Um novo sensor, que pode detectar o acúmulo de gelo em tempo real, pode ser uma virada de jogo no que diz respeito à segurança e eficiência das companhias aéreas.

Duas equipes de pesquisa distintas, uma que projeta sensores de micro-ondas e sistemas microeletrônicos, e o outro que investiga materiais repelentes de gelo e forças unidas de extrema repelência a líquidos para esta última pesquisa da Escola de Engenharia da UBC Okanagan.

Os pesquisadores pretendiam desenvolver um sensor que pudesse detectar o momento preciso em que o gelo começa a se formar em uma superfície. Devido à sua alta sensibilidade, baixa potência, facilidade de fabricação, e perfil plano, a equipe optou por usar ressonadores de microondas. O dispositivo, explica o professor assistente Kevin Golovin, tornará mais fácil detectar e gerenciar o acúmulo de gelo na aeronave, observando que houve várias tragédias em companhias aéreas diretamente relacionadas às asas de aviões geladas.

"Os sistemas de detecção de gelo usados ​​hoje são bastante rudimentares. Por exemplo, os pilotos detectam visualmente o gelo nas asas da aeronave antes de descongelar em voo, "diz Golovin, que dirige o Laboratório de Aplicações e Pesquisa de Engenharia de Polímeros Okanagan. "E na pista, a certificação de que a aeronave está livre de gelo após o degelo também é feita por inspeção visual, que é suscetível a erros humanos e mudanças ambientais. "

Sensores de ressonador plano de micro-ondas são traços simples de metal depositados em um plástico, e ainda são mecanicamente robustos, sensível e fácil de fabricar explica o professor assistente Mohammad Zarifi, chefe do Laboratório de Microeletrônica e Sensores Avançados da UBCO.

"Os sensores fornecem uma imagem completa das condições de gelo em qualquer superfície, como uma asa de avião. Eles podem detectar quando a água atinge a asa, acompanhar a transição de fase da água para o gelo, e, em seguida, medir a espessura do gelo à medida que cresce, tudo sem alterar o perfil aerodinâmico da asa. "

O par, junto com os alunos de graduação Benjamin Wiltshire e Kiana Mirshahidi, publicaram recentemente seus resultados de pesquisa em Sensores e Atuadores B:Químico . Este é o primeiro relatório sobre o uso de ressonadores de microondas para detectar geada ou acúmulo de gelo, diz Zarifi. O inverso também é possível, e os sensores podem detectar quando o gelo derrete durante o degelo, ele adiciona.

E a sensibilidade e precisão dos sensores fazem com que a detecção ocorra em tempo real. Isso pode tornar o degelo em solo e em vôo mais rápido, mais barato e muito mais eficiente.

"O ressonador detectou a formação de gelo dentro de segundos depois que o sensor foi resfriado abaixo do ponto de congelamento, "explica Wiltshire, o primeiro autor do estudo. "Demorou cerca de dois minutos a -10C para que a geada se tornasse visível no ressonador a olho nu - e isso em uma pequena área em condições ideais de laboratório. Imagine tentar detectar gelo em uma envergadura inteira durante uma nevasca."

Dispositivos ressonadores de micro-ondas planares demonstraram recentemente um desempenho significativo na detecção, monitorar e caracterizar sólidos, materiais líquidos e gasosos. Contudo, pesquisas sobre a detecção de gelo e geada não foram realizadas até agora, diz Zarifi, apesar dos benefícios claros do tempo real, detecção de gelo sensível e robusta para aplicações de transporte e segurança.

"Este é um método totalmente novo para detectar a formação de gelo com rapidez e precisão, "diz Zarifi." A tecnologia de radiofrequência e microondas pode até ser feita sem fio e sem contato. Eu não ficaria surpreso se as companhias aéreas começassem a adotar a tecnologia mesmo para o inverno que se aproxima. "