magnética em trens de alta velocidade e para transporte urbano; e o pesquisador Rüdiger Appunn, do Institute of Electrical Machines (IEM) da Alemanha, que iniciou estudos para aplicação da levitação magnética na propulsão de elvadores.
Ao final da fase de testes, o Maglev-Cobra será certificado por uma instituição técnica, que avaliará o desempenho do veículo de levitação em quesitos como estabilidade, propulsão, velocidade, aceleração e frenagem. Após receber o aval do órgão ou empresa certificadora, o Maglev-Cobra estará apto para entrar em fase de industrialização e poderá ser implantado em trajetos mais longos.


De acordo com o professor Richard Stephan (foto acima), um dos próximos passos é a realização de testes em linhas maiores. “O Plano Diretor da UFRJ para a Cidade Universitária prevê a implantação de uma linha do Maglev-Cobra ligando a estação do BRT da Ilha do Fundão até o Parque Tecnológico da UFRJ”, explicou Richard Stephan, que coordena o Laboratório de Aplicações de Supercondutores (Lasup) da Coppe.
O projeto da Coppe já começa a fase de testes operacionais no nível 7 de uma escala de evolução tecnológica utilizada pela Nasa, que vai até 9. “Ao atingir a etapa seguinte, o projeto estará pronto para a industrialização”, adianta Richard Stephan. Segundo o professor da Coppe, na etapa atual de desenvolvimento o Maglev será conduzido por um piloto. Os pesquisadores do Lasup, no entanto, já estão trabalhando para que a próxima versão do trem circule de forma automática, sem a presença de um condutor.



domingo, 28 de setembro de 2014

Matéria de Vórtices em Supercondutores









Excelente seminário do professor Clécio Clemente do Departamento de Física da UFPE. São apresentados conceitos básicos da supercondutividade, da dinâmica de vórtices e resultados de pesquisa desenvolvida sobre a matéria de vórtices.
        Para mais informações sobre o professor Clécio Clemente, acesse: http://www.ufpe.br/df/index.php?option=com_content&view=article&id=295%3Aclecio-clemente-de-souza-silva&catid=31&Itemid=220




quarta-feira, 24 de setembro de 2014

Trem flutuante entra em fase de testes operacionais no próximo dia 1º


PAULO MAURÍCIO COSTA

Rio - O primeiro trem de levitação magnética fabricado no país, o Maglev-Cobra, desenvolvimento pela Coppe, da UFRJ, começará a fase de testes operacionais no próximo dia 1º. Um time de pesquisadores estrangeiros chegará ao Rio no próximo domingo para participar de uma conferência e conhecer o veículo flutuante no trajeto em que ele vai funcionar, os 200 metros compreendidos entre dois centros tecnológicos da Cidade Universitária, na Ilha do Fundão.


O protótipo do veículo da Coppe que se move sem tocar nos trilhos. Foto:  Divulgação

A composição de quatro módulos (1,5 metro cada um), movido a energia elétrica, não emite dióxido de carbono nem quaisquer ruídos e terá capacidade para 30 passageiros — em princípio, os frequentadores do campus universitário. O projeto contempla ainda a instalação de painéis de energia solar capazes de gerar energia suficiente para alimentar o veículo. Durante a primeira etapa de testes e ajustes da máquina, a velocidade do trem será limitada a 20 quilômetros por hora (km/h). Entretanto, segundo os pesquisadores, o veículo poderá alcançar mais de 100 km/h, dependendo da via.
Além dos benefícios ambientais, a tecnologia de flutuação magnética tem vantagens econômicas. Um quilômetro de construção de um trilho do trem de levitação magnética custará um terço do valor necessário para cada quilômetro construído de metrô. Hoje, um quilômetro de metrô subterrâneo custa de R$ 300 a R$ 400 milhões, segundo o professor da PUC Fernando MacDowell, especialista em sistemas metroviários. As obras das estações na Cidade Universitária começaram em abril do ano passado.
Desenvolvido no Laboratório de Aplicações de Supercondutores (Lasup) da Coppe, sob a coordenação do professor Richard Stephan, o Maglev será finalizado em 2015, segundo a instituição. O Maglev-Cobra, de acordo com Stephan, está hoje no nível sete de uma escala de evolução tecnológica até dez utilizada pela Nasa, a Agência Espacial dos Estados Unidos. “Ao atingir a etapa seguinte, o projeto estará pronto para a industrialização”, afirmou Stephan.
O teste do maglev brasileiro, com os especialistas a bordo, vai fechar a 22ª Conferência Internacional sobre Sistemas de Levitação Magnética. Entre os participantes estão Lin Guobin, responsável pelo projeto do maglev chinês, e Kay Hameyer, diretor do Instituto de Máquinas Elétricas da Alemanha. Segundo a Coppe, chineses e alemães compartilham com o Brasil a liderança das pesquisas sobre a levitação magnética aplicada à mobilidade urbana.




domingo, 21 de setembro de 2014

O primeiro metamaterial supercondutor




Metamateriais são materiais que não ocorrem espontaneamente na natureza. O exemplo mais comum é o índice de refração negativo: na natureza, cada material conhecido tem um índice de refração positivo (sempre desvia a luz de uma determinada forma) - enquanto metamateriais pode curvar a luz na direção oposta.
Estes materiais têm levado a algumas aplicações interessantes, como mantos de invisibilidade. Agora, pesquisadores da Universidade de Baltimore, da Universidade de Maryland e do Laboratório de Pesquisa Naval fizeram a mesma coisa com supercondutores: elevaram sua temperatura crítica. Esta abordagem empírica, deliberada é muito diferente da pesquisa de costume, que é principalmente superou em conjecturas educado. [Experimental demonstration of superconducting critical temperature increase in electromagnetic metamaterials].
        Em teoria, este é um passo muito grande para a criação de um dos materiais mais poderosos, valiosos e indescritíveis do mundo: um supercondutor à temperatura ambiente. Enquanto supercondutores são usados extensivamente em ciência e medicina, o fato de que eles precisam ser mantidos em temperaturas criogênicas (abaixo -150C) os tornam muito caros e complicados. Muito trabalho está sendo feito na chamada “supercondutividade de alta temperatura”, mas o melhor valor obtido gira em torno de -140 ºC para o HgBa2Ca2Cu3Ox (HBCCO).
Na prática, os pesquisadores ainda têm um longo caminho a percorrer: sua abordagem com metamaterial foi capaz de elevar a temperatura crítica de estanho de 0,15 Kelvin. Ainda assim, no campo da mecânica quântica, onde quase nada se sabe sobre por que ou como existe supercondutividade, é uma grande notícia. Sabe-se muito pouco sobre supercondutores de alta temperatura - nós pensamos que as “camadas” destes compostos complexos agem como o equivalente de elétrons de guias de onda ópticos, conduzindo os elétrons através do material com resistência zero. Esta nova pesquisa pode nos ajudar a compreender estes supercondutores de alta temperatura um pouco melhor, e talvez também para ajustá-los para mover a temperatura crítica cada vez mais próxima à temperatura ambiente.
        Se nós somos capazes de controlar supercondutores - e há todas as razões para acreditar que podemos - então podemos esperar mudanças em muitas facetas da vida. Supercondutores em linhas de energia poderiam economizar bilhões de dólares em perdas de transmissão - ou permitir a construção de super  redes. Poderíamos substituir todo o sistema de transporte com os trens maglev super-rápidos... e isso é só o começo!




Levitando sapos: uma defesa da ciência das sextas-feiras à noite





Alvaro Bianchi (Este artigo foi escrito durante sextas-feiras à noite)


http://www.ru.nl/hfml/research/levitation/diamagnetic/




O conhecido Ig Nobel Prize é um evento sério. Em 2013 cientistas chineses foram premiados por um estudo sobre os efeitos da audição de óperas em ratos submetidos a transplante de coração (UCHIYAMA et al., 2012); franceses e americanos por terem comprovado experimentalmente que homens bêbados acreditam que são atraentes (BÈGUE et al., 2012); uma equipe italiana por descobrir que pessoas podem correr sobre a superfície de um lago, se as pessoas e o lago estiverem na lua (MINETTI et al., 2012); e cientistas tailandeses por desenvolverem técnicas para o tratamento de casos de pênis amputados, as quais eram altamente recomendadas, exceto nos casos nos quais o pênis tivesse sido parcialmente comido por um pato (BHANGANADA et al., 1983). O que estas pesquisas tem em comum é o fato de terem sido publicadas em algumas das mais importantes revistas acadêmicas do mundo.
Para os cientistas o Ig Nobel Prize é uma oportunidade imperdível para exercerem a autorreflexão necessária para a produção do conhecimento. Sua revista Annals of Improbable Research sumariza investigações das mais inusitadas, muitas vezes promovidas por importantes centros de pesquisa; a cerimônia de premiação atrai cientistas consagrados ao Sanders Theatre da Harvard University; e ela é transmitida ao vivo pela National Public Radio. O prêmio é entregue por ganhadores do Nobel e os vencedores expõem os resultados de suas pesquisa no prestigiado MIT. Os que não conseguem reconhecimento devido a suas descobertas científicas ainda tem a chance, como Albert Einstein, de fazer parte da galeria The Luxuriant Flowing Hair Club for Scientists (LFHCfS), do qual fazem parte cientistas que tem ou acreditam ter  “uma luxuriante cabeleira”.
        Quem pensa que o Ig Nobel não é sério precisa mudar seu jeito de ver a ciência. Em 2000, Andre Geim e Sir Michael Berry, arrebataram o Prêmio Ig Nobel de Física com uma inusitada pesquisa a respeito da levitação de sapos utilizando magnetos, fato que lhes deu notoriedade. O feito foi anunciado na revista European Journal of Physics, de 1997 e explicado pra um público mais amplo na Physics Today de 1998, na qual era demonstrada a levitação sapos, insetos e de uma bolha d`água.
        Mas por que sapos e não objetos mais “científicos” como grafite, tubos plásticos ou mesmo um lápis? Segundo o Nijmegen High Field Magnet Laboratory, os sapos foram escolhidos para “chamar a atenção de um público mais amplo e na esperança de que pesquisadores de várias disciplinas, e não apenas físicos, nunca esqueça essa força frequentemente negligenciadas e as oportunidades que ela oferece.” E, é claro, para que os estudantes dos fenômenos magnéticos “não fiquem tão entediados”.
        Além de brincar de mágico e chocar a audiência acadêmica com seu humor, Geim investigou o grafeno bidimensional, um componente extremamente flexível, forte, leve e quase transparente. Cientistas consideram esse material a chave para uma nova geração de supercondutores. O grafeno é composto por uma única camada de átomos de carbono compactados em uma grade de duas dimensões. Geim e seu colega Novoselov obtiveram o grafeno de modo inesperado, quando analisaram as partículas que ficavam presas a uma fita adesiva que utilizavam para limpar a superfície de um bloco de grafite. Suas pesquisas com esse a material tornaram o levitador de sapos o vencedor do prêmio Nobel de 2010.
        Em sua lecture por ocasião do recebimento do prêmio Nobel, Geim também narrou a descoberta da “fita lagartixa”. Lendo um artigo sobre as lagartixas, o físico descobriu que a aderência de suas patas às paredes era decorrente dos milhões de pequenos pelos que estas possuíam nos dedos. Cada pelo prendia-se à superfície oposta com uma diminuta força de van der Waals.[1] Milhões desses pequenos pelos, reunidos na ponta dos dedos das lagartixas eram capazes de criar uma força de atração impressionante. Geim usou esse princípio para criar uma fita que simulava as patas peludas da lagartixa. Embora tivessem conseguido produzir a fita e ela se comportasse da mesma maneira que as patas do pequeno réptil ela rapidamente perdia suas propriedades e a aderência desejada.
        Sapos, grafeno e lagartixas são áreas de pesquisa independentes para Geim. Mas elas foram desenvolvidas a partir de uma prática científica comum, que o próprio físico denomina de Friday Night experiments. Trata-se de investigações realizadas à margem da área principal de especialização e de trabalho que podem levar a “resultados interessantes, mesmo que partindo de ideias extremamente básicas” (GEIM, 2010, p. 75). Contabilizando seus Friday Nights experiments, Geim listou quase duas dúzias deles. A maioria fracassou, mas a levitação de sapos, o grafeno e a “fita lagartixa” constituíram três estrondosos sucessos e conduziram seu autor ao topo da física contemporânea, ao Ig Nobel e, por fim, ao cobiçado Nobel de Física. Uma vida acadêmica extremamente produtiva, com uma taxa de sucesso superior a 10% e ao mesmo tempo divertida e estimulante nasceu nas ociosas noites de sexta-feira.

Ciência crítica e imaginação

O que faz das noites de sexta-feira mais criativas para a atividade científica? Fundamentalmente a ausência de pressões externas e a livre associação de ideias. Sem muitas contas a prestar, relatórios a redigir, papers a escrever e formulários a preencher, o cientista pode se concentrar naquilo que realmente gosta de fazer: ciência. Afastado voluntariamente de sua área de especialização ele toma distância dos procedimentos canônicos, dos experimentos rotineiros, da bibliografia básica e arrisca-se a pensar fora dos padrões previamente estabelecidos, atirando-se em direção ao desconhecido ou, simplesmente, brincar com sapos, fitas adesivas e lagartixas.
        A sexta-feira permite fugir daquilo que Thomas Kuhn chamou de “ciência normal”, aquela atividade científica baseada em um paradigma solidamente estabelecido e cuja maior preocupação é mostrar pela enésima vez sua consistência ou descobrir novas e rentáveis aplicações para aquilo que já é conhecido. Permite, também, afastar-se da ciência guiada por uma razão instrumental, a qual só reconhece como legítimo o conhecimento que se converte em um meio para a obtenção de fins.
        A razão instrumental está marcada pela capacidade de calcular probabilidades e desta forma decidir a respeito dos meios que devem ser utilizados par atingir um fim determinado. Mas essa razão diz pouco sobre os fins em si. Tanto faz se eles são racionais ou irracionais, justos ou injustos. Nessa perspectiva os fins estão isentos de toda justificativa moral. Onde estaria, então, a fonte de legitimidade dos fins? No capitalismo contemporâneo a razão instrumental encontraria sua legitimidade no mercado, no Estado ou em uma combinação de ambos. A mão invisível de Adam Smith e o Leviatã de Hobbes são as forças sociais que selecionam perdedores e ganhadores, fins legítimos e ilegítimos.  Acumulação de riqueza e poder. Estes são os fins últimos. É apenas como força produtiva de riqueza e poder, ou seja, como técnica, que a ciência encontraria sua legitimidade.
        Um caminho diferente para a ciência é aquele apontado pela razão crítica, a qual se apoia na ideia de que os fins podem ser racionais por si mesmos e portanto legítimos. Para a razão crítica, mercado e o Estado não são reconhecidos como os tribunais exclusivos da legitimidade do conhecimento. Este é legítimo devido a suas qualidades intrínsecas e independentemente de qualquer ganho ou lucro que se possa auferir no presente ou no futuro.
        O senso comum contemporâneo professa uma razão instrumental e manifesta estranheza perante a razão crítica. Para este, a ciência e o conhecimento deveriam ter efeitos práticos imediatos, caso contrário não se justificaria tanto esforço. O senso comum vê a ciência e os cientistas com um misto de temor perante o desconhecido e desprezo pelo que não pode compreender. Mas esse senso comum não está muito longe das orientações das agências de fomento. Elas tem claramente apontado a direção, com editais específicos que estimulam o desenvolvimento de novas tecnologias aplicadas à solução de problemas práticos. A Plataforma Lattes incorporou essa orientação há muitos anos, incluindo um formulário sobre o “campo de aplicação” de pesquisas e artigos científicos.
        O que essa orientação instrumental elimina é a ciência das sextas-feiras. Para o senso comum e a burocracia acadêmica, essa é uma medida importante para acabar com o desperdício de energias e recursos. Mas é também uma barreira à imaginação científica e ao desenvolvimento da ciência crítica. Sem os experimentos de sexta-feira, ou seja, sem a livre imaginação científica, não é possível ir muito longe. Se o objetivo for aplicar um conhecimento criado alhures, tudo bem. Mas se a intenção for criar um novo conhecimento científico e revolucionar um campo de conhecimento, então é preciso romper as amarras burocráticas e ousar.

Referências bibliográficas









[1] Forças de van der Waals são todas aquelas forças que não são decorrência de ligações covalentes entre moléculas ou da interação eletroestática de íons (IUPAC, 2014, p. 1588).



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