Notícia

Pesquisadores desenvolvem novo detector sísmico barato, de baixo consumo e resistente a condições adversas

Fonte

Universidade Politécnica de Madri

Data

sábado, 21 janeiro 2023 16:25

Áreas

Ciência de Dados. Geociências. Inovação. Materiais. Monitoramento Ambiental. Nanotecnologia. Sensoriamento Remoto. Tecnologias.

Em um trabalho recentemente publicado na revista científica Nano Energy, uma equipe de pesquisadores da Universidade Politécnica de Madri (UPM) e da IMDEA Materials – em colaboração com o Instituto Geográfico Nacional (IGN) e o Centro de Estudos e Experimentação de Obras Públicas (CEDEX), ambos da Espanha – projetaram e testaram um novo sensor sísmico baseado no efeito triboelétrico. Os resultados obtidos mostram que, dentro de uma rede sísmica, o sensor consegue detectar sismos a milhares de quilômetros do seu epicentro com grande sensibilidade e precisão.

Além de ser resistente a condições extremas, cada sensor pode comunicar informações sobre atividade sísmica a longas distâncias, até 20 quilômetros de onde está localizado em áreas interurbanas, e essas informações também podem ser visualizadas em qualquer dispositivo com internet. Em suma, o novo sensor, já patenteado, pode ser usado para detectar terremotos e alertar sobre perigos através de um sistema muito barato, com baixíssimo consumo e resistente a condições adversas.

Especificamente, em colaboração com o Serviço de Dados Sísmicos do IGN, os pesquisadores – liderados pelo Dr. José Sánchez del Río, pesquisador do Grupo de Pesquisa em Materiais Estruturais Avançados e Nanomateriais da UPM – testaram a relação das medições de vibração obtidas com o novo sensor colocado na superfície de uma mesa de vibração triaxial, em comparação com as obtidas pelos sensores MEMS (baseados em sistemas microeletromecânicos) normalmente utilizados na rede nacional de sensores sísmicos do IGN. Os resultados mostraram uma grande similaridade entre ambos os sinais, o que demonstra a eficácia do novo sensor.

O novo sensor sísmico tem como elementos principais transdutores triboelétricos. Esses transdutores são fabricados no laboratório da IMDEA Materials, sob a liderança do pesquisador Dr. De-Yi Wang, e são formados por duas camadas de material polimérico que, por meio de diferentes tratamentos químicos, apresentam eletronegatividade oposta. No momento em que essas camadas entram em contato, é gerada energia elétrica de alta tensão, sem a necessidade de qualquer fonte externa. Este fato faz com que estes sensores também sejam chamados de sensores (auto)nanogeradores de energia  triboelétrica (TENGS).

O sensor sísmico também é composto por uma massa inercial que é posicionada no transdutor triboelétrico, permitindo que a vibração seja detectada no eixo Z do espaço. O Departamento de Desenho Mecânico Industrial da UPM, liderado pelo Dr. Francisco Santos Olalla e pelo Dr. Rafael Cascón Porres, é atualmente responsável pelo projeto mecânico para detecção 3D, juntamente com a aluna Alba López Lagoa. Além disso, os novos sensores sísmicos são capazes de detectar vibrações de baixíssima amplitude (5mg) e alta frequência (300Hz). Os pesquisadores verificaram que os sinais de vibração podem ser transmitidos a longas distâncias e também podem ser visualizados na Internet através da Internet das Coisas (IoT).

Em resumo, e na opinião do Dr. José Sánchez del Río: “este novo sensor sísmico pode ser usado para detectar terremotos e alertar sobre o perigo através de um sistema muito barato, com baixíssimo consumo e resistente a condições adversas. Os usuários potenciais variam de grandes corporações, pequenas e médias empresas ou indivíduos interessados, bem como os responsáveis ​​pelos sistemas nacionais de detecção de terremotos”.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Politécnica de Madri (em espanhol).

Fonte: UPM. Imagem: wirestock via Freepik.