5 inovações da Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
Monitoramento de navios a partir do espaço, remoção de tumores sem cirurgia e alumínio com superductilidade são alguns dos recentes avanços de engenheiros da SPbPU.

Um centro científico de alto nível, intitulado Tecnologias Digitais Avançadas, foi criado este ano, após um concurso organizado pelo Ministério da Educação e Ciência da Rússia – e a Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University (SPbPU, ou Universidade Politécnica de Pedro, o Grande de São Petersburgo) foi designada como coordenadora do novo instituto.

O principal objetivo deste centro é garantir avanços científicos e tecnológicos revolucionários com base em pesquisa aplicada e fundamental de excelência, além de criar as condições para a transição a um nível fundamentalmente novo de aplicação do know-how de alta tecnologia e produção digital moderna de alta eficiência.

  1. Diater: Detecção e remoção de tumores por ultrassom

Em fevereiro passado, os cientistas apresentaram o protótipo do primeiro dispositivo Diater russo, que detecta e remove tumores benignos da mama por meio de ultrassom.

Com o uso de tal equipamento, não é necessária intervenção cirúrgica e, em vez de incisões, é utilizada uma técnica não invasiva. Além disso, a cirurgia de ultrassom (Ultrassom Focalizado de Alta Intensidade, ou HIFU, na sigla em inglês) é considerada mais segura para humanos, pois não provoca a formação de novas células cancerígenas nem requer anestesia geral.

De acordo com Alexander Berkovich, chefe do Laboratório de Equipamentos de Ultrassom Médico da SPbPU, o instrumento primeiro detecta o tumor com um scanner de diagnóstico e depois emite um ultrassom focalizado para destruí-lo usando um sensor de força especial.

A previsão é utilizar versões do equipamento para a remoção de tumores nas glândulas mamárias e tireoidianas, rins e fígado. Segundo Berkovich, a característica única do instrumento é que ele emprega ultrassom em três capacidades simultaneamente: diagnóstico, monitoramento terapêutico e não invasivo em tempo real.

O Diater foi desenvolvido por especialistas do laboratório de pesquisa de ultrassom da SPbPU e da fábrica de instrumentos de Novosibirsk, pertencente à holding Shvabe (Rostec). Os ensaios técnicos e clínicos ocorrerão em 2020 e 2021, após os quais o equipamento deverá passar por um registro junto ao Serviço Federal de Vigilância em Saúde (Roszdravnadzor) e então entrar no mercado.

  1. Barco-patrulha não tripulado

Jovens engenheiros da SPbPU exibiram vários projetos envolvendo veículos não tripulados em 2020, entre os quais o complexo de patrulha em águas rasas CyberBoat 330 merece menção especial.

O equipamento do CyberBoat 330 é universal em termos de aplicação: pode realizar monitoramento, patrulhar áreas pré-definidas, estudar o fundo do mar e navegar em águas rasas sem risco de sofrer danos. Além disso, graças ao uso de fontes alternativas de energia, é ecologicamente correto e apresenta baixo risco de perda de sinal em caso de descarga das baterias principais.

Esses barcos não tripulados são controlados por um operador que define tarefas e monitora o progresso da embarcação. Porém, graças a seus sistemas de visão artificial, prevenção de obstáculos e manutenção de curso, eles podem se adaptar a qualquer situação, inclusive trabalhar em conjunto com outras plataformas semelhantes – isso é necessário quando, por exemplo, realiza-se uma busca coletiva por objetos específicos.

  1. Satélites anões artificiais da Terra

Especialistas do Instituto de Física, Nanotecnologia e Telecomunicações da SPbPU estão desenvolvendo os CubeSats – satélites anões artificiais. Esses pequenos blocos de apenas 15 centímetros de altura são necessários para pesquisas espaciais e coleta de dados em relação ao estado do meio ambiente.

Uma das possíveis aplicações de tais nanosatélites é no desenvolvimento de um sistema de alta precisão baseado no espaço para a identificação automática de navios, a fim de determinar suas dimensões e trajeto. Os navios civis são atualmente equipados com dispositivos eletrônicos que recebem dados de estações terrestres. Um nanossatélite viajando sobre o mar seria capaz de receber essas informações e transmiti-las para a Terra. A expectativa é enviar os nanossatélites para a órbita da Terra em 2021 e 2022. O trabalho está sendo realizado em parceria com o Fundo de Promoção da Inovação, agência Roscosmos e várias empresas de São Petersburgo.

Além do mais, a universidade desenvolveu uma plataforma de construção para a montagem eficiente de um pequeno satélite voltado para condução de experimentos científicos, técnicos e pedagógicos.

  1. Alumínio com ductilidade única

No decorrer da experimentação com manufatura aditiva utilizando arco e arame consumível (WAAM) de alumínio, os pesquisadores descobriram um metal que possui ductilidade única. Com a mesma composição química da liga padrão, a plasticidade da nova versão de WAAM e, particularmente, sua tensão de ruptura antes da fratura triplicaram de 12% para 41%. Isso significa que três vezes mais energia deve ser usada para que falhe, e esse tipo de material terá vida útil mais longa.

“Esta descoberta pode mudar fundamentalmente as noções de como os componentes são fabricados”, explicou Oleg Panchenko, chefe do Laboratório de Materiais e Estruturas Leves da SPbPU. “As propriedades mecânicas do metal são sempre consideradas com uma margem embutida e, no nosso caso, a margem excede várias vezes os padrões estabelecidos”, acrescentou.

Segundo Panchenko, a aplicação mais interessante desse tipo de material é no setor aeroespacial privado, no qual o laboratório trabalha em parceria com o Centro de P&D da S7. “O material fabricado vai permitir suportar por mais tempo as deformações causadas por níveis de carga no espaço”, afirmou o especialista.

  1. Baterias para veículos elétricos

A universidade politécnica, em conjunto com a empresa chinesa ENV New Energy Technology Research Institute Co., está desenvolvendo produtos para veículos elétricos baseados em baterias íon-lítio. O diretor da empresa chinesa é Wang Qingsheng, formado pela SPbPU.

Os especialistas estão projetando e montando dispositivos de armazenamento de energia para baterias de acionamento usando um termostato exclusivo, e também projetando sua arquitetura. O principal objetivo é aumentar a capacidade elétrica das baterias para permitir que veículos funcionem por mais tempo com carga única.

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