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Impressão 3D na indústria

Os avanços recentes dessa tecnologia criada há cerca de 30 anos, conhecida como manufatura aditiva, prototipagem rápida e impressão 3D, a tornaram mais prática, versátil, produtiva e acessível em todo o mundo. Somente nos três primeiros meses de 2014 foram produzidos 26.800 equipamentos no mundo, sendo 95% destinados à indústria, porém a tecnologia está ganhando força no mercado de consumo, contou Achilles Arbex, gerente-geral no Brasil da The Association for Manufacturing Technology (EUA) – AMT, com base em informações divulgadas pela Canalys. “A flexibilidade é a grande revolução, um exemplo é a possibilidade de fazer geometrias complexas”, disse. Especialistas dizem que até 2020 a maioria das residências terá uma impressora 3D.

De acordo com Rafael Vidal Aroca, docente do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de São Carlos – Ufscar, em 2014 e 2015 diversas patentes relacionadas à impressão 3D estão expirando e entrando em domínio público, o que torna possível a produção de vários modelos diferenciados com custo menor.

Na indústria brasileira, a impressão 3D já é utilizada, porém de forma modesta. Algumas companhias a usam para desenvolver protótipos visuais e funcionais e peças e ainda para auxiliar no desenvolvimento de moldes de areia para fundição. Para o professor Aroca, a popularização no País é o passo inicial para seu uso mais intenso, começando nas empresas, universidades e centros de pesquisa, depois em escolas e lares.

Jorge Vicente Lopes da Silva, coordenador da Divisão de Tecnologias Tridimensionais do Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer – CTI, disse que ainda faltam conhecimento e acesso à tecnologia nas empresas de menor porte, mesmo com a grande divulgação da mídia nos últimos anos. “No CTI temos colaborado com a indústria e a difusão tecnológica da impressão 3D desde 1997”, destacou Silva.

Enquanto isso, no exterior, é aplicada em setores de alta tecnologia, como na indústria espacial, militar e aeronáutica. “Como é muito difícil produzir e manter estoque de peças de certos modelos de aviões, há projetos de grandes companhias para estruturar a impressão no centro de manutenção”, citou o docente da Ufscar. “Uma grande empresa aeronáutica está construindo uma impressora de grandes proporções, do tamanho de um galpão, para impressão de grandes peças e partes de aviões.”

Nos outros países são mais usuais impressoras que trabalham, além do polímero, com metal e outros materiais, como os usados em órteses, próteses, ossos, partes do crânio e ferramentas para apoio a cirurgias. A medicina tem se beneficiado cada vez mais com a impressão 3D, que permite a produção de peças específicas para cada paciente. No Brasil, o CTI desenvolve tecnologias para a área médica desde 2000 e, a partir de 2009, começou a receber recursos do Ministério da Saúde.

Ainda no exterior, segundo Aroca, já há projeto da gadget printer, uma impressora 3D para operar com plásticos, metais, semicondutores e outros materiais, que, em conjunto, formam um aparelho eletrônico funcional. Informou ainda que estão em desenvolvimento equipamentos que imprimem objetos diretamente a partir dos pellets, com custo cerca de 20 vezes menor que o valor do material hoje comercializado, que é enrolado na forma de filamentos processados por indústrias plásticas. “Hoje uma das maiores críticas é o custo do material”, afirmou o professor. “No futuro, espera-se que seja possível imprimir um telefone celular; embora isso ainda esteja longe de acontecer, as pesquisas já estão em andamento.”

Com o amadurecimento do sistema e dos materiais e a redução do valor, a utilização tende a aumentar muito, migrando para diversas áreas, da indústria à residência. Marcos Ribeiro Pereira-Barretto, professor doutor do Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos da Universidade de São Paulo, acrescentou que, além do custo, outra grande limitação é o tempo de produção. “Ainda não dá usar uma impressora 3D para grandes quantidades porque é muito mais caro e demora mais que uma injetora, por exemplo, porém já há progresso, uma vez que antes o valor de impressão de uma caixa do tamanho de um celular custava mais de R$ 4 mil e hoje, cerca de R$ 100,00”, contou. “A impressão dessa mesma caixa ainda leva umas duas horas, enquanto uma injetora fabricaria alguns milhares no mesmo tempo.” Outro gargalo é o valor dos equipamentos, porém Aroca informou que hoje é possível comprar máquinas com resolução  de 0,1 mm por cerca de R$ 4 mil.

Os processos de impressão 3D são simples do ponto de vista conceitual, segundo Silva. “Trata-se da construção automática de peças físicas pela adição de camadas de materiais, tendo como base um modelo virtual em um computador, com a mínima intervenção humana e sobretudo com complexidade geométrica impensável no passado”, disse o pesquisador do CTI. “Existem uns 40 processos de impressão 3D comercialmente disponíveis, cada um deles com seus materiais específicos.”

O docente da Ufscar completou que a manufatura aditiva ainda não produz peças tão resistentes quanto as produzidas pela subtrativa, mas informou que uma peça feita em impressora 3D tem cerca de 40 a 60% da resistência de seu material original e, em alguns processos, há grande economia de material. “Além disso, existem detalhes internos que a manufatura subtrativa não proporciona e, nesse caso, a manufatura aditiva é a melhor solução.”

Os especialistas dizem que o objetivo da impressão 3D na indústria é acelerar o processo de desenvolvimento de produtos com qualidade, atendendo os requisitos de um mercado cada dia mais exigente e competitivo. Ela criará novas oportunidades para projetistas, operadores,
técnicos especializados em manutenção, desenhistas para projetos de peças, fabricantes e fornecedores de materiais e instrutores para profissionalização da mão de obra. “Para alta tecnologia, requerem-se profissionais experientes e bem qualificados, e os treinamentos movimentam a economia”, destacou o gerente da AMT Brasil. “Há espaço para todos os processos na indústria de bens de consumo e capital, sem exceção. Lembrando que não há evolução sem inovação.”

Leia o artigo que Mario Winterstein, diretor de desenvolvimento de negócios da The Association For Manufacturing Technology – AMT (EUA), escreveu exclusivamente para NEI sobre a impressão 3D no mundo. Para ele, as possibilidades da manufatura aditiva limitam-se apenas à mente humana.


USP inaugura em setembro laboratório para desenvolver soluções aplicadas ao pré-sal

A Escola de Engenharia de São Carlos – EESC da Universidade de São Paulo – USP  inaugurará em 4 de setembro o Laboratório de Escoamentos Multifásicos Industriais – LEMI, financiado pela Petrobras com objetivo de desenvolver tecnologias que envolvam soluções na área de exploração e produção com aplicações no pré-sal. O prédio de 2 mil m2, localizado no campus 2 da USP, em São Carlos-SP, está em fase de acabamento.

Oscar Mauricio Hernandez Rodriguez, coordenador do laboratório, disse que as instalações viabilizarão simular processos que envolvam escoamentos multifásicos em alta pressão – fase de produção em que há mistura de petróleo e bolhas de gás dióxido de carbono denso – com o objetivo de assemelhar-se aos métodos utilizados nas indústrias petrolíferas. “Para tanto, a infraestrutura também foi planejada para as condições industriais, com tubulações de aço, instrumentação avançada e normas de segurança mais rígidas”, explicou Rodriguez.

Novos equipamentos serão adquiridos para o laboratório, como Particle Image Velocimetry – PIV, câmera filmadora de alta velocidade e Anemômetro por Laser Doppler. Já está em fase de importação um Densitômetro de Raios Gama Dual Source para fazer medições de propriedades do escoamento por meio de técnicas nucleares. “O LEMI será o único laboratório de mecânica dos fluidos do Brasil a desenvolver pesquisas com técnicas nucleares”, afirmou o coordenador.

Dois projetos, em processo de formalização, envolvendo as empresas Petrobras e British Gas devem iniciar as atividades no LEMI. Apesar de a Petrobras ter financiado o projeto, não há contrato de exclusividade e demandas de outras empresas poderão gerar pesquisas. Os convênios firmados serão de cooperação e contarão com a participação de alunos de pós-graduação. “O laboratório, como patrimônio da USP, também tem a finalidade de viabilizar o desenvolvimento de projetos acadêmicos no âmbito de ensino, pesquisa e extensão, e não oferecerá privilégios em projetos ou trabalhos de consultoria a petrolíferas”, destacou Rodriguez.


Brasil receberá mais de R$ 100 mi para pesquisa

Neste mês, George Osborne, ministro das Finanças do Reino Unido, em cerimônia na Universidade de São Paulo – USP, anunciou o lançamento do Fundo Newton, que tem como foco o desenvolvimento científico em países emergentes. Totaliza cerca de R$ 1,4 bilhão para 15 países por três anos. O Brasil ficará com mais de R$ 100 milhões, com apoio financeiro de instituições do País voltadas à pesquisa. Estão inclusos no plano: Brasil, China, Índia, Turquia, África do Sul, México, Chile, Egito, Colômbia, Casaquistão, Tailândia, Indonésia, Vietnã, Filipinas e Malásia.

Serão apoiados projetos de pesquisa científica, desenvolvimentos de inovações, intercâmbios de pesquisadores e estudantes, relações entre instituições de ciência e criações de parcerias entre o Reino Unido e o Brasil em diversas áreas. A primeira parceria será com o Conselho Nacional das Fundações Estaduais de Amparo à Pesquisa – Confap.


USP realizará neste mês evento gratuito sobre descarte de produtos químicos

O XII Simpósio de Biossegurança e Descartes de Produtos Químicos e Perigosos em Instituições de Ensino e Pesquisa será realizado em 29 de novembro, das 8 às 17 horas, no auditório da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo – FAU da Universidade de São Paulo – USP. Promovido pela Faculdade de Ciências Farmacêuticas, o evento tem inscrições gratuitas

Os objetivos são fornecer informações técnicas fundamentais, trocar experiências e conhecer novos conceitos de biossegurança e destinação de resíduos químicos perigosos. O evento é recomendado para engenheiros, químicos, professores, pesquisadores, farmacêuticos, bioquímicos, médicos, nutricionistas, biomédicos, biólogos e enfermeiros. Para conhecer a programação completa do simpósio, clique aqui.


Novas pesquisas com etanol de segunda geração

Representantes da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” – Esalq da Universidade de São Paulo – USP, em Piracicaba-SP, e do Centro de Tecnologia Canavieira – CTC firmaram neste mês convênio para projeto que envolve leveduras no processo de etanol de segunda geração. A pesquisa conta com cerca de nove pessoas, que estudarão as leveduras existentes e as possibilidades de melhorias. Jaime Finguerut, assessor técnico da presidência do CTC, ressaltou que se trata de oportunidade para estabelecer produção sólida e viável do etanol lignocelulósico.


Economia de baixo carbono será tema de seminário gratuito na FEA-RP/USP

Nos dias 29 e 30 de outubro, a Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade de Ribeirão Preto – FEA-RP da Universidade de São Paulo – USP realizará o I Seminário Internacional de Economia de Baixo Carbono: Inovação e Governança. Na ocasião, será discutida a transição para uma economia de baixo carbono, com debates sobre questões como inovações, perspectivas tecnológicas, políticas industriais e ambientais, certificações, cooperação internacional e mecanismos de financiamento para desenvolvimento sustentável. O evento gratuito dará destaque especial à expansão da bioenergia e às potencialidades de uso da bioeletricidade e do adensamento do setor por meio da química verde.

O evento contará com a presença de pesquisadores de diversas universidades brasileiras e estrangeiras, além de representantes de empresas privadas, órgãos governamentais e internacionais. Estão confirmados convidados do The German Development Institute, University of Illinois, Fundação Getulio Vargas, Unica, Brakem e Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social – BNDES.

A programação completa e o link para inscrições estão disponíveis no site do Núcleo de Estudos de Economia de Baixo Carbono, realizador do evento: http://www.ebc.fearp.usp.br


Inscrições abertas para o Programa Integrado de Doutorado em Bioenergia

Até 15 de outubro estão abertas as inscrições para o processo seletivo do Programa Integrado de Doutorado em Bioenergia para ingresso no primeiro semestre de 2014. São feitas exclusivamente pelo e-mail: inscricao.bioen@usp.br. Devem ser enviados o formulário de inscrição preenchido e a documentação solicitada em PDF.

O programa é desenvolvido pela Universidade de São Paulo – USP, Universidade Estadual de Campinas – Unicamp e Universidade Estadual Paulista – Unesp e conta com cinco linhas de pesquisas: biomassa, tecnologia, motores, biorrefinaria e sustentabilidade. O candidato deve indicar no formulário de inscrição a universidade de origem de seu orientador (USP, Unicamp ou Unesp).

O programa contará com professores das três universidades e de instituições de ensino superior e de pesquisa de outros países. Terá boa parte das aulas em inglês e usará sistema de videoconferência para a integração de alunos e professores situados em diferentes cidades.

Para mais informações, clique aqui e acesse http://genfis40.esalq.usp.br/pg_bio

Fonte: com informações da Agência Fapesp.


Núcleo de Apoio à Inovação para a Sustentabilidade no Setor Sucroenergético é criado e promete beneficiar 80 grandes empresas

A Universidade Estadual de Campinas, a Universidade de São Paulo, a Universidade Federal de Pernambuco, a União da Indústria de Cana-de-Açúcar e a Embrapa anunciaram o Núcleo de Apoio à Inovação para a Sustentabilidade no Setor Sucroenergético – Nagise. O objetivo é unir – de outubro de 2013 a abril de 2014 – um grupo de 30 pesquisadores das instituições envolvidas e empresários do setor para, por meio de capacitação e diagnóstico das demandas por tecnologia e inovação, estabelecer um plano de inovação que resulte em maior competitividade em escala nacional e global, fortalecendo o setor na matriz energética brasileira. Segundo o Nagise, a previsão é beneficiar 80 empresas de grande porte do segemnto sucroenergético, como Raízen, Bunge e GranBio.

O núcleo integra o Programa Nacional de Sensibilização e Mobilização para a Inovação, do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação. Além disso, o Nagise faz parte da Mobilização Empresarial para a Inovação, da Confederação Nacional da Indústria – CNI, iniciativa que disponibilizou cerca de R$ 50 milhões para a estruturação e operação de Núcleos de Apoio à Gestão da Inovação – Nagis em empresas brasileiras.


Bateria de célula de combustível com menos platina pode custar 50% menos

Pesquisa da Escola Politécnica – Poli da Universidade de São Paulo – USP propõe reduzir os custos das chamadas baterias de célula de combustível. Duradouras, mas atualmente muito caras, ainda não conseguiram entrar no mercado de dispositivos móveis de maneira definitiva por causa do preço proibitivo da platina, um de seus principais componentes. No mercado internacional, 28 gramas podem custar US$ 1.500. Agora, a tese de doutorado do químico Adir José Moreira, na Poli, poderá levar à fabricação de baterias de célula de combustível tão eficientes quanto as melhores do mercado, com menor quantidade de platina e, portanto, mais baratas.

O físico Ronaldo Domingues Mansano, professor do Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos da Poli e orientador de Moreira, acredita que a tecnologia pode estar no mercado em menos de um ano. “Basta que uma empresa esteja disposta a elevar a escala do nosso método”, disse. “Infelizmente no Brasil não há empresas interessadas nesse tipo de tecnologia e estamos tentando estabelecer conversas com representantes internacionais.”

Baterias de célula de combustível são chamadas assim porque geram energia a partir de um combustível que pode vir de fonte externa, como o hidrogênio, por meio de um processo eletroquímico e um facilitador, a platina. O metal separa o hidrogênio em prótons e elétrons. Uma membrana permite a passagem apenas dos prótons. Enquanto isso, os elétrons são obrigados a passar por outro caminho, gerando a corrente elétrica.

A célula de combustível pode usar hidrogênio para gerar energia, por isso especialistas a consideram fonte de energia renovável. A célula tem como produto final uma substância muito bem-vinda ao ambiente, a água.

Como a grande quantidade de platina torna a célula muito cara, além de muito do material ficar desperdiçado dentro da célula, Moreira conseguiu aumentar a atividade química da platina nas baterias de célula de combustível. Por meio de uma técnica desenvolvida no laboratório da Poli, ele reduziu o tamanho das partículas. “Por causa disso conseguimos atingir a mesma eficiência, mas com menor quantidade de platina”, comentou Moreira. “Quanto menor o tamanho das partículas, mais eficiente é o desempenho da célula. Partículas pequenas facilitam as reações eletroquímicas, partículas grandes as dificultam.”

As partículas criadas pelo químico são chamadas de nanopartículas e foram geradas a partir de um filete de platina e depositadas juntamente com um material à base de carbono diretamente em uma membrana, a mesma usada nas baterias de célula de combustível. Quão organizadas essas partículas são depositadas na película e na membrana é um dos fatores cruciais para o rendimento final da bateria.

Moreira conseguiu depositar nanopartículas de platina de forma organizada em um filme de carbono sobre essa membrana obtendo bons resultados. “Com um quarto da platina que normalmente se usa na fabricação de baterias de célula de combustível, conseguimos 50% do desempenho”, afirmou. “Agora, vamos aperfeiçoar nossa técnica para conseguir uma organização melhor das nanopartículas e do filme de carbono.” “Acredito que possamos reduzir o preço das baterias em relação as que existem atualmente no mercado em 50%.”


Inscrições abertas para curso de eletroquímica na USP

Até 28 de julho estudantes de pós-graduação podem se inscrever para participar da Escola São Paulo de Ciência Avançada em Eletroquímica, Conversão e Armazenamento de Energia, um curso que será realizado entre 7 e 14 de dezembro no Instituto de Química da Universidade de São Paulo – USP, na capital paulista.

O objetivo é disseminar e aprofundar o conhecimento dos participantes sobre técnicas e aspectos teóricos e experimentais de eletroquímica de modo a maximizar o uso de programas de computador que acompanham os equipamentos.

Serão selecionados 40 brasileiros e 40 estrangeiros. Eles terão aulas teóricas e participarão de atividades práticas em laboratório, envolvendo as principais técnicas utilizadas no estudo das reações eletroquímicas. Além disso, farão experimentos relacionados a temas importantes, como baterias recarregáveis, células a combustível e capacitores eletroquímicos.

As aulas teóricas e as atividades práticas serão ministradas por professores e monitores da USP e da Universidade de Southampton, do Reino Unido. “A Escola de Química da Universidade de Southampton promove há quase 35 anos uma das mais famosas escolas de eletroquímica do mundo”, contou o coordenador do programa na USP Roberto Manuel Torresi.

Além de docentes da Universidade de Southampton e de outras universidades do Reino Unido, pesquisadores dos Estados Unidos, Espanha, Brasil e França também proferirão conferências durante o evento, nas quais serão abordadas especificamente conversão e armazenamento de energia.

As despesas de transporte, acomodação e alimentação dos participantes serão custeadas pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo – Fapesp, porém os estudantes com bolsa da Fapesp não receberão suporte financeiro.

O evento será realizado no âmbito da Escola São Paulo de Ciência Avançada, modalidade de apoio da Fapesp, que financia cursos de curta duração em pesquisa avançada nas diferentes áreas do conhecimento. Mais informações e inscrições: www.usp.br/escoladeeletroquimica.

Fonte: com informações da Agência Fapesp.