23/07/2013
Levitação com ondas de som movimenta objetos no ar
O professor Alexandre Fonseca indicou recente artigo
informando que pesquisadores suíços criaram um sistema
de levitação sônica que não impõe
nenhuma restrição sobre o objeto a ser levitado.
Alexandre comentou:
Saiu uma noticia recente de um experimento que utiliza ondas sonoras
para levitar objetos, isto é, fazendo os "fluidos nas
cercanias" do objeto oscilar, eles conseguem levitar qualquer
tipo de material.
Alexandre Fonseca aproveitou e relacionou o artigo com o trabalho que
o colega físico Ademir Xavier apresentou no
6o. Enlihpe. O titulo foi "Conjectura e proposta experimental para
detecção de movimentos de fluidos nas cercanias de médiuns
de efeitos físicos".
- revejam
no link o resumo do texto -
e
o vídeo da apresentação -
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Vejam o artigo
- Levitação com ondas de som
movimenta objetos no ar -
Redação do Site Inovação
Tecnológica
Pesquisadores suíços criaram um sistema
de levitação sônica que não impõe
nenhuma restrição sobre o objeto a ser levitado.
Já existem diversos sistemas de levitação usando
campos magnéticos ou campos elétricos, mas eles exigem
que o objeto a ser levitado tenha propriedades magnéticas ou
elétricas.
Um dos criadores do grafeno, Andre
Geim, foi ridicularizado antes de ganhar o Nobel por ter levitado um
sapo, mas o feito exigiu um campo magnético fortíssimo.
O palito de dentes é suspenso e rotacionado
pelas ondas acústicas
Levitação com ondas de som
Com a levitação por ondas sonoras não há
tais constrangimentos. Embora os experimentos com levitação
sônica também sejam antigos, até agora eles eram
pouco flexíveis.
No ano passado, Chris
Benmore demonstrou a levitação sônica deixando
gotas de água suspensas no ar pela pressão combinada das
ondas sonoras de dois alto falantes.
Daniele Foresti e seus colegas do Instituto Federal de Tecnologia de
Zurique foram mais caprichosos, e criaram um sistema de múltiplos
alto-falantes que permite a manipulação precisa do objeto
levitado.
Embora o protótipo só tenha conseguido levitar gotas
de líquidos e um palito de dentes, em tese essa técnica
poderá ser usada para levitar qualquer coisa.
Os pesquisadores acreditam que a técnica poderá ser usada
para manipular materiais perigosos, estudar reações químicas
e até simular a microgravidade do espaço.
E não é necessário se preocupar com o barulho:
os cientistas usaram ondas de alta frequência - 24 quilohertz
(kHz) - que não são captadas pelo ouvido humano, embora
o ruído certamente irá assustar gatos, cães e ratos.
O aparato consiste em um conjunto parecido com
um tabuleiro de damas, formado por placas vibratórias, cada uma
gerando sua própria frequência.
Levitação sônica
Um objeto atinge o estado levitado quando todas as forças que
atuam sobre ele estão em equilíbrio, deixando-o estacionário
no ar. Em outras palavras, a força da gravidade, que puxa o objeto
para baixo, é anulada por uma força de igual intensidade
no sentido oposto.
Esta força vem das ondas acústicas, que o aparelho gera
quando uma onda estacionária entre um emissor e um refletor reverbera
as ondas acústicas. A força da onda acústica atua
contra o objeto, evitando que ele caia devido à gravidade. O
conceito é similar ao de um jato de ar de um ventilador mantendo
uma bola de pingue-pongue no ar.
O aparato consiste em um conjunto parecido com um tabuleiro de damas,
formado por placas vibratórias, cada uma gerando sua própria
frequência. Variando-se a frequência de cada placa é
possível mover o campo acústico e, por decorrência,
o objeto levitado, fazendo-o mover-se de forma controlada.
Em um dos experimentos, Foresti moveu um grão de café
instantâneo para junto de uma gota de água e fez os dois
se misturarem, tudo no ar. Em outra experiência, ele misturou
duas gotículas de líquido com diferentes valores de pH,
um alcalino e outro ácido, gerando uma gotícula que contém
um pigmento fluorescente que brilha apenas com pH neutro.
Os pesquisadores moveram um grão de café
instantâneo para junto de uma gota de água e fizeram os
dois se misturar em pleno ar.
Possibilidades e limitações
Segundo o pesquisador, a técnica de levitação
por ondas sonoras tem uma ampla gama de aplicações possíveis.
É possível mover de forma controlado vários objetos
em paralelo, o que é interessante para aplicações
industriais e de laboratório.
Apesar das potencialidades, ainda há restrições
e alguns cuidados devem ser tomados.
Por exemplo, se as ondas acústicas exercerem uma força
maior do que a tensão superficial do líquido, a gota explode
espetacularmente - eles fizeram testes com água, hidrocarbonos
e vários solventes.
A maior limitação, contudo, é o diâmetro
máximo do objeto a ser levitado, que corresponde à metade
do comprimento de onda da onda sonora que está sendo usada.
Bibliografia:
Acoustophoretic contactless transport and handling
of matter in air
Daniele Foresti, Majid Nabavi, Mirko Klingauf, Aldo Ferrari, Dimos Poulikakos
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: Published online before print
DOI: 10.1073/pnas.1301860110
Fonte:
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=levitacao-por-ondas-de-som&id=010170130719&ebol=sim
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Vejam abaixo vídeos da apresentação
de Ademir Xavier:
1a. parte
2a. parte
