CURSOS ASBRAV 2007

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Dissipador de calor de nanotubos de carbono é mais eficiente para resfriar chips

 Os dissipadores de calor, com seus inseparáveis companheiros ventiladores, são os grandes responsáveis pelas altas velocidades alcançadas pelos chips mais modernos. Ao consumir mais potência para rodar mais rápido, esses microprocessadores desperdiçam grande quantidade de energia na forma de calor. Somente graças aos dissipadores é que eles conseguem "manter a cabeça fria" e funcionar sem literalmente fundir.

O problema é que os dissipadores são grandes e não oferecem muita flexibilidade ao projetista. Agora que está se disseminando a moda dos mini-Pcs, com gabinetes minúsculos, cresce o interesse por sistemas de dissipação de calor menores e mais eficientes.

Dissipador de nanotubos de carbono

Atualmente, cientistas finlandeses da Universidade de Oulu, em colaboração com seus colegas do Instituto Politécnico Rensselaer, Estados Unidos, descobriram que os nanotubos de carbono de parede múltipla podem gerar dissipadores mais eficientes e muito menores do que os atuais.

Os resultados demonstraram que o dissipador de nanotubos de carbono é tão eficiente quanto os dissipadores de cobre, só que muito menor. Hoje, a maioria dos dissipadores utilizados nos aparelhos eletrônicos é feita de alumínio, menos eficiente do que o cobre, mas muito mais barato.

Os pesquisadores desenvolveram uma estrutura simples e escalável - que pode ser construída em tamanhos maiores, conforme a necessidade. O segredo está na utilização de uma película contendo nanotubos de carbono de paredes múltiplas, que pode ser integrada ao chip.

Os nanotubos, que medem 1,2 milímetros de comprimento, são "cultivados" em um molde de óxido de silício. Depois de retirados do molde, eles podem ser cortados nas dimensões necessárias por meio de um raio laser. A seguir, é só colar o dissipador de nanotubos de carbono sobre o chip.

Devido à sua espessura muito fina, os pesquisadores afirmam que ele será ideal para equipar os circuitos integrados de equipamentos móveis, como telefones celulares e tocadores MP4. Mas virtualmente, qualquer tipo de chip poderá se beneficiar da melhor dissipação de calor oferecida pelo dissipador de calor nanotubos.

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Refrigerador criogênico é pequeno, frio e eficiente 

A criogenia é um ramo extremamente importante da física que estuda as tecnologias para produção de temperaturas extremamente baixas.

E muito longe de ser uma curiosidade científica, a criogenia hoje tem aplicações da pesquisa básica até grandes telescópios, cujos sensores devem permanecer em temperaturas próximas do zero absoluto para serem estáveis e captarem a maior quantidade possível de radiação eletromagnética.

Refrigerador criogênio

Agora, engenheiros do Instituto NIST, Estados Unidos, criaram um novo refrigerador criogênico, que poderá baratear e facilitar muitas das pesquisas e inúmeras aplicações industriais que requeiram temperaturas muito baixas.

O novo refrigerador criogênico opera com o dobro da freqüência normalmente utilizada em equipamentos desse tipo. O resultado é um equipamento muito mais compacto, de resfriamento mais rápido e capaz de atingir temperaturas mais baixas.

Chamado de "cryocooler", o super-refrigerador é um passo rumo ao desenvolvimento de equipamentos realmente miniaturizados, operando em freqüências muito mais altas e capazes de viabilizar o resfriamento em circuitos integrados e em sistemas microeletromecânicos (MEMS).

Trocador de calor

O mini refrigerador criogênico é do tipo "tubo pulsante", que utiliza as oscilações do gás hélio para transportar calor, atingindo temperaturas de -223º C em uma questão de minutos e sem necessitar de qualquer parte móvel. Refrigeradores criogênicos de tubos pulsantes são mais duráveis do que os tradicionais modelos Stirling.

Com o componente principal de resfriamento medindo apenas 7 centímetros de comprimento por 1 centímetro de diâmetro, o equipamento opera a 120 Hertz, o dobro da freqüência comumente utilizada. Isso exige um oscilador muito menor para gerar o fluxo do gás, permitindo o resfriamento rápido.

Os pesquisadores esperam conseguir aumentar a freqüência do seu equipamento para até 1.000 Hz, graças à utilização de um modelo computacional, que permite a otimização das dimensões dos componentes e dos parâmetros de operação, como pressão, freqüência e geometria de cada uma das peças.

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Gás natural no condicionamento de ar 

O alto custo das formas de energia utilizadas em condicionadores de ar faz com que cada vez mais aumente a procura por formas alternativas. Neste intuito, o segmento comercial de Alagoas já pode utilizar-se da nova tecnologia: o gás natural.

A empresa distribuidora Algás foi a primeira do nordeste a utilizar a nova forma de energia com equipamento de pequena carga, 33TRs.

Entre os benefícios desse tipo de solução energética está a confiabilidade no equipamento e suprimento da energia, além da economia que é muito menor do que a refrigeração com uso da energia elétrica.

A viabilidade de aplicação destes sistemas só pode ser medida quando relacionamos a economia gerada pela redução do consumo de energia elétrica e o investimento inicial. Esta relação será mais favorável para clientes que tenham uma maior taxa de uso diário dos equipamentos de climatização como bancos, hotéis, shopping centers, colégios e até mesmo residências de alto padrão.

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