Mundo High Tech: Confira as novidades de tecnologia

Fonte: BBC

Chip 3D integra processador e memória

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/07/2011

O aquecimento do processador causa um aumento na temperatura da memória, diminuindo o tempo que os chips DRAM conseguem manter os dados.[Imagem: Imec]

Processador e memória juntos

O instituto de pesquisas IMEC, da Bélgica, apresentou um chip 3D totalmente funcional que mescla processador e memória em um único circuito integrado.

Usando um circuito lógico CMOS criado pelo próprio IMEC e um chip de memória DRAM comercial, os pesquisadores tentaram reproduzir ao máximo os futuros chips voltados para aplicações móveis.

O objetivo era estabelecer os parâmetros de operação de um processador comercial encapsulado em um chip 3D, sobretudo com relação à dissipação de calor.

Como o chip lógico utilizado não é um processador real, como os utilizados em notebooks e celulares, os pesquisadores inseriram aquecedores dentro da pilha 3D para simular a dissipação em condições realísticas de operação.

Pontos quentes

O chip 3D contém em sua estrutura um sistema de monitoramento do estresse termo-mecânico, para avaliar o impacto do calor dissipado, e um detector de descargas estáticas, que podem danificar o chip durante seu manuseio.

O chip 3D de demonstração mostrou que uma aplicação real exigirá uma espessura mínima de 50 micrômetros para o conjunto processador/memória para que seja possível lidar com os pontos mais quentes de cada um deles.

Devido à forte redução da capacidade de dissipação lateral, esses pontos quentes são ainda mais quentes do que nos chips 2D atuais e mais confinados, o que requer estratégias próprias de captura do calor e seu redirecionamento para o exterior do chip.

Outra conclusão importante é que o aquecimento do processador causa um aumento na temperatura da memória, diminuindo o tempo que os chips DRAM conseguem manter os dados.

Como a própria memória gera calor, e difunde esse calor pelo processador, o chip experimental mostrou que é inviável tentar isolar termicamente a memória e o processador.

Novas técnicas de resfriamento

"Estamos entusiasmados em atingir este marco importante. Este chip de teste, juntamente com nossas ferramentas de projeto 3D e nossos modelos termais representam um passo importante para a introdução da tecnologia 3D nos chips DRAM-sobre-lógica para aplicações móveis," destacou Luc Van den Hove, do IMEC.

Embora os modelos termais tenham ajudado a identificar os pontos onde a dissipação de calor é mais crítica, será necessário desenvolver técnicas de resfriamento próprias para esses chips, capazes de coletar quantidades maiores de calor em determinados pontos.

Fonte: Inovação Tecnológica

Carro elétrico para Fórmula 1 começa a ser discutido

Com informações da New Scientist - 18/07/2011

A F1 é usada para laboratório de testes para os automóveis de rua, e os carros elétricos começam a chamar a atenção. [Imagem: ATT Williams/Divulgação]

Fórmula 1 elétrico

O sucesso do sistema de recuperação de energia KERS está levando os executivos da Fórmula 1 a especularem sobre um carro F1 totalmente elétrico.

"Nós definitivamente teremos um F1 elétrico um dia," afirmou Nick Fry, chefe da equipe Mercedes e que liderou a equipe Brawn durante a conquista do campeonato mundial da categoria em 2009.

"Para começar, nós vamos introduzi-lo em paralelo com os Fórmula 1 tradicionais, como aconteceu com a versão elétrica das corridas de motocicleta, que ocorrem paralelamente com a categoria TT. No início todo o mundo viu a TT elétrica como uma espécie de piada, mas agora todos a estão levando muito a sério," afirmou Fry.

Sistema KERS

O grande catalisador dessa mudança é o sistema KERS: Kinetic Energy Recovery System, sistema de recuperação de energia cinética, que pode funcionar com base em baterias ou em rodas voadoras.

O sistema KERS é formado por um híbrido motor/gerador ligado ao eixo principal do motor e um conjunto de baterias de íons de lítio, instalado junto ao assoalho do carro.

Quando o piloto aciona os freios, o gerador converte a energia cinética em eletricidade para carregar as baterias. Quando precisa de uma energia extra, o mecanismo se inverte e a energia das baterias gira o motor/gerador, dando uma força extra diretamente ao eixo do motor.

Na atual temporada de Fórmula 1, o piloto pode usar o sistema durante 6,6 segundos, o que lhe dá um impulso extra de 60 kilowatts - 80 HPs, para os ainda ligados nos motores a combustão.

Impulso para os carros elétricos

Apesar de que algumas falhas nos sistemas KERS já tenham prejudicado alguns pilotos, ele funciona melhor do que os projetistas esperavam.

Como as corridas sempre foram um laboratório para as fábricas, os sistemas de recuperação cinética já chegaram à indústria de carros de rua, nos chamados veículos híbridos. E poderão fazer muito mais pelos carros elétricos.

"Então, imagine [os benefícios de] uma competição de carros projetada inteiramente ao torno de veículos elétricos," disse Fry.

Os benefícios do KERS já foram além da indústria automobilística: até um pé artificial já utiliza o sistema KERS para auxiliar o movimento das pessoas que recebem a prótese.

Fonte: Inovação Tecnológica

Carros de Fórmula 1 trocam bateria por flywheel

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/04/2009

Conjunto KERS e flywheel da equipe Williams, tudo integrado em um único conjunto.[Imagem: Williams F1/Divulgação]

Como em todo início de temporada da Fórmula 1, a imprensa se debruça sobre as inovações tecnológicas incorporadas nos carros - pelos menos sobre aquelas que podem ser divulgadas, já que muitas são mantidas pelas equipes como verdadeiros "segredos de estado."

A estrela da cobertura jornalística é o sistema KERS (kinetic energy recovery system: sistema de recuperação de energia cinética), que não é exatamente nenhuma novidade e já é item de série em veículos híbridos.

Flywheels

Mas um detalhe passou despercebido pela grande imprensa: algumas equipes estão trocando as baterias porflywheels, equipamentos que acumulam energia não de forma química, como as baterias, mas mecânica, como energia cinética, em "rodas voadoras" que giram com velocidades superiores a 35.000 rpm.

Apesar do nome, obviamente asflywheels não voam. Ao contrário, elas são fechadas hermeticamente em um cilindro ultraequilibrado, de forma a girarem em altíssima velocidade sem gerarem praticamente nenhuma vibração.

Sistema KERS

A utilização das flywheels tem tudo a ver com o sistema KERS.

Quando o piloto pisa no freio, uma parte da energia dissipada é coletada e armazenada. Um equipamento que funciona tanto como dínamo quanto como motor elétrico transforma a energia rotativa do eixo em corrente elétrica.

Essa corrente é então armazenada para ser utilizada mais tarde. Quando ela é necessária, o dínamo/motor funciona ao inverso, como motor elétrico, e usa a energia acumulada para injetar potência no eixo, reforçando o trabalho do motor a combustão do carro.

Armazenamento mecânico de energia

É aí que entram as baterias e as flywheels: a energia capturada pelo KERS pode ser armazenada tanto na forma química - em baterias - quanto na forma mecânica - nasflywheels.

As equipes Renault, McLaren anunciaram ter optado pelo armazenamento da energia em baterias. A BMW-Sauber vai usar supercapacitores. E pelo menos a equipe Williams anunciou oficialmente que está usando flywheels. Outras equipes não divulgaram suas opções.

Segundo Damien Scott, da Williams, o sistema com flywheel recebe e armazena a energia de forma mais rápida e também libera a energia de forma mais rápida.

Assim como o sistema KERS já está sendo utilizado em veículos de rua, como no Toyota Prius, as flywheels logo também poderão se tornar uma opção para o armazenamento de energia em carros de passeio híbridos.

Chuva de projéteis

Contudo, há questões de segurança envolvidas e que podem ser mais graves ante as possibilidades de acidentes em alta velocidade, como acontece frequentemente na Fórmula 1.

Há vários estudos para a utilização de flywheels para armazenamento de energia, mas sempre em aplicações estacionárias. Esta é a primeira vez que se fala na sua utilização em veículos.

O maior risco está em uma eventual falha da flywheel, seja por problemas estruturais nas rodas de grande massa que ficam girando em seu interior em altíssima velocidade, seja porque o bloco inteiro da flywheel seja danificado em um acidente.

Girando nesta velocidade, a quebra da roda girante poderá gerar uma verdadeira chuva de detritos que sairá em todas as direções, com estilhaços voando mais rapidamente do que projéteis de armas de fogo. Isto, pelo menos, é o que afirmam os mais preocupados com a segurança.

Implosão

Segundo a Williams, suas flywheels foram projetadas já prevendo a possibilidade de acidente. Em caso de falhas, afirma a empresa, suas flywheels como que implodem, e não explodem. Nesse caso, não haveria qualquer tipo de detrito mesmo no caso dos acidentes mais graves.

A FIA, que normatiza a segurança da Fórmula 1, não se manifestou oficialmente sobre os riscos específicos das flywheels. Por enquanto, a Federação parece mais envolvida com a melhoria do espetáculo nas corridas e com a redução do consumo de combustível - e o sistema KERS ajuda nos dois, seja sua energia armazenada de forma química ou mecânica.

As regras da Fórmula 1 em 2009 permitem a utilização de até 60 kilowatts de energia extra vindas do sistema de armazenamento do sistema KERS, seja ele na forma de baterias ou de flywheels. Isso equivale mais ou menos a 10% da potência dos motores atuais. A energia extra pode ser utilizada por até 6,5 segundos por volta.

Fonte: Inovação Tecnológica

Eletricidade sem fios alimenta implantes cardíacos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/07/2011

A configuração de teste usa uma grande bobina de transmissão, à direita, conectada à energia do prédio. À esquerda fica a bobina de recepção. A pequena bobina próxima está conectada à bomba cardíaca, que está trabalhando com o fluido da jarra.[Imagem: University of Washington]

Bombas cardíacas

Os sistemas de assistência ventricular, ou bombas cardíacas, são bombas eletromecânicas desenvolvidas para dar um reforço temporário ao coração de pacientes que estão esperando por um transplante.

Ocorre que a tecnologia desenvolveu-se mais rapidamente do que o andar da fila de transplantes, o que fez com que esses assistentes ventriculares passassem a ficar cada vez mais no corpo dos pacientes, por vezes sendo usados continuamente por vários anos.

O problema é que eles precisam de um fio elétrico para alimentá-los. O fio, que sai pelo umbigo, é uma fonte séria de infecções - cerca de 40% dos pacientes sofrem de infecção, já tendo sido computados casos fatais.

Eletricidade sem fios

Por isso, pesquisadores das universidades de Washington e Pittsburgh, nos Estados Unidos, estão utilizando o conceito detransmissão sem fios de energia elétrica para alimentar esses dispositivos, eliminando a necessidade da fiação e do "cordão umbilical" elétrico.

O conceito é diferente dos nanogeradores para alimentação wireless, que prevê a geração no próprio implante, mas tem a vantagem de poder ser implantada mais rapidamente.

Joshua Smith e seus colegas construíram uma variação da chamada energia indutiva, na qual uma bobina transmissora emite ondas eletromagnéticas de uma determinada frequência, e uma bobina receptora capta essa energia e a utiliza para carregar uma bateria ou alimentar diretamente um aparelho.

Nesse novo sistema de transmissão de energia - que também é indutivo - o equipamento ajusta a frequência e potência conforme varia a distância e a orientação entre as bobinas transmissora e receptora.

Segundo os pesquisadores, isso permite a transmissão sem fios de eletricidade por distâncias maiores do que o que havia sido demonstrado de forma prática até agora.

"A intuição da maioria das pessoas sobre a transmissão de energia wireless é que se dispõe de menor potência quando o receptor se afasta do transmissor," explica Smith. "Mas, com esta nova técnica, há um regime no qual a eficiência de fato não se altera com a distância.

Recarregamento de implantes médicos

Na verdade, a potência permanece constante ao longo de uma distância equivalente ao diâmetro da bobina - uma bobina de 5 centímetros de diâmetro, por exemplo, mantém a potência em uma faixa de 5 centímetros, enquanto uma bobina de 30 centímetros garante a potência em uma área de 30 centímetros.

Parece não ser muito, é mais do que suficiente para passar pela pele e pelo corpo humano e alimentar o implante médico.

Como a faixa de alcance é pequena, a ideia dos pesquisadores é usar o sistema de energia wireless para recarregar uma bateria no interior do implante.

A bateria garante energia para o aparelho durante duas horas, o que dá ao paciente a liberdade para andar pela casa, tomar banho ou mesmo liberdade para pequenas saídas de casa, o que não é possível hoje.

Transmissores acoplados à cama do paciente poderão permitir que ele durma sem qualquer preocupação com seu implante.

O sistema está em fase de avaliação e, agora, será testado em animais.

Fonte: Inovação Tecnológica