10 – BEIRA DO RIO – Universidade Federal do Pará – Março, 2012
BEIRA DO RIO – Universidade Federal do Pará – Março, 2012 –
Engenharia
Nanotecnologia
G
rafite e Diamante. As duas substâncias tão diferentes são feitas do mesmo material: carbono. A forma como os átomos desse elemento estão organizados é que determina se o carbono originará uma ou outra substância. Esta também é a matéria-prima para uma nova cadeia de produtos que une as propriedades orgânicas do carbono com a resistência ou a maleabilidade dos materiais que ele é capaz de originar: os nanotubos de carbono. Na Universidade Federal do Pará (UFPA), professor Marcos Allan Leite dos Reis, da Faculdade de Física do Campus de Abaetetuba desenvolveu uma máquina capaz de produzir nanotubos de carbono em matriz metálica e já testou algumas aplicabilidades. O Projeto é uma parceria da UFPA com a Eletronorte. Nanotubos de carbono são como tubos com dimensões até 70 mil vezes menores que o diâmetro de um fio de cabelo e podem ter diversas aplicabilidades. Na área ambiental, ajudam outras substâncias a conter vazamentos de óleo no mar. Na área de energia, melhoram a eficiência de condutores de eletricidade. Já nas áreas médica e farmacológica, potencializa tratamentos e ações de medicamentos ao permitir que o princípio ativo aja exatamente nas
Alexandre Moraes
Nanotubos de carbono irão revestir turbinas de hidroelétricas
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O professor Marcos Allan Leite dos Reis apresenta protótipo no Laboratório da Eletronorte células doentes, sem prejudicar as saudáveis. Durante a pesquisa, Marcos dos Reis criou um protótipo para a produção de nanotubos de carbono associados a materiais metálicos. Esses nanotubos foram testados em alguns dispositivos também inventados pelo
pesquisador e seus orientadores. O pesquisador foi aluno de doutorado da Universidade e desenvolveu sua tese com o título Desenvolvimento de dispositivos eletrônicos orgânicos nano e microestruturados: Memória Volátil, Sensores e Fotocélulas, sob orientação dos professores Jordan
Del Nero, da UFPA; Lucimara Stolz Roman, da Universidade Federal do Paraná (UFPR); e Manuel Vieira, da Universidade do Porto (FEUP). Parte da pesquisa foi realizada na Universidade do Porto, em Portugal, por meio do Programa de Mobilidade Acadêmica Erasmus Mundus.
Marcos Allan Leite dos Reis. A pesquisa é a primeira a utilizar nanotubos de carbono em revestimentos metálicos de turbinas de hidroelétricas. "A grande novidade é que estamos criando uma tecnologia: conhecimento, técnicas, metodologia, máquinas e produtos novos, o que é importante por diminuir os custos pelo fato de não termos de pagar royalties a outras instituições e países", defende o pesquisador da UFPA. Associada ao Projeto, a Eletronorte implantou um Laboratório de Nanotecnologia, que deve abrigar outros estudos sobre nanociência no futuro. Marcos Reis explica que a máquina que produz nanotubos de
carbono, batizada de Plasmatube, reduz etapas no processo industrial de produção de nanotubos em nanocompósitos e é versátil por poder produzir variedades de nanotubos. "Podemos ir incorporando o material metálico ou polimérico desejado para o nanotubo final, dependendo da aplicação requerida, sem que seja preciso modificar o equipamento ou a rotina de produção", conta. A patente do invento já foi requerida pelos pesquisadores da UFPA. Além de Marcos Reis, o Grupo de Nanotecnologia Aplicada ao Desenvolvimento de Nanocompósitos Baseados em Nanotubos de Carbono conta com pesquisadores
da Eletronorte e da UFPA, como Augusto Cézar Fonseca Saraiva e Jordan Del Nero. O pesquisador pretende desenvolver outros projetos, desta vez, específicos ao Campus de Abaetetuba. "Com a Vila do Conde tão próxima, a ideia é buscar parcerias e assinar projetos que possam propiciar aos alunos dos cursos de Engenharia Industrial e de Física bolsas de iniciação científica e experiência na área de Nanotecnologia, além de criar um grupo local de pesquisa na área", anuncia. O novo projeto produziria nanomateriais baseados em alumínio, uma vez que Abaetetuba e Barcarena trabalham com esse material.
Aplicado à robótica, dispositivo simula o tato humano Entre os dispositivos criados durante o doutorado de Marcos Reis, está uma memória volátil orgânica, um sensor para vapor combustível e um sensor termo-piesoresistivo. Todos baseados em nanotubos de carbono. Os nomes parecem complicados, mas as aplicações dos dispositivos são importantes no cotidiano. A memória volátil orgânica funciona como uma memória RAM, tais como as que existem nos computadores. A vantagem desse dispositivo em relação aos atuais é que ele muda sua natureza elétrica de
Atividades envolvem trabalhadores e engenheiros em canteiros de obras
Pedro Fernandes
Conhecimento, técnicas, metodologias e novos produtos "O protótipo que construí no doutorado repercutiu num convite da Eletronorte para participar de um projeto de pesquisa a fim de desenvolver novos revestimentos para as turbinas hidroelétricas. Periodicamente, as turbinas, como as de Tucuruí, precisam ser paralisadas para receber manutenção. A cada dia parado, há uma perda de até um milhão e meio de reais por turbina. Com o revestimento, que contém nanotubos de carbono, será possível aumentar a capacidade de operação contínua das turbinas devido ao aumento da dureza superficial de suas pás, minimizando, assim, as perdas com as desativações para manutenção", sintetiza o professor
Programa combate desperdício de água
isolante para semicondutor de eletricidade. "Um dos grandes problemas da eletrônica é que os equipamentos, cada vez menores, também aquecem mais e ocorre passagem de elétrons entre as barras de cobre por estarem 'mais próximas', o que compromete a 'leitura da informação'. Ao garantirmos que, no estado 'desligado', a memória é um isolante, ou seja, não há corrente elétrica, não ocorrerá esse processo que chamamos de tunelamento de elétrons", explica o professor. Já o sensor de vapor com-
bustível é um dispositivo que 'avisa' quando há etanol no ar. "Ele informa quando está ocorrendo vazamento, e pode ser utilizado como um sensor portátil que acusa quando o combustível está adulterado, e ainda pode ser um sistema de alarme que informa sobre vazamentos em indústrias e residências, prevenindo acidentes", enumera. O sensor termo-piesoresistivo é um dispositivo que pode ser aplicado na robótica, permitindo ao robô perceber diferenças na pressão, na temperatura e na textura do material
que está tocando, o que quer dizer que ele simula o tato. "Um robô com essa tecnologia na área médica, por exemplo, pode efetuar cirurgias e ‘sentir’ a intensidade com que está segurando a pinça ou a temperatura do paciente durante a realização da sutura, o que ajuda os médicos e os cirurgiões na condução dos procedimentos clínicos", explica. Atualmente, nenhum sensor disponível no mercado une essas propriedades. O sensor termo-piesoresistivo é baseado em nanotubos de carbono criados no protótipo do Plasmatube.
ara construir um imóvel (casa, prédio ou edifício), exige-se uma grande demanda de materiais, como ferro, concreto e tijolo. Mas não é só isso. Requer também uma grande quantidade de água. No entanto a preocupação com a economia desse recurso inexiste nas obras. Em Belém, onde esse setor se encontra em expansão, ainda não há a preocupação com a sustentabilidade nas construções. Segundo consulta aos profissionais do setor, a construção de um edifício desperdiça cerca de 20 litros de água por metro quadrado de área construída. Desse modo, uma edificação que terá 20 pavimentos ou andares, com 250 m² cada um, desperdiçará 5.000 litros de água por pavimento construído. Ao fim da obra, serão desperdiçados, em média, 100 mil litros de água. Diante desse quadro, o Programa de Combate ao Desperdício de Água em Obras Civis (PCDOC), do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA), constitui uma alternativa inteligente e inovadora de evitar o desperdício de água na construção civil. Desenvolvido por alunos do curso de Engenharia Civil, o PCDOC é um projeto de extensão que visa conscientizar os trabalhadores do setor sobre a importância de racionalizar o consumo de água nas
Números após intervenção do Projeto Ilustração Rafaela André
Tese rende parceria com Eletronorte Glauce Monteiro
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Obra B (estrutura) Redução de 31m³ = 13,61% = R$208,27 na conta
Obra C (revestimento e limpeza) Redução de 26,5 ³= 8,79% = R$ 178,10 na conta
Obra A (fundação) Redução de 19 m³ = 7,13% = R$ 127,66 na conta
construções. Por meio da distribuição de uma cartilha elaborada pelos integrantes do PCDOC e de palestras informativas, o Projeto busca desenvolver a responsabilidade social, econômica e ambiental do trabalhador, garantir a qualidade das obras e a aplicação do conceito de sustentabilidade. "Os nossos alunos, pensando no exercício da futura profissão, tiveram a ideia de ir aos canteiros de
obra conscientizar trabalhadores e engenheiros sobre a importância de evitar o desperdício de água. Neste sentido, a principal contribuição que o PCDOC traz à sociedade é a economia de água e de capital", afirma Manoel Diniz Peres, professor do curso de Engenharia Civil da UFPA e coordenador do Projeto. "O Projeto nasceu da necessidade de cumprirmos a nossa carga horária de extensão, que é de 360
horas, no mínimo. Buscamos temas relacionados à nossa área, os quais pudessem servir à comunidade. Escolhemos o meio ambiente e, posteriormente, a questão do desperdício de água nas obras civis", explica a aluna do curso de Engenharia Civil e bolsista do Projeto, Lana Daniele dos Santos Gomes. Os resultados do PCDOC foram apresentados na XIV Jornada Acadêmica da UFPA, em novembro de 2011.
Belém: três obras de grande porte foram analisadas A fim de investigar as principais causas do desperdício de água na construção civil, os integrantes do PCDOC visitaram três obras de grande porte na capital paraense. A escolha das obras obedeceu a dois critérios: elas deveriam possuir hidrômetros (registros medidores do consumo de água) e deveriam estar em diferentes estágios de execução. Escolhidas as obras, elas foram classificadas em A, B e C. A obra "A" foi analisada na sua fase de fundação, a
obra "B", na etapa de estrutura, e a obra "C", na de revestimento e limpeza. Durante as visitas às obras, os integrantes do Projeto identificaram problemas, como vazamentos e desperdícios, os quais foram registrados por meio de fotos e anotações. Nessas obras, constatou-se que as principais causas do desperdício de água eram mangueiras danificadas ou ligadas sem uso, vazamentos nas instalações hidráulicas e negligência por parte dos funcionários. Com essas
informações, elaborou-se uma cartilha educativa com medidas de combate ao desperdício. Além de distribuir as cartilhas, o grupo realizou palestras informativas sobre como racionalizar o consumo de água. Três meses após as visitas, os integrantes do PCDOC retornaram às obras a fim de verificar se a cartilha e a palestra haviam sido bem sucedidas. Verificou-se que os trabalhadores das obras haviam assimilado e aplicado as lições recebidas. O resultado foi consi-
derado satisfatório pelos estudantes. "Quando voltamos às obras, não constatamos os problemas identificados anteriormente. Por exemplo, os operários deixavam a mangueira aberta enquanto preparavam o concreto na betoneira. Após a intervenção, essa situação deixou de existir. Os operários, preocupados com o desperdício, passaram a economizar água", conta o aluno do curso de Engenharia Civil da UFPA e bolsista do Projeto, Érico Shimada Rabello.
Resultados favorecem construtoras e meio ambiente Antes da aplicação do Projeto, os integrantes do Programa de Combate ao Desperdício de Água em Obras Civis (PCDOC) analisaram as faturas mensais de consumo de água das três obras escolhidas. A maior média de consumo mensal de água, 301,5 m³, foi constatada na obra "C". Já a menor média de consumo de água mensal, 231,5 m³, foi verificada na obra "B". Após três meses, diminuíram o desperdício e o consumo mensal. A média de consumo da obra "A" caiu de 273,5 m³ para 254 m³; da obra "B", de 231,5 m³ para 200 m³; e da obra "C", de 301,5 m³ para 275 m³. Veja na ilustração a economia nas faturas de água. "A princípio, esse trabalho não
foi diretamente voltado ao lucro das construtoras, mas ao meio ambiente e à sociedade. A partir do momento em que houver o investimento no setor de construções verdes, o avanço será maior. Todos serão favorecidos – empresas, sociedade e meio ambiente. Hoje, já existem as ‘construções responsáveis', que prezam pela sustentabilidade e respeitam o meio ambiente. Quando essa prática for incentivada em Belém, as pessoas começarão a se preocupar com o desperdício de água nas obras. Mas, por enquanto, não há o mínimo de preocupação com essa questão", declara Érico Rabello. Verticalização – O acelerado processo
de verticalização de Belém, associado à despreocupação com a economia de água, implica desperdício durante construção e depois, quando esses espaços já estão habitados. Além de alterar o espaço físico, a construção não planejada de prédios e edifícios sobrecarrega a prestação de serviços, como o abastecimento de água, o fornecimento de energia e o transporte público. "Vamos considerar uma residência com cinco pessoas consumindo água. De repente, no lugar dessa casa, é construído um edifício de 30 pavimentos e quatro apartamentos por pavimento. Serão 120 apartamentos. Se, em cada apartamento, viverem
três pessoas, serão 360 pessoas consumindo água. Quando se faz uma obra, modifica-se o entorno dessa construção. Inclusive o serviço de fornecimento de água", exemplifica Manoel Peres. Para combater o desperdício de água nas obras, é necessário que haja fiscalização e que existam políticas públicas voltadas à conscientização da sociedade. Todavia o poder municipal não fiscaliza as obras, tampouco educa o cidadão. De acordo com Lana Gomes, o Projeto surge como alternativa para promover a conscientização entre os trabalhadores da construção civil e para formar engenheiros mais responsáveis quanto à sustentabilidade ambiental.