Pesquisadora da UFU é destaque na engenharia com levitação de objetos através do som

“A sensação que você tem quando passa a mão é que alguém jogou óleo em cima da superfície, mas na verdade só tem ar, é o ar que está movimentando”, conta Zuffi (Foto: arquivo da pesquisadora)

O trabalho de Geisa Zuffi, doutoranda da Faculdade de Engenharia Mecânica (Femec) da Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e pesquisadora do Laboratório de Mecânica de Estruturas “Professor José Eduardo Tannús Reis” (LMEst), parece coisa de super-heroína: ela consegue fazer com que pequenos objetos levitem através do som. Você pode estar se perguntando como, não é mesmo? Ao contrário das histórias em quadrinhos, Zuffi não usa superpoderes telepáticos e, sim, uma coisa que está presente no nosso dia a dia, a ciência.

Por meio de uma corrente elétrica, a pesquisadora consegue vibrar pastilhas piezelétricas (uma espécie de sensor capaz de detectar toques e vibrações) presentes em um transdutor, causando um aumento da pressão do ar localizado entre o transdutor e o objeto que será levitado. Essa pressurização faz com que seja criada uma força de sustentação.

Zuffi iniciou sua pesquisa quando estava terminando o mestrado e soube, através de um amigo, que o professor Aldemir Cavalini Júnior, da Femec, procurava alguém para trabalhar com essa área de levitação acústica. Ela, então, procurou o professor e, ao ser apresentada ao projeto, se interessou pelo assunto por ser um tema audacioso. 

O primeiro desafio foi executar a parte numérica da pesquisa. Além dela, quem mais trabalhava nessa área era o professor Izhak Bucher, do Instituto Technion (universidade com foco em engenharia e ciências exatas), em Israel. “A gente começou estudando os trabalhos que ele tinha publicado. Eu comecei tentando reproduzir os resultados numéricos que ele tinha e, em uma dessas tentativas, eu encontrei algumas dificuldades, eu não estava me dando muito bem com a programação e acabei mandando um e-mail para ele perguntando e pedindo ajuda”, conta a engenheira.

A partir dali, logo que o professor respondeu seu e-mail, aproveitando que o Programa Institucional de Internacionalização da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (PrInt/Capes) estava aberto, Zuffi cogitou a possibilidade de ir até Israel e foi aí que todo o processo começou.

Antes de chegar no instituto israelense, a pesquisadora já havia reproduzido os resultados obtidos por Bucher e feito a análise de incertezas dos modelos com placa fixa e placa livre para levitar. Já em Israel, foram feitos testes que levitaram desde fios de cabelo até uma pequena placa de vidro. Mas para que serve a levitação de objetos na vida real? A cientista explica: “têm coisas que, no processo de fabricação, não podem ter contato com as mãos, por exemplo, medicamentos. Quando você está manipulando medicamentos na indústria farmacêutica não se pode ter contaminação por contato, então, se eu quiser transportar esse medicamento de um lugar para o outro, até mesmo para a embalagem, eu posso levitá-los com o som até onde eu quiser”, diz Zuffi. Ela acrescenta que esse processo de manipulação pela levitação pode servir para outras substâncias instáveis, com risco de explosão ou algo do tipo. “Eu consigo isolar [a substância] com as ondas e posicionar onde eu precisar”, garante a pesquisadora, uma das únicas a utilizar a técnica de levitação acústica de campo próximo no Brasil.

“Têm mais pessoas que trabalham com levitação acústica, mas com a técnica de ondas planas e também com transporte. As ondas planas seriam para levitar pequenos objetos ou partículas de líquidos e o transporte usa outro sistema, que seria usando ondas traveling waves”. 

Há três anos no LMEst, Zuffi fala sobre como é ser uma inspiração para outras mulheres: atualmente, no laboratório existem outras duas mulheres (entre cerca de 60 pesquisadores) pesquisando a área de levitação acústica.

“Não sei se é uma inspiração, mas eu fico feliz que elas tenham vindo, porque têm poucas mulheres na engenharia, então, toda vez que a gente tem a oportunidade de trabalhar com alguma mulher, é muito bom. Parece que o ambiente fica mais amigável, parece que você está entre amigas trabalhando”, comemora a cientista.

Sobre os avanços na pesquisa, durante o período de seis meses em que esteve no Instituto Technion, Zuffi desenvolveu toda a parte experimental ao lado do professor Bucher, que estava trabalhando em um projeto de desenvolvimento de um sistema que fosse capaz de levitar grandes objetos. O objetivo era levantar um televisor de LCD de aproximadamente 32 polegadas e o palpite era de que se colocassem ranhuras na superfície de um transdutor (dispositivo usado em conversão de energia de uma natureza para outra), o desempenho do sistema seria melhor.

Dessa forma, foram feitos testes para o transdutor com ranhuras e para um sem, levando em consideração a altura do objeto levitado e sua capacidade de carga. Foram fornecidos ao sistema, primeiramente, uma descarga de 9 volts, depois a intensidade foi decrescendo até chegar em 5 volts, tanto no sistema com ranhuras quanto sem. Também foram adicionados pesos para testar o limite dos sistemas. No primeiro momento, apenas uma placa de vidro foi movimentada. As ranhuras referidas pela cientista são sulcos colocados nas posições nodais do transdutor, posições essas que não se movimentam quando o sistema é acionado na frequência de ressonância dele.

A engenheira e pesquisadora Geisa Zuffi (Foto: arquivo da pesquisadora)

Em relação às demais utilidades da levitação, a pesquisadora explica que o método pode ser aplicado também em motores: “dá pra pensar também num motor que está transformando um movimento oscilatório em um movimento linear. Para fazer isso, você utiliza barras. Barras geralmente são apoiadas por mancais (dispositivo mecânico fixo que oferece apoio para um eixo), que podem ser de rolamento a óleo e, agora, poderiam ser também levitados”.

Esse é um grande passo para que possamos chegar, quem sabe, à levitação que vemos nos desenhos de super-heróis: “Você pode utilizar também, vamos supor, numa coisa mais futurista. Se a gente quer criar um meio de transporte que não toque o chão, dá para pensar nisso também, em proporções maiores”, conta a super-heroína da ciência.

A pesquisa de Zuffi é financiada pela Capes e será concluída até março de 2021, quando a cientista, orientada pelo professores Valder Steffen Júnior e Aldemir Cavalini Júnior, defenderá sua tese de doutorado.