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Parafusos inteligentes informam pela internet se perderem o aperto

Publicada em 2022-05-25



Parafusos que perdem o aperto

As conexões mantidas por parafusos em infraestruturas críticas estão expostas a grandes tensões, o que exige uma inspeção atenciosa e regular.

Para facilitar esse trabalho e melhorar a confiabilidade dessas estruturas, pesquisadores do Centro de Tecnologias Cognitivas para a Internet (CCIT), na Alemanha, desenvolveram uma tecnologia que permite que a estabilidade das conexões aparafusadas seja verificada a qualquer momento por monitoramento remoto.

A solução foi batizada de "Conexão de Parafuso Inteligente", mas a "inteligência" está na realidade na humilde arruela, o pequeno anel achatado que fica entre a cabeça do parafuso ou a porca e a superfície do material que está sendo preso.

A arruela é equipada com um filme fino piezorresistivo e três sensores equidistantes, que registram a pressão, a força com que o parafuso foi apertado - qualquer alteração na força altera a resistência elétrica no filme piezorresistivo.

Durante a instalação, cada conjunto parafuso/arruela, bem com o módulo de rádio miniaturizado, tipo internet das coisas, é colocado em uma caixa de programação blindada, que recebe uma identificação individual por meio de uma etiqueta RFID criptografada. "É assim que evitamos que criminosos ou hackers sabotem o sistema. A equipe técnica que monitora uma turbina eólica, por exemplo, pode realmente confiar nos dados," explicou Peter Spies, gerente do projeto.

Internet dos parafusos

Para evitar a necessidade de troca de baterias, o sistema opera de acordo com o princípio de colheita de energia, que envolve o uso de calor, luz ou mesmo vibrações para gerar eletricidade. No sistema de teste, um nanogerador termoelétrico gera eletricidade a partir das diminutas diferenças de temperatura entre a cabeça do parafuso e o ambiente.

Os dados são enviados por meio de um protocolo de rede de baixa potência (LPWAN: Low-Power Wide-Area Network). Consumindo um mínimo de energia, essa tecnologia é capaz de enviar pequenos pacotes de dados, de mais de 100.000 sensores, por longas distâncias, por meio de apenas uma estação base. A estação base pode ficar localizada na borda de um parque eólico, por exemplo, a centenas de metros ou mesmo alguns quilômetros de distância.

Finalmente, um programa de computador apresenta os dados de cada parafuso individual em uma visão geral gráfica. Dependendo da configuração e da aplicação, o status das conexões aparafusadas é transmitido permanentemente, com base em eventos ou em intervalos especificados.

A tecnologia foi projetada para parafusos DIN disponíveis comercialmente. O sistema está pronto para uso para parafusos M18, e em breve estarão disponíveis versões para parafusos M20 e M36.


Fonte: Inovação Tecnológica



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