Ferramenta está em fase de testes industriais
A Universidade de São Paulo (USP) desenvolveu uma bateria funcional de nióbio, que atinge 3 volts, é recarregável, funciona em ambientes reais – fora das condições ideais de laboratório – e já está em fase de testes industriais. 

De acordo com o Instituto de Física de São Carlos, da USP, o desenvolvimento da bateria começou há dez anos, pelo professor Frank Crespilho, do Instituto de Química de São Carlos (IQSC/USP), líder do Grupo de Bioeletroquímica e Interfaces da USP e pesquisador do Instituto Nacional de Eletrônica Orgânica e Sustentabilidade (INCT), sediado no Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP).
O pesquisador conseguiu resolver o principal obstáculo para a construção de uma bateria de nióbio, que é a degradação do metal em ambientes eletroquímicos convencionais, especialmente na presença de água e oxigênio. Ele descobriu como controlar o ambiente químico para estabilizar o nióbio.
“Eu já sabia que a natureza resolvia esse problema há bilhões de anos”, destaca Crespilho. “Em sistemas biológicos, como enzimas e metaloproteínas, metais altamente reativos mudam de estado eletrônico o tempo todo sem se degradar, porque operam dentro de ambientes químicos muito bem controlados”.
O pesquisador explica que o grupo criou uma caixa de proteção inteligente para o nióbio. "Essa caixa é o NB-RAM [Niobium Redox Active Medium]. Dentro dela, o interruptor [nióbio] pode mudar de nível várias vezes, de forma controlada, sem se degradar. É exatamente isso que os sistemas biológicos fazem, e foi isso que adaptamos para a bateria de nióbio”.
Grande parte do avanço da bateria de nióbio é resultado do trabalho conduzido pela pesquisadora da USP Luana Italiano, que dedicou dois anos ao refinamento do sistema até alcançar estabilidade e reprodutibilidade. O processo envolveu dezenas de versões experimentais, com ajustes sucessivos no ambiente químico e nos mecanismos de proteção do material ativo.
“Não bastava fazer a bateria funcionar uma única vez. Ao longo de dois anos de trabalho no projeto, nosso foco foi garantir estabilidade, repetibilidade e controle fino dos parâmetros”, ressalta Luana.
De acordo com a pesquisadora, o principal desafio foi encontrar o equilíbrio entre proteger o sistema e manter seu desempenho elétrico. “Se você protege demais, a bateria não entrega energia. Se protege de menos, ela se degrada”.
Como resultado, o sistema passou a funcionar de forma estável não apenas em condições de laboratório, mas também em arquiteturas próximas das utilizadas pela indústria. “É um sistema que já funciona em formatos reais”, diz a pesquisadora.
A tecnologia, que já tem um protótipo funcional, teve sua patente depositada pela USP. A bateria de nióbio desenvolvida alcançou 3 volts, faixa de tensão da maioria das baterias comerciais atuais.
A bateria já foi testada em formatos industriais padrão, como células tipo coin (moeda) e pouch (laminadas flexíveis), em parceria com o pesquisador Hudson Zanin, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Nesses sistemas, a bateria foi carregada e descarregada diversas vezes, demonstrando a prova de conceito em ambientes controlados.
Segundo Crespilho, para avançar para a fase final do desenvolvimento da bateria será necessário a criação de um centro multimodal de pesquisa e inovação, envolvendo governos estadual e federal, universidades e startups de base tecnológica.
“A bateria de nióbio desenvolvida na USP mostra que o Brasil não precisa apenas exportar recursos, mas pode liderar tecnologias; desde que a ciência seja tratada como prioridade nacional”, disse.
FONTE: Agência Brasil
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USP desenvolve bateria funcional de nióbio de 3 volts
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MILAGRES ELETRÔNICOS NO FUTURO
Para nos contar como é a vida "moderna" em 2005. "Certamente", ela respondeu, "terei prazer em mostrar-lhes a casa e responder a quaisquer perguntas que vocês tenham." "Bem, para começar, quando chegamos à porta da frente, não batemos, mas você nos convidou a entrar." "É simples", ela respondeu, "quando vocês se aproximaram da porta da frente, um dispositivo eletrônico de detecção registrou a presença de vocês e emitiu um sinal na cozinha. Eu simplesmente liguei um comunicador de televisão bidirecional para ver e falar com vocês. Quando os convidei a entrar, um dispositivo eletrônico de codificação liberou uma fechadura elétrica e abriu a porta." - "Então, quando entramos, as luzes do cômodo acenderam automaticamente. Também notamos uma leve sensação de formigamento ao entrarmos no cômodo." Ela sorriu. "Todas as luzes dos nossos quartos são controladas por outro dispositivo eletrônico, semelhante a uma campainha eletrônica. Ele funciona em conjunto com um sensor de luz. As luzes acendem automaticamente quando alguém entra em um quarto à noite ou quando há pouca luz externa. As luzes se apagam automaticamente quando a última pessoa sai do quarto. E o formigamento…"
Jornais e livros são recebidos e gravados em fitas de maneira semelhante. "E quanto aos telefones?" "Eles não são como vocês os conhecem. Temos comunicadores de televisão bidirecionais por toda a casa. Posso observar as crianças na sala de jogos, ver visitantes na porta da frente ou dos fundos, ou falar com meu marido em sua oficina, não importa em qual cômodo eu esteja. Para comunicação pessoal, usamos nossos comunicadores de televisão bidirecionais." Ela nos entrega um pequeno objeto, algo parecido com uma cigarreira moderna e com formato semelhante. De um lado, há uma tela plana e sem brilho. Em uma das bordas, há uma série de botões e pequenos controles, maiores que... "O telecomunicador que você tem em mãos é uma combinação de receptor de televisão, comunicador bidirecional e gravador de bolso. É completamente independente e usa uma bateria atômica de longa duração. Com ele, você pode se comunicar com qualquer pessoa no mundo que possua um aparelho similar e que seja assinante do serviço. Você pode assistir a programas de televisão locais em cores e gravar conversas. Ele substitui um telefone, um rádio portátil e um caderno." Devolvemos o telecomunicador à nossa anfitriã e olhamos ao redor. Este quarto parece muito agradável, vocês têm ar condicionado? "Sim", ela responde, "a casa inteira tem ar condicionado, com a temperatura e a umidade mantidas em equilíbrio perfeito por controles eletrônicos automáticos. Podemos alterar a temperatura em qualquer cômodo girando um botão, independentemente da temperatura em outras partes da casa. Por exemplo, meu marido mantém sua oficina um pouco mais fresca do que a sala de estar, porque ele trabalha mais fisicamente lá. Detergentes eletrônicos removem poeira e lâmpadas ultravioleta matam germes no ar que circula pela casa, de modo que raramente preciso limpar. Claro que, mesmo com uma casa com ar condicionado, às vezes gostamos de abrir as janelas. Elas também são controladas automaticamente. Se um vento forte se formar, uma gota de chuva cair ou a temperatura externa cair abaixo de um nível confortável, as janelas são fechadas automaticamente. Persianas automáticas se ajustam para impedir que a luz solar intensa entre diretamente na casa." "E a sua cozinha?", perguntamos. "Claro", ela responde, "veio com o mesmo". Ela nos conduz a uma sala tão bem decorada e colorida quanto a sala de estar. Os eletrodomésticos habituais, no entanto, não estão à mostra. "Aqui está o fogão", diz ela, apontando para um pequeno armário. A comida é aquecida no forno por ondas de rádio de alta frequência. Para cozinhar e resfriar a superfície, nós…
12 outubro 2025
A História Não Contada do Transceptor Old Horse
03 outubro 2025
RÚSSIA PROPÕE TV MUNDIAL - Popular eletronics junho 1958
A concepção bastante limitada de transmissão de rádio que tínhamos em 1925, quando nos perguntávamos se as ondas de rádio poderiam ser propagadas pelo espaço (veja a página oposta), progrediu a um estágio em que hoje estamos próximos do ponto de transmissão de televisão pelo espaço. Com o lançamento do primeiro Sputnik em outubro passado, o sonho da TV global recebeu um tremendo impulso e ganhou força a cada satélite adicional lançado ao céu – tanto russo quanto americano. A revista que publicou pela primeira vez dados sobre o Sputnik I, a revista soviética
Radio delineou um plano que permitiria que quase todos os aparelhos de TV em qualquer lugar da Terra captassem um programa transmitido de qualquer outro ponto. A televisão hoje, é claro, é bastante limitada pela linha de sinal, exceto nas áreas que possuem cabos coaxiais e em alguns pontos equipados com sistemas de dispersão além do horizonte. O sistema proposto pelo engenheiro V. Petrov utilizaria satélites que captariam sinais de estações na Terra e os retransmitiriam para outros satélites para retransmissão mais distante.
SATÉLITES ESTACIONÁRIOS
Se um satélite for lançado do Equador de forma que siga uma trajetória para o leste na velocidade e altitude adequadas, ele permanecerá sobre um ponto do equador. Em outras palavras, se entrasse em órbita sobre Belém, no Brasil, ou Stanleyville, no Congo Belga, ou Singapura, na Malásia, permaneceria fixo no céu sobre aquele ponto. Isso porque – se a velocidade e a altitude estiverem corretas – a velocidade do satélite corresponderá exatamente à rotação da Terra para o leste. Ele orbitará a Terra uma vez a cada 24 horas (em comparação com os 90 a 106 minutos, aproximadamente, dos satélites atuais). Como a Terra gira em torno de seu eixo uma vez a cada 24 horas, não haverá movimento relativo entre as duas esferas.
De acordo com o artigo do Sr. Petrov, o satélite teria que ser orbitado a uma altitude de cerca de 35.000 km acima da Terra, lançado a uma velocidade de cerca de 44.000 km/h. No entanto, aparentemente há alguma discrepância neste último valor, talvez devido a um erro tipográfico na revista Radio, já que a essa velocidade um foguete seria lançado ao espaço ("velocidade de escape", a velocidade na qual um corpo se liberta da força da gravidade, é ligeiramente superior a 40.000 km/h). A velocidade estimada como necessária para atingir tal altitude e manter uma órbita de 24 horas é um pouco inferior a 40.000 km/h. O Sr. Petrov ressalta que, devido à distribuição desigual da massa terrestre perto do equador, "o plano da órbita do satélite se deslocará lentamente em torno do eixo da Terra a uma velocidade angular de 20 segundos por hora". Além disso, pode haver algum desvio causado pela atração da Lua e do Sol. Isso não é considerado uma desvantagem, já que o sistema exigiria três satélites em órbita a uma distância fixa um do outro. Todos os três estariam sujeitos ao deslocamento, permanecendo na mesma posição relativa.OPERAÇÃO DE POSICIONAMENTO ESPACIAL
"Imaginemos", escreve o Sr. Petrov, que três satélites artificiais da Terra sejam lançados de um local situado no Equador. Para atingir o objetivo de um retransmissor global de transmissões de TV, os satélites devem ser lançados com um intervalo de apenas oito horas. Além disso, todos os três satélites, posicionados em uma órbita de 35.800 km de distância, devem estar espaçados 120° um do outro e estarão, então, a 72.660 km (45.121 milhas) de distância no espaço. Nesse caso, todos os três satélites estarão imóveis em relação um ao outro e à Terra, uma vez que suas velocidades angulares são idênticas e iguais à velocidade angular da Terra. Assim, cada um dos três satélites estará estar sobre um mesmo centro de TV terrestre (com um deslocamento de 0,3 minuto de arco por hora). Ao mesmo tempo, todos os três satélites, em relação ao espaço mundial, estarão se movendo a uma velocidade global de 3.076 km/h ou 1.810 milhas por hora." [Acredita-se nos EUA que um número mais preciso seria cerca de 6.000 milhas por hora.] "Tendo em mente a rotação anual da Terra com sua Lua ao redor do Sol e a posição equatorial dos satélites artificiais da Terra, cada um deles pode conduzir a recepção de programas de TV da Terra através do satélite ocidental e transmitir esse programa simultaneamente para suas estações centrais de TV na Terra. Deve-se ter em mente, além disso, que a direção da radiação solar nunca deve ser coincidente na direção da linha de comunicação, pois isso pode criar sérias interferências. "Suponhamos que um satélite esteja sobre a URSS, o segundo sobre a República Popular da China [China Vermelha] e o terceiro sobre os EUA. O centro de transmissão de TV opera das 00:00 às 08:00 horas (horário local); isso garante a recepção do satélite ocidental das 16:00 às 24:00 horas. Com esse arranjo de estações, a URSS pode operar nos EUA, os EUA na China e a China na URSS. Para usar três outras combinações de transmissão de TV correspondentes aos mesmos intervalos de recepção (das 16:00 às 24:00), cada um dos centros de TV deve operar das 08:00 às 16:00 horas. "Sob tal cronograma e sistema de transmissões, a direção da radiação solar nunca coincidirá com a direção da linha de comunicação. Uma exceção são os momentos de mudança da transmissão para a recepção no ponto A no diagrama quando a direção da radiação solar coincide com a linha de comunicação terra -C; Ao mesmo tempo, porém, o satélite artificial da Terra situado no ponto C é blindado pela Terra. "O segundo caso em que a direção da radiação solar coincide com a linha de comunicação ocorre quando o satélite chega ao ponto r; no entanto, ao mesmo tempo, a radiação solar é direcionada para a transmissão de ondas vindas da Terra. Assim, o sol não incide sobre a antena de recepção do satélite. "Tudo o que foi dito acima permite supor que, com sistemas de antenas direcionais, a interferência da radiação solar não terá um efeito significativo na qualidade das transmissões de TV."
Embora a transmissão em ondas curtas UHF seja desejável do ponto de vista de peso e o tamanho das unidades de retransmissão necessárias, bem como o ganho em padrões de radiação de antenas estreitas, o projetista russo tende a rejeitar essa possibilidade, pois exige uma estabilidade muito rigorosa na posição dos satélites em órbita. A exploração atual de satélites em órbitas de 320 a 3200 km da Terra deve lançar nova luz sobre a propagação de ondas no espaço sideral, de acordo com o Sr. Petrov, que acrescenta: mas já se pode afirmar que a recepção via satélite de programas de TV da Terra provavelmente será realizada na faixa de ondas métricas, e a transmissão via satélite para a Terra será em micro-ondas, ou mesmo ondas milimétricas, tendo em vista a conveniência de pesos e dimensões mínimos. "A atenuação das ondas de rádio no espaço cósmico a uma distância de 35.800 km da Terra será o fator decisivo", afirmou o Sr. Petrov. "A maior parte do peso do equipamento de rádio será a fonte de energia; portanto, a conversão de energia atômica em energia elétrica é um problema muito importante do sistema global de retransmissão de TV." Um mínimo de 10 kW. A potência da antena, com uma fonte de energia de 100 kW, é o que o Sr. Petrov estima para uma estação espacial de TV projetada. Ele sugere que a transmissão de TV no futuro por radiação pulsada em vez de contínua poderá reduzir a necessidade de energia para um centésimo do valor atualmente estimado. "De qualquer forma", conclui o Sr. Petrov, "a velocidade do desenvolvimento do uso pacífico da energia atômica permite supor que fontes leves de fornecimento de energia atômica serão criadas muito antes de um satélite terrestre ser colocado em órbita a 35.800 km de altitude."
29 abril 2025
RADARANGE - Um dos primeiros forno de micro ondas
Alimentos podem ser cozidos em uma fração do tempo normalmente necessário, graças ao novo "Radarange", que utiliza energia de micro-ondas para aquecer apenas o próprio alimento. Fabricado pela Raytheon Manufacturing Company de Waltham, Massachusetts, o novo forno pode preparar um assado de 8 kg de carne bovina em 40 minutos. Em uma demonstração recente, um frango foi assado em 9 minutos; uma torta de maçã assada em 6 minutos; e bifes prontos em 1 minuto. As paredes do forno, assim como os utensílios que seguravam o alimento, permaneceram frias e podiam ser tocadas com as mãos desprotegidas. Projetado para cozimento primário, descongelamento e reaquecimento, o "Radarange" aquece os alimentos por meio de energia de micro-ondas gerada a 2.450 megahertz, produzida por magnetrons de onda contínua QK-390 refrigerados a ar. No modelo 1161, dois magnetrons produzem no máximo 1.600 watts; no modelo menor 1170, um magnetron produz no máximo 800 watts.
Em ambos os casos, a energia de micro ondas é acoplada diretamente à cavidade do forno, onde é confinada pelo metal das paredes e uma porta projetada com fechamento apropriado. Assim, em vez de o alimento ser cozido pelo método convencional de aplicar calor à sua superfície e esperar que o calor seja conduzido através do alimento, o alimento no forno "Radarange" é penetrado pelas micro ondas.
À medida que penetra, a energia de micro ondas cria atrito molecular profundamente no alimento, o que, por sua vez, gera o calor que o cozinha. Esse processo é a chave para a tremenda redução do tempo necessário para cozinhar os alimentos.
Nenhuma mudança física ocorre no alimento, exceto as mudanças normais causadas pelo calor. E o único calor presente está dentro do próprio alimento. Como o aço inoxidável do forno e o material com o qual os utensílios e pratos são feitos resistem à penetração de micro ondas, eles não esquentam.
O menor volume esperado de clientes é preparado pelos métodos convencionais. Caso surjam mais clientes no final do dia, assados extras podem ser preparados no forno "Radarange" com tempo suficiente para atender aos pedidos. Na maioria dos estabelecimentos, esse procedimento pode ser usado repetidamente, mantendo apenas "um assado à frente" dos clientes.
Com exceção dos magnetrons, todos os equipamentos elétricos da "Radarange" operam em frequências de potência e consistem em fonte de alimentação e equipamentos de controle. As únicas válvulas além dos magnetrons são as válvulas retificadoras na fonte de alimentação, que fornecem 320 mA a 5.000 volts para cada magnetron.
A energia é fornecida para a exaustão do vapor do forno e para o resfriamento dos magnetrons e outros componentes. Um cuidado considerável foi tomado para garantir uma longa vida útil, resfriando os componentes elétricos. O ar em cozinhas comerciais é geralmente quente, carregado de gordura e frequentemente cheio de fiapos. Os componentes eletrônicos do fogão operam com potência relativamente alta e devem ser mantidos resfriados para que uma operação longa e sem problemas seja alcançada. O ar de resfriamento, portanto, é aspirado pela parte frontal, onde o ar tem maior probabilidade de ser frio e livre de gordura quando o fogão é colocado em uma fileira com outros equipamentos de cozinha. O ar é então filtrado e forçado sobre os componentes elétricos e para fora através de aberturas na parte traseira do gabinete.
A energia é fornecida para a exaustão do vapor do forno e para o resfriamento dos magnetrons e outros componentes. Um cuidado considerável foi tomado para garantir uma longa vida útil, resfriando os componentes elétricos. O ar em cozinhas comerciais é geralmente quente, carregado de gordura e frequentemente cheio de fiapos. Os componentes eletrônicos do fogão operam com potência relativamente alta e devem ser mantidos resfriados para que uma operação longa e sem problemas seja alcançada. O ar de resfriamento, portanto, é aspirado pela parte frontal, onde o ar tem maior probabilidade de ser frio e livre de gordura quando o fogão é colocado em uma fileira com outros equipamentos de cozinha. O ar é então filtrado e forçado sobre os componentes elétricos e para fora através de aberturas na parte traseira do gabinete.
Revista Popular Eletronics março 1955




