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20160726

Solar Impulse 2, um símbolo do potencial da energia solar

O sucesso do projeto do avião Solar Impulse 2, que aterrizou nesta terça-feira em Abu Dhabi, completando a primeira em volta do mundo, ilustra os avanços realizados nos últimos anos em matéria de energia solar  e os usos potenciais desta fonte renovável.


- Que inovações traz o Solar Impulse 2?
Ao contrário dos seus predecessores, o Solar Impulse 2 é capaz de armazenar energia suficiente nas suas baterias durante o dia para voar toda a noite.
Trata-se de um avanço conquistado graças a várias inovações tecnológicas dos industriais associados ao projeto, e potencialmente reproduzíveis.
O fabricante químico belga Solvay, por exemplo, desenvolveu baterias mais leves que armazenam mais energia e outros materiais compostos que deixam várias partes do avião mais leves.
O fabricante americano de painéis solares Sunpower desenvolveu as células fotovoltaicas com maior rendimento.
Assim, o projeto conta com "a maior potência possível com uma superfície reduzida", explica Cédric Philibert, especialista em energias renováveis da Agência Internacional de Energia (IEA).
A grande inovação do Solar Impulse 2 "é principalmente o sistema" em seu conjunto, ou seja, a combinação "do que gera eletricidade, o que a armazena e os materiais que permitem transportar os passageiros", considera Vincent Jacques Le Seigneur, diretor do Observatório francês de Energias Renováveis.
O avião foi "concebido aplicando os princípios de eficiência", afirma Adnan Z. Amin, diretor-geral da Agência Internacional de Energias Renováveis (Irena), um conceito essencial para um mundo com um consumo energético mais consciente.


- É possível um avião solar comercial?
O Solar Impulse 2 não se parece em nada com um avião comercial regular. Embora seja tão largo quanto um Boeing 747, a aeronave solar, fabricada em fibra de carbono, é muito mais leve muito mais lenta e só tem capacidade para um passageiro.
"A superfície de células necessárias para transportar apenas dois tripulantes corresponde ao tamanho de um Airbus ou de um Boeing, de modo que um avião comercial solar é inconcebível" atualmente, afirma Vincent Jacques Le Seigneur.
A indústria aeronáutica trabalha em aviões elétricos alimentados por baterias recarregáveis em terra, como o E-Fan, pequeno aparelho bimotor desenvolvido pela Airbus.


- Qual é o papel da energia solar hoje e amanhã?
No final de 2015, haviam instalados no mundo cerca de 220 gigawatts de capacidade elétrica de origem solar, um aumento de 21% ante a 2014 graças à queda dos custos desta tecnologia e à melhora dos rendimentos dos painéis solares.
A energia solar representa atualmente menos de 1% do total da energia mundial, dominada pelas energias fósseis (petróleo, carvão e gás), mas a AIE prevê que a capacidade solar se situe entre 430 e 515 GW até 2020.
Os custos da solar fotovoltaica poderiam diminuir em até 59% até 2025, segundo a Irena.


Post (238) - Julho de 2016

20150923

Construção de uma ponte de corda com máquinas voadoras

O vídeo mostra quadricópteros executando na ETH de Zurich, autonomamente a montagem de uma ponte de corda. Isso faz parte de uma pesquisa da Flying Machine Arena em construção aérea, um campo que aborda a construção de estruturas com a ajuda de máquinas voadoras.

Neste trabalho, uma ponte de corda que pode suportar o peso de uma pessoa é construída por quadricópiteros, mostrando pela primeira vez o que estas máquinas são capazes de fazer estruturas que suportam de carga, autonomamente.

Exceto pelos os pontos de ancoragem necessários em ambas as extremidades da estrutura, a ponte é constituída exclusivamente por elementos de tração, suas conexões e as ligações são inteiramente realizadas por máquinas voadoras.



No exemplo, distando 7,4 m entre as duas estruturas de andaimes, a ponte é constituída de nove segmentos, usando cerca de 120 metros corda e é composta por diferentes elementos, tais como nós, links e tranças. A corda usada para estas experiências é feita de Dyneema, um material com uma baixa relação peso-força e, portanto adequado para esta construção. Pesando 7 g por metro, uma corda de 4 mm de diâmetro pode sustentar 1300 kg.

As máquinas voadoras são equipadas com carretéis motorizados que lhes permitem controlar a tensão que atua sobre o cabo durante a implantação. Um tubo de plástico orienta o ponto de liberação da corda, esta localizada entre as hélices. As forças externas e torques exercidos no quadricópitero durante a implantação são estimados e tidos em conta para atingir um comportamento de vôo compatível. A montagem da ponte realizada por estas pequenas máquinas personalizadas e baseia-se no sistema de vôo da Flying Machine Arena, uma plataforma de investigação e demonstração para robótica aérea. A Arena está equipada com um sistema de captura de movimento que fornece medições da posição e atitude do veículo. Os algoritmos são executados em um computador e os comandos são então enviados através de uma infra-estrutura sem fio.

A fim de ser capaz de criar estruturas de tração que são compatíveis com robôs voadores, uma série de ferramentas computacionais foram desenvolvidas especificamente com as características deste método de construção. As ferramentas de design permitem simular a seqüência operacional e avaliar a estrutura antes de se construir.

A localização da estrutura de andaime é medida manualmente antes de se iniciar a construção. A estrutura primária é preparada, em seguida, podendo então ser realizada sem intervenção humana. Antes de realizar os trabalhos, o projeto da ponte e suas medidas são avaliados e enviados para o sistema, que se adaptam as trajetórias de conformidade.

Construção aérea é uma colaboração entre o Instituto de Sistemas Dinâmicos e Controle e Gramazio Kohler Pesquisa da ETH Zurique, Suíça, 2015.


Post (149) – Setembro de 2015

20150504

Bee-Plane, aeronave de fuselagem destacável – III

Tudo começou com o Faichild XC-120 em 1950...(veja a duas postagens anteriores), e este é um dos mais atuais projetos em andamento do sistema Bee-Plane.

“- Embora o tráfego aéreo tenha aumentado de forma constante por vários pontos percentuais nos últimos anos, o conceito de transporte aéreo não viu quaisquer alterações fundamentais desde os anos 1950. Os aeroportos estão cada vez mais congestionados, os tempos de espera são cada vez maiores, os níveis de tráfego só estão aumentando, e as sobrecargas e os atrasos são cada vez mais se tornando a norma em viagens aéreas", diz Claudio Leonardi, encarregado do projeto Clip-Air.


Os cientistas suíços da “École Polytechnique Fédérale de Lausanne” (EPFL) têm a sua maneira de amenizar esta situação, o seu projeto Clip-Air, em desenvolvimento desde 2009 é basicamente um novo sistema de transporte modular. Os módulos podem vir carregados em um trem e então acoplados sob uma asa voadora para então chegarem ao seu destino final, permitindo uma maior flexibilidade para as pessoas que necessitam de um transporte mais
amigável. 

A EPFL projetou as cápsulas com aproximadamente 30 m de comprimento com capacidade de 30 toneladas e poderá transportar tantos passageiros como três Airbus A320 com apenas metade do consumo de combustível. O corpo principal da aeronave deverá ter aproximadamente 60 m de envergadura.


As nossas necessidades em termos de mobilidade e a globalização dos mercados não são os únicos fatores que estão colocando pressão sobre o transporte aéreo. Eles são unidos por constrangimentos relacionados com o uso inadequado da energia e os impactos ambientais por isso causados. Até o ano de 2020, a indústria da aviação estabeleceu a meta de reduzir as suas emissões de CO2 pela metade.

Como obter-se a flexibilidade do transporte ferroviário no transporte aéreo?

EPFL propõe um conceito revolucionário de transporte aéreo com base em uma asa voadora que pode transportar cápsulas móveis e intercambiáveis. O plano consiste em uma estrutura de suporte, composta por asas, motores, combustível e uma cabina do piloto, que suportaria as a cargas a ser transportadas: passageiros e ou mercadorias.



As cápsulas a serem transportadas  são equivalentes as fuselagens de aviões convencionais, mas sem motores, sem cabine de piloto, sem trem de aterragem, ou qualquer uma das outras partes que compõem geralmente as aeronaves. A premissa por trás do Conceito Clip-Air é trazer mais flexibilidade para o transporte aéreo e aeroportos, as mesmas que já possuem o transporte
rodoviário e o ferroviário.

"- Nós ainda teremos que quebrar muitas barreiras, mas acreditamos que vale a pena trabalhar em tal conceito, em desacordo com a tecnologia de aeronaves atuais e que pode ter um enorme impacto na sociedade", diz Claudio Leonardi.

Um modelo de 1,2 m da aeronave Clip-Air sera exposto a partir de junho na "Normandia Aerospace" no "Paris Air Show".

Quanto ao projeto vir a ser viabilizado, somente o tempo é que dirá.


Fonte: EPFL 


Post (061) - Maio de 2015