Internet das Coisas

[Dados] Custos mais baixos potencializam Internet das Coisas

[Dados] Custos mais baixos potencializam Internet das Coisas

Segundo a consultoria americana, Bain & Company, os gastos globais com Internet das Coisas devem alcançar US$ 520 bilhões, até 2021. A McKinsey, por sua vez, está ainda mais entusiasmada: acredita num impacto econômico de até US$ 11,1 trilhões por ano, até 2025. Os números são bastante expressivos e provam, mais uma vez, que a Internet das Coisas é muito mais que uma tendência: é realidade imprescindível para o sucesso dos negócios.

Entre as diversas razões que impactam positivamente a escalabilidade dos projetos de IoT, a redução nos custos para o desenvolvimento e a implementação das tecnologias certamente ganham destaque ano após ano. Um dos grandes nomes da ciência da computação, o cientista John McCallum, analisou dados históricos para entender como tem sido o ritmo dessa queda, e os achados foram publicados pela revista The Economist:

IoT The Economist

Pelo gráfico, é possível perceber que, em 1956, 1 megabyte de armazenamento custaria cerca de US$ 9.200 (o equivalente a US$ 85.000, em valor presente), montante que inviabilizaria praticamente qualquer projeto de tecnologia. O grande destaque, entretanto, está na rapidez com que os preços declinaram ao longo das décadas, chegando a apenas US$ 0,00002, em 2019.

Mas não apenas o custo por MB caiu ao longo do tempo: os custos operacionais também vêm apresentando uma importante redução. Segundo dados publicados por Jonathan Koomey, da Universidade de Stanford, a quantidade de dados que pode ser processada com o gasto de apenas 1 kWh cresceu cerca de 100 bilhões de vezes, entre 1950 e 2010. Isso significa dizer que até mesmo o mais simples e barato dos chips atuais consegue desempenhar muito melhor que o mais avançado dos computadores da década de 70.

Um outro importante dado que favorece diretamente a escalabilidade dos projetos de IoT refere-se ao preço dos sensores. Dados do banco Goldman Sachs, por exemplo, mostram que o custo médio caiu de US$ 1,30 para US$ 0,60, entre 2004 e 2014, tendência que se verificou nos últimos 5 anos.

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Em relação aos custos de telecomunicação, percebemos uma redução muito menos acelerada. Mesmo assim, eles são bem inferiores ao que era praticado há algumas décadas. Hoje, as velocidades de conexão de dezenas de megabits por segundo podem ser obtidas por apenas algumas dezenas de dólares ao mês.

Em recente publicação, a Forbes analisou como estão os custos com internet ao redor do mundo. A gigante Índia aparece como o país mais barato para uso de um gigabyte, com valor médio de apenas US$ 0,26. O Quirguistão ficou em 2o lugar, com US$ 0,27, enquanto o Cazaquistão completou o Top 3 com US$ 0,49.

No Brasil, este valor sobe para US$ 3,50 (quase 14 vezes mais caro que na Índia) e no Zimbábue, último da lista, o custo de um gigabyte chega a alcançar inacreditáveis US$75,20!

Especialistas acreditam que, conforme o acesso à Internet se expandir pelo mundo, esses valores deverão ser cada vez menores. Dados da International Telecommunications, por exemplo, mostram que, em 2018, 51,2% da população mundial esteve conectada à rede, frente à apenas 23,1% em 2008.

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tecnologia inspirada na Natureza

Tecnologia inspirada na Natureza detecta vazamentos de água

Tecnologia inspirada na Natureza detecta vazamentos de água

Todos os dias, o mundo perde aproximadamente 20% de água limpa devido a vazamentos de tubulação. No Brasil, o último índice elaborado pelo Sistema Nacional de Informações sobre Saneamento indicou que 38,3% do volume de água disponibilizado no país não foram contabilizados como montante consumido, devido a vazamentos, falhas nos sistemas de medição e ligações clandestinas.

Na tentativa de corrigir esses desvios, a Internet das Coisas tem sido amplamente utilizada em soluções que identificam pontos de perda ao longo dos sistemas de distribuição de água. Com a ajuda de sensores inteligentes, até mesmo pequenos vazamentos podem ser rapidamente rastreados e interrompidos através de comandos automáticos oriundos de uma central de inteligência, a plataforma de IoT. O vazamento é, então, instantaneamente interrompido até que as equipes de manutenção cheguem ao local para resolvê-lo.

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V2COM: IoT no combate à fraude de água

A manutenção preditiva é uma outra grande vantagem trazida por esse tipo de solução tecnológica. Ao processar os dados enviados pelos sensores, as plataformas de IoT conseguem prever com elevada precisão quando determinada válvula (ou qualquer outro componente do sistema de distribuição de água) precisa ser revista, antes mesmo que o vazamento ocorra.

Como a Biomimética pode ajudar no combate à perda de água?

Na incessante busca por soluções cada vez mais inovadoras, empresas e centros de pesquisa passaram a olhar para a Natureza como uma fonte de inspiração capaz de resolver problemas do cotidiano humano, como os vazamentos de água. E a Biomimética é justamente a ciência que sistematiza e articula esse exercício de observação.

Ela parte do princípio de que o meio ambiente possui respostas já prontas para uma série de dilemas que o homem ainda não conseguiu resolver. Com foco na análise de diferentes processos e sistemas naturais, uma série de novas tecnologias inspiradas na Natureza tem sido desenvolvida nos últimos anos, trazendo alternativas bastante eficientes para problemas aparentemente muito complexos.

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Biomimética: a nova geração de tecnologias inspired by nature

Recentemente, a companhia WatchTower Robotics Co. desenvolveu uma linha de robôs e ferramentas automatizadas para combater os vazamentos nos sistemas de distribuição de água com inspiração 100% na Biomimética. A ideia partiu do estudo aprofundado de um mecanismo de defesa presente nas lulas e nas lagartixas. Esses animais, quando sob ameaça, deixam para trás parte de seus corpos, como a cauda ou os tentáculos.

De forma semelhante, os robôs biomiméticos, ao percorrerem as tubulações, também "deixam para trás" parte de sua estrutura toda vez que encontram um foco de vazamento. Essa peça prende-se nos pontos de escape e ajuda as equipes de manutenção a identificarem o local exato do problema. Para tanto, os profissionais utilizam scanners sem fio que conseguem rastrear os vestígios do robô sem a necessidade de nenhuma escavação, o que torna o trabalho muito mais simples de ser executado.

Além das lulas e lagartixas, os desenvolvedores da solução também se inspiraram no mecanismo tátil dos seres humanos para alcançar a formatação perfeita dos mecanorreceptores que compõem a tecnologia. Eles ainda se debruçaram sobre a estrutura e a morfologia dos polvos para criar um padrão de robô flexível e maleável que não ficasse preso às partes mais estreitas da tubulação. O corpo da máquina consegue se dobrar de várias maneiras e encolher até 50% de seu tamanho original. Além disso, as ventosas dispostas em sua estrutura permitem que o robô se fixe e deslize pelos tubos com muito mais precisão e segurança.

tecnologia-inspirada-na-NaturezaNão bastasse tudo isso, as equipes desenvolvedoras também estenderam o olhar biomimético para as águas vivas e seu mecanismo de natação altamente eficiente. Esses animais deslocam-se pela água articulando uma cúpula em forma de guarda-chuva, que se abre e se fecha numa dinâmica de constante impulsionamento para frente. Além disso, o próprio movimento de propulsão gera um vórtice de água que carrega o animal até 80% mais longe, sem nenhum gasto extra de energia.

De modo semelhante, o robô da WatchTower Robotics Co. também é capaz de nadar ao longo de todo o sistema de distribuição de água, sem gastar energia, de tal modo que pode trabalhar 24/7 de forma 100% sustentável e pouco custosa.

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Smart Grids: vantagens para concessionárias e consumidores

Smart Grids: vantagens para concessionárias e consumidores

A produção de energia limpa a partir da mesma matriz energética é um desafio comum à maioria dos países. Pesquisas indicam que ao menos 25% do total de gases do efeito estufa seriam resultado do processo de geração de energia com base não renovável.

No Brasil, embora a matriz elétrica seja aproximadamente 86% renovável, observa-se que grande parte do que é gerado e transmitido sofre com as chamadas perdas técnicas e não técnicas, antes de chegar ao destino final. De acordo com a IBM, 14,7% do total de energia produzida no país são dissipados no processo de distribuição.

Segundo a ANEEL:

  •  Perdas Técnicas são aquelas inerentes ao transporte da energia elétrica na rede, relacionadas à transformação de energia elétrica em energia térmica nos condutores (efeito joule), perdas nos núcleos dos transformadores, perdas dielétricas, etc. Podem ser entendidas como o consumo dos equipamentos responsáveis pela distribuição de energia.
  • Perdas Não Técnicas correspondem à diferença entre as perdas totais e as perdas técnicas, considerando, portanto, todas as demais perdas associadas à distribuição de energia elétrica, tais como furtos de energia, erros de medição, erros no processo de faturamento, unidades consumidoras sem equipamento de medição, etc. Esse tipo de perda está diretamente associado à gestão comercial das distribuidoras.
perdas de energia
Esquema de cálculo de perdas de Energia Elétrica (ANEEL)

Seja pela necessidade de implantar um modelo distribuído, com a inclusão de fontes mais limpas (como energia solar e eólica), seja para diminuir as perdas técnicas e não técnicas, as chamadas Smart Grids têm sido a grande aposta para conferir mais inteligência à produção, distribuição e consumo de energia.

Vantagens das Smart Grids para as concessionárias de energia

As Smart Grids são uma nova arquitetura de redes de energia elétrica, que integra e possibilita ações a todos os usuários a ela conectados. Elas fazem uso de tecnologia de ponta, como a Internet das Coisas (IoT), e permitem a transmissão e a distribuição de energia de forma descentralizada, com base em informações em tempo real ao longo de toda a cadeia.

Segundo a Abradee (Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica), as redes elétricas inteligentes devem atender cerca de 74,4 milhões de usuários no Brasil, até 2030. E isso trará impacto positivo direto para as concessionárias de energia.

Com as Smart Grids, é possível identificar instantaneamente qualquer possível queda no fornecimento da rede e tomar as medidas necessárias de forma remota para restabelecer o fornecimento. Esse mecanismo não apenas diminui os custos com o deslocamento de equipes para o local da queda, mas também ajuda a prevenir fraudes e a controlar perdas de energia, bastante comuns no Brasil.

Case de Sucesso:
Elektro reduz 60% do custo de leitura com tecnologia V2COM

Atualmente, 15% de cada 100 quilowatts (kW) produzidos no país são perdidos entre a geração e o consumo, segundo dados do Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE), do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações. Com a medição inteligente, aumenta-se a precisão para identificar esses pontos de escape, de tal forma que com o mesmo nível de produção atual seja possível atender ao número crescente de consumidores com o desenvolvimento dos centros urbanos.

Outra importante vantagem das redes inteligentes é a possibilidade que elas conferem às concessionárias de mapearem as características de consumo dos clientes, facilitando o planejamento do sistema como um todo. Para que isso seja possível, será necessário substituir os atuais medidores eletromecânicos por versões digitais, que transmitem os dados em tempo real por meio de cabos de fibra ótica ou redes sem fio, sem a necessidade de deslocar técnicos para a medição pessoal.

E quais são as vantagens para os consumidores?

O sistema de Smart Grids também confere inúmeras vantagens aos consumidores. Com os medidores inteligentes, os clientes poderão acompanhar de perto e em tempo real o consumo. Isso confere mais autonomia para ajustarem hábitos e até mesmo reduzir o valor das contas, o que é interessante em termos financeiros e ambientais.

Além disso, as redes inteligentes criam uma nova dinâmica de mão dupla, em que os consumidores atuam como receptores e pequenos produtores de energia. Se, por exemplo, uma residência fizer uso de painéis solares e consumir menos energia do que produz, ela poderá armazenar (e até mesmo vender) o excedente por meio das Smart Grids conectadas à rede elétrica.

Case de Sucesso:
Enel Rio reduz perdas não técnicas para 1,6% com medição inteligente

Outro avanço é que o estabelecimento de diferenças tarifárias ao longo do dia tornará possível escolher o melhor horário para utilização dos equipamentos elétricos que consomem mais energia, como chuveiros e ferros de passar, por exemplo. No Brasil, desde 1º de janeiro deste ano, a opção pela tarifa branca tornou-se disponível para todas as unidades consumidoras conectadas em baixa tensão (como residências e pequenos comércios).

Esse é um passo importante para estimular o consumo consciente, que certamente fará ainda mais sentido quando as Smart Grids alcançarem a população brasileira em larga escala.

Conheça as soluções para Smart Grid da V2COM



Ministro da Ciência dá novo prazo para leilão do 5G no Brasil

Ministro da Ciência dá novo prazo para leilão do 5G no Brasil

O ministro da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações, Marcos Pontes, afirmou à Folha de São Paulo que o leilão para implementação do 5G no Brasil deverá acontecer entre o final deste ano e o começo de 2021. Segundo declaração da Anatel, em dezembro do ano passado, o processo estava previsto para março de 2020.

Foto: Ravena Rosa / Agência Brasil

Pontes explica que o motivo para o adiamento está ligado a entraves técnicos, já que existe a possibilidade de interferência com antenas parabólicas para televisão em uma das frequências previstas no leilão, a de 3,5 GHz. Ele ainda afirma a necessidade de se criar uma "estratégia de mitigação" para eventuais problemas, de tal forma que as implementações de pilotos para o 5G estão projetadas para o final de 2021 e início de 2022.

A preparação de infraestrutura para receber a nova rede é uma outra questão que tem sido discutida entre as esferas federal e municipal de governo. Um novo decreto será publicado em breve para delimitar o que é necessário para acomodar o 5G. A instalação de antenas, por exemplo, fica a cargo da regulamentação das prefeituras, e será necessário um grande número delas para que a rede funcione com eficácia.

5G e a Internet das Coisas (IoT)

A infraestrutura 5G representa a próxima evolução de conectividade sem fio, expandindo as possibilidades de negócios para patamares nunca antes alcançados. Segundo recente relatório da MarketsandMarkets, o mercado de infraestrutura para 5G valerá quase 3 bilhões de dólares em 2020, podendo alcançar mais de 33 bilhões de dólares, até 2026.

A razão para esse rápido crescimento deve-se, sobretudo, à demanda ascendente por serviços de dados móveis, comunicação M2M (machine-to-machine) e pela necessidade de maior cobertura e velocidade de conexão.

Segundo o relatório, nos próximos oito anos, a automação industrial e os eletrônicos de consumo serão os setores que mais absorverão a infraestrutura de tecnologia 5G, alcançando 20,5% e 18,4% desse mercado, respectivamente. O setor energético e de Utilities também será positivamente impactado. É previsto que ele represente 11,8% do total.

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Mercado brasileiro de Internet das Coisas cresce 20% ao ano

A rede 5G é capaz de absorver conexões simultâneas de forma bastante eficiente (até 100 vezes mais dispositivos conectados por unidade de área, todos com a mesma velocidade e latência), consumindo muito menos energia. Projeta-se uma redução de 90% no consumo, o que se traduz em dispositivos de baixa potência em ambientes industriais e baterias com 10 anos de vida útil. Além disso, por ser programável, a 5G é capaz de se desconectar automaticamente quando não estiver em funcionamento.

Por essas razões, a nova infraestrutura é essencial para a futura geração de soluções desenvolvidas a partir de tecnologia de IoT, sobretudo, em razão do elevado número de dispositivos inteligentes interconectados que são esperados nos próximos anos. Só até 2020, o mundo contará com mais de 20 bilhões deles, diz a Cisco.

5G para Utilities e Indústria 4.0

A tecnologia 5G promete resolver importantes problemas que dificultam o progresso da Internet das Coisas. Entre os mais importantes, destacam-se as questões de conectividade, a segurança de dados e a automação de processos.

No que se refere especialmente ao Setor Energético e Utilities, os principais entraves a serem superados com a nova tecnologia são:

  •  Integração das inovações com a infraestrutura atual
  •  Redução do consumo energético
  •  Manutenção de grande volume de dados
  •  Automação ao longo dos processos que envolvem a distribuição de energia.

Já para as Manufaturas 4.0, o 5G vem para resolver as seguintes demandas principais:

  • Problemas de conectividade, baixa velocidade e alto tempo de resposta
  • Resistência de incorporação da inovação por parte da cultura corporativa tradicional
  • Promoção de uma comunicação M2M em tempo real
  • Sustentabilidade a longo prazo

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expectativas para a Indústria 4.0

Quais são as expectativas para a Indústria 4.0 brasileira em 2020?

Quais são as expectativas para a Indústria 4.0 brasileira em 2020?

As expectativas para a Indústria 4.0 em 2020 estão bastante elevadas quanto à recuperação da produção industrial brasileira. O setor foi o mais prejudicado pela recessão dos últimos anos, apresentando queda significativa na participação do PIB do Brasil.

Em 2016, por exemplo, a produção industrial era 18% menor que os parâmetros de 2014, e somente em meados de 2019 presenciamos algum crescimento, em torno de 0,8%, segundo dados do IBGE. Foram 14 meses seguidos sem expansão que, felizmente, ficam para trás.

Inovação é sinônimo de retomada de crescimento para a indústria

Segundo o último Relatório de Mercado Focus, que apresenta uma série de estatísticas econômicas com base nas expectativas de mercado, as projeções para o crescimento industrial no Brasil devem atingir 2,19% no final deste ano. Já o PIB deve crescer 2,3%.

expectativas para a Indústria 4.0_ Boletim Focus
Fonte: Boletim Focus (atualização semanal). Clique aqui para ver a última versão

Os dados são otimistas e mantêm-se sem grandes alterações nos últimos boletins liberados. Mas especialistas indicam que não apenas o contexto econômico brasileiro deve ser levado em consideração para garantir as expectativas de crescimento: é preciso que as indústrias estejam preparadas para investir ainda mais pesado em tecnologia, inovação e gestão estratégica.

Para tanto, o país deve somar esforços com vistas a reverter os últimos anos de estagnação em P&D. Os ciclos de investimentos foram bruscamente afetados pelo aprofundamento da crise econômica, e sua recuperação precisa ser muito bem planejada para gerar resultados efetivos.

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WEG e V2COM juntas por um Brasil 4.0

Os dados apresentados no Índice Global de Inovação de 2019  mostram essa queda de performance. O Brasil ficou em 66º lugar entre 129 países analisados, perdendo duas posições em relação ao ano anterior. Apesar de sermos a maior economia da América Latina, estamos no 5º lugar em inovação entre as 19 economias da região. Seguimos atrás do Chile (51º), Costa Rica (55º) e México (56º).

Em um ambiente de crescente competição internacional, investir em tecnologia impõe-se cada vez mais como um diferencial de peso. Por essa razão, para que o Brasil apresente um desempenho industrial proporcional à sua importante posição como 9ª maior economia do mundo, é preciso acelerar nossa jornada rumo à Indústria 4.0

Expectativas para a Indústria 4.0: hora de consolidar esforços em 2020

Está cada vez mais claro para o mercado que a inovação já está posta à mesa. A tarefa agora é aplicá-la de forma sistemática e estratégica, de modo a acelerar e otimizar processos, reduzir custos e atender à uma demanda "real time" cada vez mais exigente.

Se antes os benefícios advindos de tecnologias, como Internet das Coisas (IoT) e Inteligência Artificial, podiam apresentar-se de modo difuso, hoje já não restam mais dúvidas de que elas são a saída para garantir vantagem competitiva e, por que não, sobreviver no competitivo mundo das manufaturas.

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V2COM agora faz parte do Grupo WEG

Em 2020, os especialistas não apostam em grandes revoluções tecnológicas, mas sim na consolidação e aplicação prática das tecnologias já disponíveis. Internet das Coisas (IoT), Inteligência Artificial e Manufatura Aditiva são expressões cada vez mais comuns no ambiente industrial, seja de pequeno, médio ou grande porte.

A IoT, em especial, funciona como um rebuscado sistema nervoso que conecta milhões de pontos, extraindo aquilo que é mais valioso atualmente: os dados. São eles que, quando processados com inteligência, criam a "mágica" transformadora dentro das manufaturas, e podem ser utilizados para diversos fins, como:

  • propor alternativas de processos mais eficientes
  • identificar pontos críticos para economia de custos operacionais
  • otimizar as rotinas de manutenção preditiva
  • criar novos desenhos para interligar as cadeias de produção e distribuição de produtos
  • e até mesmo desenvolver novas frentes de negócios

Não à toa, um recente estudo da KPMG, “Inovação na indústria de tecnologia 2019”, colocou a Internet das Coisas em 1° lugar entre as tecnologias mais disruptivas, sendo considerada a ferramenta com maior potencial de modernizar os negócios nos próximos três anos. O levantamento entrevistou 740 líderes do setor de tecnologia e analisou as dez ferramentas que irão mudar as empresas no curto prazo.

Internet das Coisas como tecnologia mais disruptiva
Fonte: KPMG

Rede 5G: inovação que se expande em 2020

A tecnologia 5G é o ponto alto esperado para 2020. Embora já faça parte de alguns mercados, é neste ano que a nova rede promete se expandir com ainda mais força.

Segundo recente relatório da MarketsandMarkets, o mercado de infraestrutura para 5G valerá quase 3 bilhões de dólares, em 2020, podendo alcançar mais de 33 bilhões de dólares, até 2026.

A razão para esse rápido crescimento deve-se, sobretudo, à demanda ascendente por serviços de dados móveis, comunicação M2M (machine-to-machine) e pela necessidade de maior cobertura e velocidade de conexão.

Segundo o relatório, nos próximos oito anos, a automação industrial e os eletrônicos de consumo serão os setores que mais absorverão a infraestrutura de tecnologia 5G, alcançando 20,5% e 18,4% desse mercado, respectivamente. O setor energético e de Utilities também será positivamente impactado. É previsto que ele represente 11,8% do total.

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Quais são as tendências para IoT até 2023?

A rede 5G é capaz de absorver conexões simultâneas de forma bastante eficiente (até 100 vezes mais dispositivos conectados por unidade de área, todos com a mesma velocidade e latência), consumindo até 90% menos de energia. Isso se traduz em dispositivos de baixa potência em ambientes industriais e baterias com 10 anos de vida útil. Além disso, por ser programável, a 5G é capaz de se desconectar automaticamente quando não estiver em funcionamento.

Por essas razões, a nova infraestrutura é essencial para a futura geração de soluções desenvolvidas a partir de tecnologia de IoT, sobretudo, em razão do elevado número de dispositivos inteligentes interconectados que são esperados nos próximos anos. Em 2020, o mundo vai alcançar a incrível marca de 20 bilhões deles, segundo a Cisco.


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Como a Biomimética pode aumentar a vida útil dos dispositivos de IoT?

Como a Biomimética pode aumentar a vida útil dos dispositivos de IoT?

Quando falamos em dispositivos de IoT, um dos fatores cruciais para garantir sua performance é a oferta de energia. O mercado hoje conta com baterias capazes de nutrir os devices por até 10 anos, sem a necessidade de recargas e substituições constantes.

É sabido que quanto maior a eficiência energética dos sistemas de IoT, maior a vida útil das baterias e, portanto, menores são os custos de manutenção. Com base nessa premissa, uma recente pesquisa idealizada pelo professor-doutor Bao-Lian Su desenvolveu um material sintético que emula a porosidade dos tecidos presentes nas folhas das plantas e nos espiráculos dos insetos (estruturas responsáveis pelas trocas gasosas).

Espiráculos
Espiráculos: pequenos poros na estrutura dos insetos que permitem trocas gasosas

Essa inovação biomimética promete fomentar o desenvolvimento de materiais e sistemas 20 vezes mais eficientes no que se refere a baterias recarregáveis, fotocatálise e sensores para gases. E, dessa maneira, pode revolucionar a vida útil dos dispositivos de IoT, expandindo projetos para regiões ainda mais remotas, onde a manutenção recorrente seria praticamente impossível.

Uma ideia que pode elevar a vida útil dos dispositivos de IoT

O ponto de partida para o desenvolvimento do material sintético de Bao foi a Lei de Murray. É ela que descreve o modo como a Natureza distribui fluidos (líquidos e gases) do modo mais eficiente possível.

Não importa se estamos falando das raízes e caules das plantas, dos pulmões dos mamíferos ou mesmo dos espiráculos dos insetos, a lei sempre é válida quando se pretende transportar fluidos com a menor resistência possível, garantindo o menor "custo" aos sistemas.

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Como a Biomimética está revolucionando a geração de energia sustentável?

Entretanto, para seguir as diretrizes de Murray, é preciso construir sistemas porosos sintéticos que se aproximem da perfeita complexidade das formatações biológicas, tarefa bastante complexa de ser desempenhada com sucesso. Não para o time de Bao...

A equipe desenvolveu um esquema multinível de estruturas, com base em nanopartículas de óxido de zinco (ZnO) que, em conjunto, compuseram blocos tridimensionais e organizados compostos por nano, meso e macroporos. A formatação da rede seguiu um ordenamento com base no diâmetro desses poros, algo fundamental para garantir a fluidez dos materiais transportados com a menor resistência possível, tal como acontece nas plantas e em outras estruturas vivas.

Segundo Bao, esse novo padrão de rede pode ser aplicado à uma série de funcionalidades que utiliza estruturas porosas, sobretudo em materiais cerâmicos e nanometais.

Baterias de Lítio: vida útil estendida com Biomimética

A extensão da vida útil de baterias recarregáveis de Lítio está entre as conquistas mais importantes que esse novo material pode trazer à indústria, com amplo espectro de utilização. Entre eles, aumentar a eficiência dos dispositivos de IoT.

O apelidado ZOMM (ZnO Murray Materials) — e sua estrutura multinível — apresentou um ciclo de vida útil na ordem dos 5.000, com uma capacidade de reversibilidade até 40 vezes maior que os materiais de ZnO macroporoso e 25 vezes maior que os de grafite mais modernos disponíveis no mercado atualmente.

Além disso, quando se usou o ZOMM como ânodo, alcançou-se uma formatação de bateria com capacidade ultraelevada e ciclos de longa duração muito mais estáveis do que os padrões hoje utilizados. Isso, claro, é um grande passo para resolver os inúmeros desafios acerca do crescimento exponencial no uso de energia em todo o mundo e especialmente para diminuir a pegada ambiental, através de processos cíclicos mais duradouros e sustentáveis.

Apenas para colocar em números, um recente estudo comandado por Anders S.G. Andrae, da Huawei, mostrou quese não houver avanços significativos em eficiência energética, as indústrias de Tecnologia da Informação & Comunicação (TIC) poderiam consumir 20% de toda a eletricidade do mundo, até 2025, e serem responsáveis por até 5,5% das emissões de carbono.

benefícios da IoT
Fonte: "Total Consumer Power Consumption Forecast", Anders S.G. Andrae

Fotocatálise 17 vezes mais eficiente

A fotocatálise utiliza a luz para acelerar reações químicas baseadas na ação de nano-semicondutores dispersos. Amplamente aplicado na indústria, esse processo tem sido fundamental para a degradação orgânica de poluentes prejudiciais ao meio ambiente.

Bao e sua equipe perceberam que a estrutura 3D bio-inspirada na Lei de Murray poderia ter uma importante aplicação na fotocatálise. Isso porque a capacidade fotocatalítica do ZOMM é ao menos 17 vezes maior que a dos nanomateriais de ZnO dispersos, comumente usados nesse tipo de processo.

Além disso, o filme composto pela tecnologia ZOMM pode ser utilizado por diversos ciclos de catálise, sem alterar sua estrutura e funcionalidade. Isso torna o processo menos custoso e mais sustentável.

Sensoriamento de gases 20 vezes mais sensível

Sensores de gás são amplamente utilizados em diversos tipos de indústria, especialmente para fortalecer os padrões de segurança dos processos produtivos. Eles também podem integrar dispositivos de IoT inteligentes que disparam alarmes caso a concentração de alguma substância tóxica aumente no ar.

A estrutura vascularizada e porosa do ZOMM provou ser altamente eficiente para aumentar a superfície de absorção do oxigênio (tal como no sistema respiratório dos seres vivos) e ainda capaz de acelerar a difusão de outras moléculas gasosas.

Quando foram realizados testes específicos com o vapor de etanol, o ZOMM alcançou um padrão de sensibilidade na ordem dos 457, uma valor nunca reportado por nenhum experimento até então. Esse número é, no mínimo, 20 vezes maior que os sensores mais modernos já disponíveis no mercado.

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Biomimética: como o cérebro humano pode superar os desafios do Edge Processing

A pesquisa com os materiais inspirados na Lei de Murray ainda indicou uma série de outros usos na indústria. A formatação porosa, tridimensional e ordenada provou garantir um elevado grau de reatividade e uma baixa resistência no transporte molecular, características importantes para aumentar exponencialmente a eficiência de uma vasta gama de processos e sistemas.

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