As válvulas e bombas que estão sendo desenvolvidas pelo grupo de pesquisa liderado pelo Professor Stefan Seelecke na Saarland University são feitas de filme de silicone eletroativo e oferecem muito mais do que apenas a funcionalidade típica de 'abrir / fechar' ou 'ligar / desligar'. Os pesquisadores controlam o filme eletricamente e podem fazê-lo executar vibrações ou pulsos precisos sob demanda, enquanto também monitora sua posição ou forma exata. Essa capacidade de resposta torna possível variar continuamente a taxa de fluxo através de uma válvula ou regular continuamente o desempenho de uma bomba. Outra característica desses dispositivos baseados em filme é que eles podem indicar se foram bloqueados por um corpo estranho. Como os pesquisadores podem moldar os filmes para caber em quase todos os invólucros, os filmes podem ser usados ​​em uma ampla gama de aplicações práticas.

A equipe estará no Hannover Messe deste ano, onde eles estarão demonstrando sua tecnologia no Estande de Pesquisa e Inovação de Saarland (Hall 2, Suporte B46).

A falha de pequenas válvulas ou bombas em uma grande planta industrial pode causar grandes problemas para as equipes de manutenção e reparo. Pode levar um bom tempo até que o componente defeituoso seja localizado. E isso pode ser ainda mais problemático se a falha demorou para se fazer sentir; quanto mais tempo leva para encontrar uma falha, quanto maior o potencial de dano à planta. Se, por exemplo, um corpo estranho fica preso em uma válvula e a válvula não fecha corretamente como resultado, pode levar algum tempo até que os operadores fiquem sabendo do mau funcionamento.

Agradecidamente, esta situação não surge com as novas bombas e válvulas que foram desenvolvidas pelo professor Stefan Seelecke e sua equipe de pesquisa na Universidade de Saarland. 'Nossos dispositivos são capazes de comunicar seu status e sua atividade em tempo real. Por exemplo, a válvula pode nos dizer não apenas se está aberta ou fechada, mas exatamente quão longe está. Se não puder fechar devido à presença de um corpo estranho, também pode comunicar esse fato para nós, 'explica o professor Seelecke.

As válvulas e bombas criadas pelo grupo de pesquisa Saarbrücken são feitas de uma fina película de silicone que é impressa em ambos os lados com um material eletricamente condutor. Os cientistas se referem a esses materiais como elastômeros dielétricos. 'Se aplicarmos uma voltagem ao filme, ele gera uma força de atração eletrostática que comprime o filme, fazendo com que ele se expanda lateralmente, 'diz Steffen Hau, um Ph.D. engenheiro trabalhando na equipe Seelecke. Ao alterar o campo elétrico aplicado de forma controlada, os engenheiros podem fazer o filme sofrer vibrações de alta frequência ou movimentos de flexão continuamente variáveis. Efetivamente, o filme pode adotar quase qualquer posição ou orientação exigida. 'Essas propriedades significam que o filme pode ser usado para projetar novos sistemas de acionamento, 'explica Hau.

Usando algoritmos inteligentes para controlar o movimento do filme, os pesquisadores da Saarland University e do Centro de Mecatrônica e Tecnologia de Automação (ZeMA) em Saarbrücken estão desenvolvendo válvulas autorreguladoras e bombas sem motor. 'Não precisamos de nenhuma peça móvel separada para nossas bombas. Como as bombas podem funcionar sem um motor giratório, eles são planos, compacto e muito eficiente em termos de energia, 'diz Hau. 'Podemos controlar a taxa de fluxo de volume nessas bombas usando a amplitude da tensão aplicada em vez da frequência, que é o que é normalmente usado, ' ele adiciona. Isso permite a construção de bombas muito silenciosas.

'Como o próprio filme pode atuar como um sensor de posição, assim também pode um componente feito a partir dele, 'diz Philipp Linnebach, um estudante de doutorado que está estudando os novos sistemas de acionamento baseados em filme. Quando o filme distorce, um valor de capacitância elétrica pode ser atribuído com precisão a qualquer posição particular do filme. 'Se medirmos uma mudança na capacitância, sabemos exatamente por quanto o filme distorceu, explica Linnebach. Isso permite que sequências de movimento específicas sejam calculadas com precisão e programadas em uma unidade de controle. A válvula com base em filme pode, portanto, ser usada para fornecer exatamente a quantidade necessária de ar comprimido ou líquido.

O filme em si é essencialmente uma estrutura plana. “Agora desenvolvemos a tecnologia a um ponto em que podemos produzir filmes com o formato necessário. Portanto, agora podemos adaptar os filmes para atender às necessidades de aplicações específicas, 'diz Steffen Hau. A tecnologia de fabricação é econômica e os componentes são muito leves. Eles também consomem muito pouca energia e são mais de cem vezes mais eficientes do que os componentes convencionais. Em comparação com uma válvula solenóide convencional, a válvula baseada em filme consome até 400 vezes menos energia.