Este mês, A Samsung fez o recall de 2,8 milhões de máquinas de lavar com carregamento superior devido a vibrações excessivas que poderiam fazer com que a tampa quebrasse - um problema que levou a pelo menos nove feridos relatados. As vibrações acontecem quando as oscilações normais da máquina de lavar ficam presas na ressonância, fazendo com que ele balance cada vez mais forte na frequência de ressonância.

É um problema que não atinge apenas as máquinas de lavar. Pode ser um problema com todos os tipos de máquinas que dependem de vibrações e oscilações, como dispositivos de agitação industriais usados ​​para separar cascalho de tamanhos diferentes e outras matérias-primas, ou máquinas de enigmas que soltam os sedimentos presos no interior de uma garrafa de champanhe e facilitam a remoção dos detritos.

Mas agora os pesquisadores desenvolveram um algoritmo que pode ajudar as máquinas a evitar ficar presas neste movimento ressonante. Usando uma combinação de simulações de computador e experimentos, os pesquisadores descobriram que, aumentando e diminuindo cuidadosamente a velocidade de um rotor, eles poderiam empurrá-lo para além de sua frequência ressonante. O rotor não fica preso na ressonância como a máquina de lavar com defeito.

"Nosso método é análogo a empurrar um carro para frente e para trás para tirá-lo de uma vala, "disse Alexander Fradkov, do Instituto de Problemas de Engenharia Mecânica, Academia Russa de Ciências. Ele e seus colegas descrevem sua nova pesquisa esta semana em Caos .

Seu método se aplica especialmente ao ligar uma máquina e o rotor acelera. À medida que acelera, dependendo do design do resto da máquina, pode atingir uma frequência ressonante. O rotor pode então ficar preso operando nesta frequência, o que pode causar danos ou simplesmente significar que a máquina não funciona conforme projetado.

Aumentar a potência do rotor pode empurrá-lo para a saliência, mas isso requer mais energia e um maior, motor pesado.

Em vez de, os pesquisadores descobriram que, ao aumentar ou diminuir a velocidade do rotor em pequenas quantidades, eles podiam controlar sua frequência e passar da ressonância. Eles usaram um computador para modelar um sistema no qual dois rotores vibracionais são acoplados. Os resultados do modelo foram iguais aos de uma máquina de dois rotores projetada para esses tipos de experimentos.

Os pesquisadores também usaram análises matemáticas específicas para mostrar que, ao controlar um sistema com intensidades arbitrariamente pequenas, eles poderiam movê-lo de um estado de movimento para qualquer outro estado. Este cenário teórico, envolvendo um sistema com apenas um grau de liberdade e não assumindo atrito, é importante para uma melhor compreensão da física cibernética - o estudo de como controlar um sistema físico, Fradkov explicou.

"Este resultado nos permite ser mais otimistas em aplicações práticas, pois fornece um algoritmo de como passar de uma posição para outra com pouco esforço, " ele disse.

O próximo passo, os pesquisadores dizem, é ver como você pode controlar um sistema perto de ressonâncias em frequências mais altas (e, portanto, energias) e explorar os efeitos de diferentes condições iniciais.