Saturday, October 22, 2011

Nobel, faróis e a teoria de controle


Nesses tempos de Nobel, eu gastei um tempo perambulando a lista de premiados e acabei encontrando um ganhador intrigante: Gustaf Dálen. O prêmio Nobel em física de 1912 foi dado a esse engenheiro por conta de seus trabalhos no desenvolvimento de tecnologias relacionadas a faróis. A citação do prêmio traz duas partes: o acumulador de gás e o regulador automático.

Na época em que Dálen ganhou o Nobel, faróis elétricos ainda não eram de fácil implementação e a luz utilizada pelos sinaleiros era gerada através de combustão. Por isso, alguma forma de armazenamento de combustível era necessária, o que aumentava imensamente os custos de manutenção das torres e exigia algum faroleiro tomando conta. Além disso, o próprio combustível trazia desafios tecnológicos. O combustível ideal para esse uso é o acetileno (ou etino) devido à quantidade de luz que a combustão gerava. Acontece que o acetileno é um gás de difícil armazenamento e transporte: é extremamente instável e explosivo sob pressão. Para resolver este problema, Dálen inventou o Agamassan, um material poroso capaz de aumentar a segurança no transporte de acetileno sob pressão. Daí foi apenas um passo para a invenção do acumulador de gás, uma solução para o armazenamento seguro de grandes quantidades de acetileno em faróis remotos.

Mas se quiséssemos economizar na quantidade de gás utilizado, seria interessante que um mecanismo capaz de desativar a chama durante o dia e ligar a chama de noite fosse inventado. Essa era função do regulador automático. Uma segunda tarefa do regulador automático é controlar a quantidade de combustível liberado para evitar uma explosão ou um incêndio, ou mesmo que a chama piloto se apague. No fim das contas, queremos que o farol precise do mínimo de intervenção humana.

A área da engenharia responsável por desenhar este tipo de sistemas é a Engenharia de Controle Automático. É esta a minha área de especialidade. A teoria de controle serve para desenhar atuadores, reguladores, sensores e sistemas de comunicação que permitem controle ou automatização de sistemas. Exemplos incluem coisas como pilotos automáticos, termostatos, injeções eletrónicas, ABS... e como eu descobri lendo a citação do prêmio Nobel faróis.

O sitema de Dálen para reduzir a chama durante o dia é extremamente elegante. Na época o efeito fotovoltaico não era bem conhecido. Então para detectar a presença do Sol, Dálen desenhou um sistema que dependia de dilatação. O sistema possuía quatro bastões metálicos, dos quais um era revestido pela cor preta. Na presença do Sol, o bastão preto esquentava mais e portanto dilatava-se mais, fechando o registro do gás. Sem o Sol, os bastões voltavam a ter o mesmo tamanho e a chama reduzia-se. Uma solução inventiva, não?

Dálen foi um dos pioneiros da Engenharia de Controle Automático, um que eu desconhecia apesar de seu prêmio Nobel. Alguns enxergam nele, inclusive, um mártir da pesquisa uma vez que durante seus trabalhos com o etileno, ele acabou perdendo a visão em um acidente. Mas isso não o parou. Anos depois ele inventou um forno que é vendido até hoje. Cego.

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