Portugal - Investigadores apostam no desenvolvimento de equipamento para deteção de lixo espacial de baixo custo

Uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) está a desenvolver um equipamento de baixo custo, que permitirá detetar o lixo espacial.

O projeto “Algoritmos de detritos espaciais em imagens de constelações de satélites para a caracterização e determinação orbital de detritos”, de Joel Filho, estudante de doutoramento em Engenharia Física no Departamento de Física (DF) da FCTUC, acaba de vencer uma bolsa da Agência Espacial Europeia (ESA) no valor de 90 mil euros.

«Estamos a desenvolver um método para identificar e caracterizar o lixo espacial em imagens, baseado em algoritmos de deteção de código aberto e determinar as suas órbitas para utilização a bordo de satélites, fazendo uso das imagens que estes utilizam para determinação da sua orientação no Espaço, imagens essas que não podem ser armazenadas, mas das quais se extrairão informações relativas aos detritos espaciais antes de serem apagadas», revela Joel Filho.

A crescente concentração de lixo espacial apresenta um risco cada vez maior para as atividades espaciais. Atualmente, sabe-se eu há cerca de 35 mil objetos com mais de 10 centímetros (cm) de diâmetro a orbitar a Terra, sendo que são apenas conhecidas as órbitas de cerca de 90% deles, havendo também cerca de um milhão, com tamanhos entre 1 e 10 cm, quase todos por catalogar, e estima-se que existem ainda cerca de 130 milhões de objetos, entre 1 mm e 1 cm, por rastrear.

De acordo com Nuno Peixinho, investigador do DF e do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), «é precisamente por estas razões que o estudo do lixo espacial é hoje, e cada vez mais, uma área prioritária nas ciências do espaço, e a FCTUC também está envolvida nisso», afirma, explicando que «os atuais radares e telescópios óticos terrestre, usados para deteção e rastreamento de lixo espacial, estão limitados pela sua sensibilidade, implicando limites de tamanho baixos para os detritos, fornecendo um catálogo com uma muito pequena quantidade do total. Além disso, é difícil obter informações precisas sobre a localização orbital destes objetos».

Assim, a ideia é desenvolver um equipamento constituído por minicomputadores com câmaras de baixo custo, e o algoritmo de deteção que está a ser desenvolvido pelo estudante de doutoramento. As câmaras low cost já foram testadas da terra para o espaço com o objetivo de perceber se são capazes de detetar o rasto deixado pelos satélites, que é muito semelhante ao lixo espacial, e os resultados são bastante promissores.

Esta investigação está a ser desenvolvida sob a orientação de Nuno Peixinho, Paulo Gordo, da empresa Synopsis Planet e do CENTRA, e Rui Melício da Universidade de Évora. Joel Filho irá realizar uma fase do seu projeto de tese no Centro Europeu de Operações Espaciais (ESOC) da ESA, em Darmstadt, Alemanha, onde terá a oportunidade de trabalhar diretamente com Tim Flohrer, diretor do Gabinete de Lixo Espacial (Space Debris Office) da ESA. Universidade de Coimbra - Portugal 

Portugal - Equipa da Universidade de Coimbra desenvolve frigoríficos e arcas congeladoras para zonas sem acesso a eletricidade

Uma equipa de investigadores da Universidade de Coimbra (UC) desenvolveu um conjunto de protótipos eficientes e de baixo custo para refrigeração – frigoríficos e arcas congeladoras – alimentados a energia solar (painéis fotovoltaicos), para zonas onde não existe acesso a eletricidade.

Estes protótipos foram desenvolvidos ao longo dos últimos dois anos no âmbito do projeto “Energy-Efficient Off-Grid Refrigerators for Africa Rural Electrification”, liderado por investigadores do Instituto de Sistemas e Robótica (ISR) da UC e financiado pela Efficiency for Access Coalition (UK Aid, Governo do Reino Unido) e a IKEA Foundation, após ter sido selecionado num concurso internacional competitivo.

A equipa está também a desenvolver um controlador inteligente que monitoriza e controla as temperaturas dentro dos equipamentos, bem como a velocidade variável do compressor e os fluxos energéticos consumidos pelo sistema e gerados pelos painéis solares, visando que a temperatura interna seja estável, de modo a consumir a menor quantidade de energia possível.

Em particular, este projeto pretende implementar os resultados na África Subsariana, considerando que, «nesta parte do continente africano, cerca de 600 milhões de pessoas não têm acesso a eletricidade, o que impacta diretamente na qualidade de vida dessas pessoas. Os sistemas de refrigeração são essenciais para minimizar os desperdícios de alimentos e para melhorar a nutrição das populações, enquanto a refrigeração de vacinas garante a imunização necessária das comunidades, especialmente nas zonas rurais», explica Evandro Garcia, investigador principal do projeto e aluno de doutoramento, orientado pelo professor catedrático Aníbal Traça de Almeida.

Assim, salienta o investigador do ISR, este projeto terá impactos «muito significativos a nível económico, social e ambiental, especialmente em países em vias de desenvolvimento, onde o nível de desperdício de alimentos é elevado, os rendimentos são baixos, os serviços de saúde têm uma cobertura insuficiente e as condições de vida são bastantes precárias. Em zonas onde não há acesso a eletricidade, os sistemas de refrigeração eficientes e de baixo custo permitem melhorias significativas das condições de vida das famílias, por exemplo, o acesso a vacinas e a alimentos em mais quantidade e em melhores condições de conservação».

Tendo em conta que as regiões em desenvolvimento se encontram, em grande parte, em zonas tropicais, a abundância de radiação solar «faz com que o uso de painéis fotovoltaicos seja o melhor caminho para a geração de eletricidade. A utilização de energia solar em frigoríficos adaptados para estas regiões permitiu que a equipa integrasse módulos para acumulação de energia sob forma de frio ao sistema. Estes módulos foram projetados e fabricados através de sistemas de impressão 3D e funcionam como “baterias térmicas”», detalha Evandro Garcia.

Desta forma, prossegue o investigador, «durante o dia, o protótipo utiliza a energia gerada pelo sistema solar fotovoltaico para refrigeração do seu interior e para acumulação de frio nos módulos acima referidos. Durante a noite a temperatura é mantida devido à libertação do frio acumulado nos módulos, e o ciclo reinicia-se diariamente».

Perante os resultados já obtidos, a Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) concedeu uma bolsa de doutoramento para que Evandro Garcia, natural do Brasil, possa avançar ainda mais com a investigação e desenvolvimento dos protótipos.

Embora a solução criada pela equipa da UC tenha sido projetada para implementação em países em vias de desenvolvimento, na realidade, também pode ser adaptada a países industrializados: «frigoríficos com módulos de acumulação de frio podem ser usados em cidades, durante as horas em que a energia da rede elétrica é mais cara,  passando a refrigerar os alimentados através da libertação do frio acumulado nos referidos módulos de acumulação, proporcionando assim uma economia significativa às famílias, mas possibilitando também uma otimização do planeamento de energia na rede elétrica», conclui o investigador.

Devido à conclusão bem-sucedida do projeto, a agência financiadora fez uma publicação na sua série de inovação, intitulada “Efficiency for Access Research and Develpment Fund: Innovator Series – ISR-UC”, detalhando mais o projeto. Também foram colocadas publicações em redes sociais para o público em geral, tanto pela Efficiency for Access como pela IKEA Foundation. Universidade de Coimbra - Portugal