Do telescópio de ondas gravitacionais à cápsula que foi a Marte, conheça a inovação criada em Guimarães

Um depósito para armazenar hidrogénio em drones, um táxi aéreo e até uma cápsula que foi a Marte são alguns dos projetos nacionais e internacionais que o Polo de Inovação em Engenharia e Polímeros (PIEP), em Guimarães, tem desenvolvido. Agora tem em mãos o projeto Einstein Telescope, em colaboração com o CERN, que deverá estar concluído em 2028. O PIEP está envolvido em 60 projetos, dos quais, cinco são na área da Defesa.

“Portugal pode ser um player importante e interessante para a vertente da Defesa”, diz Carlos Ribeiro, diretor de operações do Polo de Inovação em Engenharia de Polímeros, destacando que o PIEP “está a contribuir bastante e a tentar entrar em várias vertentes” deste setor.

Um dos projetos que o PIEP tem agora em mãos é o Einstein Telecospe, o observatório de ondas gravitacionais de próxima geração da Europa. Em colaboração com a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), o polo de inovação português está a desenvolver num isolamento térmico não inflamável, sustentável e acessível, para o Einstein Telescope.

“É um projeto que tem aqui um conjunto de requisitos bastante apertados porque é para uma função muito crítica do novo telescópio”, explica ao ECO o diretor de operações do Polo de Inovação em Engenharia de Polímeros, destacando que o “conjunto de soluções vão ter que ser testadas e validadas, de forma imperativa, para que sejam aplicadas no Einstein Telescope”.

O centro de tecnologia e inovação português propôs uma abordagem dual considerando espumas termoplásticas adaptadas e material compósito à base de cortiça reciclada, combinando partículas de cortiça com polímeros adaptados, oferecendo resistência ao fogo, isolamento térmico e baixa emissão de poeiras.

O Einstein Telescope (ET), atualmente em fase de projeto, conta com a colaboração do PIEP, departamento de engenharia de Polímeros da Universidade do Minho e Amorim Cork Solutions. O projeto da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear tem o valor de 160 mil euros e deverá estar concluído em 2028.

Mas este não é o único projeto no qual o polo de Guimarães está ligado. Um depósito para armazenar hidrogénio em drones, um filamento para produzir peças para impressão 3D ou uma cápsula que foi a Marte são outros dos projetos de inovação em que o PIEP está envolvido.

Conceito modular para mobilidade aérea urbana

Um deles é o Fly.pt, na área da mobilidade aérea urbana. O consórcio liderado pela Tekever, em colaboração com várias entidades nacionais — juntou o PIEP, o CEIIA, o Alma Design, o INEGI, o Instituto Politécnico de Leiria, a Universidade de Évora, o ISQ entre outros — desenvolveu um protótipo de sistema de transporte aéreo pessoal, integrando mobilidade aérea e terrestre num único sistema intermodal.

“É um protótipo de um sistema modular que tem uma plataforma terrestre com baterias elétricas, uma cabine que tanto pode ser acoplada à plataforma terrestre e ficar um carro, como a mesma cabine pode ser acoplada a uma asa e tornar-se num drone de transporte de passageiros ou de cargas logísticas“, explica Carlos Ribeiro.

O projeto, com um valor total de 7,8 milhões de euros, contou com o apoio do Comptete 2020 no âmbito do Sistemas de Incentivos à Investigação e Desenvolvimento Tecnológico (Programas Mobilizadores), envolvendo um investimento elegível de 5,4 milhões de euros, o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 3,7 milhões de euros.

Mas foi lançada agora uma segunda fase do projeto, financiado pelo PT2030, onde o objetivo é “pegar naquilo que não foi trabalhado na parte inicial do projeto, mas que estão interligadas como a parte dos vertiportos”, infraestruturas para a aterragem e descolagem de aeronaves elétricas como táxis aéreos e drones, explica o responsável do PIEP ao ECO.

“Estamos a tentar dar uma continuidade a este projeto que estava numa fase de demonstração conceptual e dar-lhe alguma maturidade e explorar outras áreas que estão interligadas à mobilidade área urbana”, destaca o investigador.

Estamos a tentar dar uma continuidade a este projeto [Fly.pt] que estava numa fase de demonstração conceptual e dar-lhe alguma maturidade e explorar outras áreas que estão interligadas à mobilidade área urbana.

 

Depósito para armazenar hidrogénio nos drones da Tekever

E não é o único projeto com a unicórnio de Defesa nacional a sair do PIEP. Em parceria com a Tekever, a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto (FEUP), a FS Dynamics e o Instituto Politécnico de Leiria, foi desenvolvido um depósito de hidrogénio em compósito para drones: o Airborne Clean Energy Systems (ACE), orçamentado em 1,5 milhões de euros, teve a duração de três anos.

“Existiu um outro trabalho conjunto que foi a parte de sensorização do próprio depósito, ou seja, o PIEP trabalhou na vertente toda de integração de sensores de monitorização do estado de saúde do depósito”, explica o investigador. “Foi possível, com esses sensores, prever e monitorizar todo o comportamento do depósito, desde a sua produção até estar em utilização.”

Apesar de o depósito estar certificado, a solução ainda não foi implementada nos drones da Tekever. “Há aqui outras necessidades para aplicar o depósito de hidrogénio e hidrogénio que ainda estão também em desenvolvimento”, explica o investigador, enumerando as baterias de alta densidade.

Cápsula que foi a Marte

O PIEP, em consórcio com outras empresas portuguesas, desenvolveu para a Agência Espacial Europeia (ESA) uma cápsula de reentrada atmosférica para a recolha de amostras em Marte. A cápsula é feita de cortiça e foi criada para otimizar as características termomecânicas de missões espaciais.

Resumidamente, é uma cápsula de reentrada atmosférica, sem a utilização de paraquedas nem airbags, que tem como função principal a recolha de amostras de solo em missões espaciais. O consórcio por trás do projeto incluiu a Amorim Cork Solutions, a Critical Materials, o PIEP e o ISQ.

O PIEP foi responsável pela seleção, avaliação e testes de caracterização de materiais poliméricos e de cortiça, pelo design da solução proposta, bem como pela produção de protótipos para serem testados.

“Foi um projeto de três anos (2013 -2016) contratualizado diretamente com a Agência Espacial Europeia e teve o custo de meio milhão de euros”, diz ao ECO Carlos Ribeiro, diretor de operações no PIEP.

Um filamento que permite que novas peças sejam impressas sem sair do espaço

A Agência Espacial Europeia desafiou ainda o PIEP para desenvolver um filamento para produzir peças para impressão 3D. O projeto intitulado de PECTF, e com um valor de 50 mil euros, começou em 2016 e terminou um ano depois. Este filamento permite que novas peças sejam impressas sem sair do espaço.

“Na própria estação espacial existem equipamentos de impressão 3D que permitem que as novas peças sejam produzidas lá em cima”, explica Carlos Ribeiro, acrescentando que desta forma “os astronautas podem substituir peças que estejam com problemas ou partidas na própria estação espacial“, explica o diretor de operações no PIEP, que é também vice-presidente do conselho de administração do cluster AED Portugal.

Carlos Ribeiro refere ainda que o PIEP continua a produzir o filamento para a ESA. “As empresas que estão a trabalhar com isso vêm-nos pedir para produzir filamento para utilização nas máquinas deles e na produção de algumas estruturas”, diz.

O PIEP é o único fornecedor a nível mundial deste tipo de material para manufatura aditiva (impressão 3D), a incluir em sensores de sondas lunares e no revestimento de satélites.

60 projetos, dos quais cinco de Defesa

O PIEP está envolvido em 30 projetos ativos, correspondentes a um investimento global de aproximadamente 10 milhões de euros com durações entre seis meses a quatro anos. No âmbito do PRR, estão envolvidos em mais 30 projeto que ascendem a quase 14 milhões de euros no prazo de três anos. Destes 60 projetos, cinco são na área da Defesa, contabiliza o investigador.

O PIEP surgiu em 2000 por iniciativa da indústria e em colaboração com o departamento de Engenharia de Polímeros da Universidade do Minho (DEP-UM) e com o Instituto de Apoio às Pequenas e Médias Empresas e à Inovação (IAPMEI). Hoje transforma ideia em projetos através da ligação entre o meio científico, académico e industrial.