Da Assessoria de Comunicação do IFUSP
Pesquisa coordenada pelo Prof. Dr. Marco Aurélio Brizzotti Andrade, docente do Instituto de Física da USP, desenvolveu um novo equipamento que pode levitar objetos com mais controle do que os outros instrumentos elaborados para essa finalidade até agora. No início de janeiro, essa pesquisa foi destaque na imprensa especializada dos Estados Unidos, foi capa da revista Applied Physics Letters (AIP) e matéria da revista Physics Today.
O dispositivo desenvolvido na USP permite levitar pequenas partículas de poliestireno (3mm), refletindo através de ondas sonoras emitidas a partir de uma fonte que fica acima de um refletor côncavo. Quando se altera a direção do refletor permite-se movimentar as partículas fazendo-as levitar. Anteriormente, os pesquisadores haviam construído dispositivos de levitação semelhantes, porém, era sempre necessário que a configuração da fonte de som e o refletor estivessem a distâncias fixas de “ressonância” e isso dificultava o controle da levitação dos objetos. Com o desenvolvimento do novo dispositivo, os pesquisadores brasileiros conseguiram obter uma levitação “não-ressonante”, ou seja, além de permitir direcionar os objetos levitados, não há mais necessidade de ter uma distância de separação fixa entre a fonte e o refletor.
Essa pesquisa pode representar um passo importante na construção de equipamentos maiores que poderiam ser usados para lidar com materiais perigosos como, por exemplo, no desarme de explosivos ou no manuseio de materiais quimicamente sensíveis como, por exemplo, nas indústrias farmacêuticas, ou ainda, numa série de produtos de alta tecnologia agregada como, por exemplo, na indústria aéreo-espacial e de divertimento, principalmente, no desenvolvimento de brinquedos mirabolantes para crianças e jovens.
O Prof. Marco Aurélio, em entrevista recente dada ao jornalista americano Jason Bardi, da AIP Publishing (http://www.aip.org/publishing/journal-highlights/acoustic-levitation-made-simple) disse que “fábricas modernas têm centenas de robôs para mover as peças de um lugar para outro. Por que não tentar fazer o mesmo sem tocar nas peças a serem transportadas?” Até o momento, as pesquisas e o dispositivo desenvolvido pela equipe do IFUSP só foram capazes de movimentar pequenas peças de poucos milímetros, no entanto, futuramente, os pesquisadores brasileiros esperam desenvolver equipamentos que permitam a levitação de materiais mais pesados.
Funcionamento do dispositivo acústico de levitação:
No protótipo desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Física e da Escola Politécnica da USP, um cilindro superior emite ondas sonoras de alta frequência que quando essas ondas batem no fundo da parte côncava do dispositivo, elas são refletidas de volta. As ondas refletidas interagem com ondas recém-emitidas produzindo assim, as ondas estacionárias, como elas são conhecidas, que têm pontos de pressão acústica mínima (ou nós) e se a pressão acústica a esses nós é forte o suficiente, ela pode neutralizar a força da gravidade e permitir a levitação de objetos.
Até agora, as pesquisas desenvolvidas permitiam apenas a levitação de pequenas partículas em posição fixa, pois a distância entre o emissor de som e o refletor tinha que ser perfeitamente ajustada para que se conseguisse a levitação, porém, se a distância de separação fosse alterada, mesmo que ligeiramente, o padrão de onda estacionária seria destruído e a levitação não ocorreria.
O novo dispositivo de levitação desenvolvido pelos brasileiros não exige uma separação precisa como antes e a distância entre o emissor de som e o refletor pode ser continuamente alterada em plena movimentação dos objetos, sem que isso afete a levitação dos mesmos.
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