Madeira metálica

Madeira metálica é forte como titânio e flutua na água

Amostra da madeira metálica, forte, leve e flexível, e detalhe de sua estrutura microscópica. [Imagem: University of Pennsylvania]

Sim, já existe uma madeira mais dura que o aço e o titânio, mas James Pikul, da Universidade da Pensilvânia, nos EUA, queria inverter a equação.

Assim, ao invés de fabricar uma madeira que se parece com metal, ele fabricou um metal que se parece com madeira.

O resultado é igualmente promissor em termos de versatilidade e de aplicações práticas: uma folha de níquel com poros em nanoescala que tornam o material tão forte quanto o titânio, mas de quatro a cinco vezes mais leve.

Embora seja largamente usado na indústria aeroespacial e em materiais esportivos, as propriedades do titânio dependem da maneira como os átomos do metal são empilhados. Na prática, defeitos aleatórios que surgem no processo de fabricação significam que o metal atinge apenas uma fração da força que poderia teoricamente ter – o titânio é tão forte quanto o aço, mas cerca de duas vezes mais leve.

Trabalhando na escala dos átomos individuais, portanto, é possível construir novos materiais com proporções de força-peso ainda melhores. Um bloco de titânio no qual cada átomo estivesse perfeitamente alinhado com seus vizinhos seria dez vezes mais forte do que o que pode ser produzido atualmente.

Metal celular

Foi nisso que Pikul se inspirou, projetando estruturas porosas em nanoescala. O espaço vazio dos poros e o processo de automontagem com que são feitos tornam o metal poroso semelhante a um material natural – a madeira – e ganhe muito em força e leveza.

“A razão pela qual chamamos [este material] de madeira metálica não é apenas sua densidade, que é mais ou menos a mesma da madeira, mas sua natureza celular,” detalha Pikul. “Os materiais celulares são porosos; se você olhar para os grânulos da madeira, você verá partes que são grossas e densas e feitas para sustentar a estrutura, e partes que são porosas e feitas para suportar funções biológicas, como o transporte entre as células.”

A madeira metálica tem essa mesma estrutura, com áreas grossas e densas, com barras metálicas resistentes, e áreas porosas com lacunas de ar. As barras de suporte têm apenas 10 nanômetros de largura, o que equivale a cerca de 100 átomos de níquel, algo que não se pode ainda obter com impressoras 3D, por exemplo, que tipicamente imprimem com resolução na faixa das centenas de nanômetros.

Outra grande vantagem é que a madeira metálica se compara ao titânio, mas é feita de níquel, um metal bem mais barato.

Madeira metálica é forte como titânio e flutua na água

A técnica de fabricação usa uma estrutura sacrificial de esferas de plástico, removidas no final com um solvente. [Imagem: University of Pennsylvania]

 

Fabricação da madeira metálica

O método desenvolvido por Pikul começa com minúsculas esferas de plástico, com algumas centenas de nanômetros de diâmetro, suspensas em água. Quando a água é lentamente evaporada, as esferas se assentam e ficam empilhadas como laranjas em uma caixa, fornecendo uma estrutura ordenada e cristalina.

Usando galvanoplastia, a mesma técnica que adiciona uma fina camada de cromo a peças de carros, as esferas de plástico recebem uma infiltração com níquel. Uma vez que o níquel se assenta entre os poros, as esferas de plástico são dissolvidas com um solvente, deixando uma rede aberta de suportes metálicos.

Como aproximadamente 70% do material resultante é espaço vazio, a densidade dessa madeira metálica feita de níquel é extremamente baixa em relação à sua resistência – com uma densidade igual à da água, um bloco de madeira metálica flutua da mesma forma que um bloco de madeira vegetal.

A equipe agora pretende escalonar sua técnica para a produção em larga escala, fornecendo uma alternativa mais barata, mais leve e mais forte do que o titânio metálico.

Bibliografia:

High strength metallic wood from nanostructured nickel inverse opal materials
James H. Pikul, Sezer Özerinç, Burigede Liu, Runyu Zhang, Paul V. Braun, Vikram S. Deshpande, William P. King
Nature Scientific Reports
Vol.: 9, Article number: 719
DOI: 10.1038/s41598-018-36901-3

Fonte: Site Inovação Tecnologica
Anúncios

Vídeo tutorial de construção de prancha SUP

Se você deseja aprender a construir sua própria prancha de stand up paddle a Boat’n Box tem a solução perfeita. A empresa iniciou a uma série de vídeo tutoriais sobre a construção de uma prancha Sup utilizando um de seus kits que são comercializados em três modelos de pranchas, Single, Duo e Short,  mas cujo processo de construção é igual.

Os vídeos estão sendo publicados semanalmente no canal YouTube e no site www.boatnbox.com.br. O site contém uma seção chamada Apoio ao Construtor na qual são publicados materiais informativos, os vídeo tutoriais e onde se encontra também uma Calculadora de Resina Epóxi.

Video tutoriais

Veja os vídeos no site ww.boatnbox.com.br

A Calculadora de Resina Epóxi funciona online e facilita o cálculo dos componentes A e B para qualquer tipo de proporção bi-componente, seja para peso ou volume. Basta informar a proporção da resina que será utilizada e o total de mistura desejada. Instantaneamente o resultado é calculado, em gramas ou mililitros.

Calculadora

Tela da calculadora de resina epóxi

O primeiro submarino vai ao mar

Iniciado há 20 anos, o Programa de Desenvolvimento de Submarinos da Marinha (Prosub) vai lançar ao mar, em 12 de dezembro, o primeiro dos quatro submarinos convencionais previstos no acordo de cooperação firmado com a França, em 2008. A expectativa é que os demais fiquem prontos em 2020, 2021 e 2022.

Esse cronograma pode ser comprometido se houver cortes de orçamento, alerta o almirante de esquadra Eduardo Bacellar Leal Ferreira, comandante da Marinha. Com gastos originalmente previstos em R$ 2,6 bilhões por ano, o Prosub já passou por reduções orçamentárias, um dos fatores de atraso do projeto. Os submarinos convencionais acumulam atraso de três anos, em média. O quinto e mais aguardado, com propulsão nuclear, não tem data de entrega.

Fonte: Portos & Navios

Short list para corvetas tem Enseada, Oceana, Vard e Wilson Sons

A Marinha selecionou quatro das nove propostas apresentadas pelos consórcios que disputam a construção de quatro corvetas classe Tamandaré para a força naval. A ‘short list‘, anunciada nesta segunda-feira (15), é formada pelos consórcios: “Águas Azuis”, “Damen Saab Tamandaré”, “FLV” e “Villegagnon”. Com a decisão, a construção desses navios está entre os estaleiros: Enseada (BA), Oceana (SC), Vard (PE) e Wilson Sons (SP). Os investimentos previstos para construção das quatro unidades são da ordem de US$ 1,6 bilhão. A Marinha informou que a decisão sobre a melhor proposta está prevista para dezembro de 2018.

Confira abaixo as empresas que compõem os consórcios que passaram para próxima etapa:


Consórcio “Águas Azuis”
 – Atech Negócios em Tecnologias S.A,  Embraer S.A e Thyssenkrupp Marine Systems GmbH, contando com as seguintes empresas subcontratadas: Ares Aeroespacial e Defesa S.A, Fundação Ezute, Oceana Estaleiro S.A, Omnisys Engenharia Ltda, SKM Eletro Eletrônica Ltda e WEG equipamentos elétricos S.A;

Consórcio “Damen Saab Tamandaré” – Damen Schelde Naval Shipbuilding B.V e Saab AB, contando com as seguintes empresas subcontratadas: Consub Defesa e Tecnologia S.A, Weg equipamentos elétricos S.A, e Wilson Sons Estaleiros Ltda;

Consórcio “FLV” – Fincantieri S.p.A, Leonardo S.p.A e Vard Promar S.A., contando com as seguintes empresas subcontratadas: Fundação Ezute e Ares Aeroespacial e Defesa S.A;

Consórcio “Villegagnon” – Naval Group (antiga DCNS), Enseada Indústria NavalS.A e Mectron S.A;

A escolha foi feita por intermédio da diretoria de gestão de programas da Marinha (DGePM), em coordenação com a Empresa Gerencial de Projetos Navais (Emgepron). De acordo com a Marinha, as avaliações das propostas e o processo decisório observaram as práticas de governança e princípios aplicáveis à administração pública, com base nos critérios definidos na RFP 40005/2017-1.

 

Fontes: Portos e Navios

Você pode conhecer a Antártida com Cath Hew e o veleiro IceBrird!

Cath Hew, capitã do veleiro IceBird modelo Van the Stadt, que está atracado na Marina Itajaí, fará palestra na Univali, campus Itajaí, nesta quita-feira 11 de Outubro, no auditório 4 do Bloco de Farmácia!

bb5077a6-2951-42e0-97e9-b212bdc78667

A Capitã, especialista em expedições polares, altamente profissional no assunto, contará em uma palestra exclusiva toda sua trajetória no mundo náutico e quando começou as primeiras expedições polares com seu veleiro IceBird adquirido em 2011 para altas latitudes.

O veleiro IceBird foi fabricado em estaleiro europeu com a mais alta tecnologia e especificação para viagens por águas da Antártica ao Ártico. Além disso, possui um mastro Aero-rig, em fibra de carbono, autoportante com 360º de rotação e 100 pés  de altura, facilitando totalmente o ajustes de velas de acordo com os ventos.

ebd6067c-0534-4f4d-a35b-e7a93c0c0c30

afd5eb10-d8f6-4108-957c-ae49d984ece4

O IceBird tem uma programação de viagens marcadas e você pode fazer parte desta tripulação! Descubra como nesta palestra, promovida pelo tecnólogo em Construção Naval da Univali, Noberto Coronel e com a presença ilustre da Capitã Kath Hew!

Entrada franca! 

 

Fonte: IceBird Expeditions

Ondas do mar são concentradas para gerar energia

Ondas do mar são concentradas para gerar energia

Esta é uma aplicação dos famosos mantos da invisibilidade às ondas do mar. [Imagem: Chunyang Li et al. – 10.1103/PhysRevLett.121.104501]

 

Concentração de ondas do mar

Esta estrutura de aparência um tanto simples é capaz de concentrar as ondas de água da mesma forma que uma lente concentra as ondas de luz.

Nos testes em laboratório, com apenas 10 cm de água no tanque, as ondas que atingem a estrutura até triplicam de altura quando alcançam sua zona central, enquanto, ao mesmo tempo, dificilmente são geradas ondas refletidas que poderiam anular as ondas entrantes.

Com as ondas concentradas em um ponto único, torna-se mais fácil usá-las para gerar eletricidade, o que promete viabilizar a utilização desse recurso de energia renovável em larga escala.

Invisibilidade para ondas de água

A energia das ondas pode ser concentrada simplesmente direcionando ondas para um canal que vai-se estreitando gradualmente entre duas paredes. Mas esse método também reflete grande parte da energia das ondas, produzindo ondas que se movem para trás, contra as ondas que chegam.

Por isso, Chunyang Li e seus colegas das universidades de Xiamen e Zhejiang, na China, foram buscar inspiração na engenharia óptica – ou óptica transformacional – para projetar uma estrutura que concentra as ondas com pouca reflexão.

Para isso, ele se juntou à equipe do professor Huanyang Chen, que há alguns anos vem construindo mantos de invisibilidade para lidar com ondas de luz – eles já criaram uma técnica para fazer com que um objeto se transforme em outro e ilusões de óptica para atravessar um espelho que lembram os feitos de Alice no País das Maravilhas.

Ou seja, a estrutura concentradora de ondas é mais uma aplicação prática dos metamateriais – a diferença é que, em vez de ondas de luz, a estrutura manipula as ondas de água.

010115180919-concentrador-de-ondas-1

A concentração das ondas exige cálculos precisos da estrutura – cálculos baseados na matemática da óptica transformacional. [Imagem: Chunyang Li et al. – 10.1103/PhysRevLett.121.104501]

Concentração de ondas

O comprimento de onda das ondas de águas depende da profundidade. Li e seus colegas calcularam então que, se a profundidade diminuir de forma precisa entre a borda externa e a zona central, os reflexos de onda são praticamente eliminados para frequências específicas. Para ondas dessas frequências, um número inteiro de meios-comprimentos de onda se encaixa perfeitamente dentro dos canais ao longo da direção radial. Esse arranjo leva a um efeito de interferência de onda que suprime os reflexos.

A estrutura de teste tem 43 centímetros (cm) de raio, com uma profundidade da água decrescendo de 10 cm na borda externa até 3 cm na região central. No ponto central, as ondas têm uma altura 3 vezes maior do que quando entram.

A equipe já está trabalhando na construção de um protótipo maior, escalonado para permitir testes reais na captura de ondas do mar com o objetivo de gerar eletricidade. “Este trabalho é um grande passo para uma aplicação real perto da costa, e esperamos poder alcançar um muito maior no futuro próximo,” disse o professor Chen.

 

Fonte: Site Inovação e Tecnologia