No primeiro plano é possível ver a rede de eletrodos da pilha atuadora, com o elastômero aparecendo ao fundo. No detalhe, a estrutura perfurada dos eletrodos. [Imagem: Fraunhofer-Gesellschaft]
Amortecedor ativo
Não é necessário andar por uma rua de paralelepípedos para sentir desconforto no selim de uma bicicleta: basta experimentar o asfalto da maioria das cidades brasileiras.
Engenheiros do Instituto Fraunhofer, na Alemanha, acreditam ter encontrado uma solução melhor do que os elastômeros usados hoje para acolchoar os selins.
A equipe do Dr. William Kaal criou uma espécie de elastômero ativo, um material no qual são incorporados músculos artificiais capazes de reagir rapidamente às vibrações, funcionando com um amortecedor.
Da mesma forma que um tenista diminui a velocidade da bola puxando a raquete para trás na hora da rebatida, o elastômero ativo tira energia das vibrações movendo-se alternadamente num e noutro sentido.
Teoricamente é possível dissipar completamente as vibrações usando esse mecanismo, embora os resultados tenham sido excelentes com bem menos do que isso.
Pilha atuadora
Os músculos artificiais, ou polímeros eletroativos, são materiais elásticos que mudam de forma sob a ação de um campo elétrico.
Para contrabalançar vibrações, o truque é usar uma corrente alternada, o que faz com que o próprio músculo artificial vibre no sentido oposto.
Para coordenar os dois movimentos, de forma a anular as vibrações vindas do solo, é usado um sistema composto de um sensor, para detectar as vibrações, e um circuito eletrônico para controlar a forma de onda da corrente alternada, que controla a "contra-vibração" do músculo artificial.
O protótipo tem 40 camadas de polímeros eletroativos, formando o que o pesquisador chama de "pilha atuadora".
Selim com suspensão ativa
"A grande dificuldade foi projetar os eletrodos necessários para aplicarmos o campo elétrico a cada uma das camadas," conta Kaal.
Eletrodos de metal comum são rígidos demais, e atrapalhavam a deformação das camadas de músculos artificiais. Mas Jan Hansmann, outro membro da equipe, encontrou a solução.
"Nós fizemos furos microscópicos nos eletrodos. Quando a tensão elétrica deforma o elastômero, então ele pode se dispersar por esses furos," conta Hansmann.
O resultado é um atuador com a espessura similar à da cobertura de um selim de bicicleta, mas capaz de subir e descer várias vezes por segundo, dando um conforto muito maior: um autêntico selim com suspensão ativa.
Coxins ativos
O resultado foi tão bom que os engenheiros já falam em usar seu dispositivo antivibração em automóveis, por exemplo, substituindo os coxins do motor e da suspensão.
Além disso, o funcionamento da pilha atuadora pode ser invertido: em vez de produzir vibrações para manter sua superfície estável, ela pode absorver as vibrações e gerar energia, abastecendo equipamentos em locais de difícil acesso.
Parece que, depois que descobriram como a bicicleta funciona, os engenheiros decidiram dar um banho de tecnologia nas magrelas: além do selim com suspensão ativa agora criado, elas já contam com sistema regenerativo de energia, câmbio automático e freio wireless.
E, para quem não se contenta em pedalar, logo estarão disponíveis bicicletas elétricas alimentadas a hidrogênio, e até uma bicicleta voadora.
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