Detalhes do projeto | Engenharia Elétrica
Pesquisa e Inovação em Fotônica e Sensoriamento Avançado
Resumo: Este projeto propõe realização de Pesquisa e Inovação em Fotônica e Sensoriamento Avançado, tendo participação de cinco instituições sendo três nacionais (UFES, IFES, UTFPR) e duas estrangeiras (UA, CUT), as quais contam com uma infraestrutura adequada para o desenvolvimento de pesquisa nas linhas temáticas abordadas. O foco e a articulação deste projeto de pesquisa e inovação concentram-se nas áreas de fotônica e sensoriamento, justamente as áreas em que os pesquisadores aqui reunidos possuem grande experiência e vêm alcançando resultados científicos e tecnológicos relevantes nos últimos anos. Os pesquisadores brasileiros e estrangeiros convidados, além da competência comprovada, já participam ou participaram de atividades de pesquisa em colaboração com a equipe proponente deste projeto. Nosso objetivo é ampliar a atuação conjunta em pesquisa aplicada e gerar resultados relevantes em inovação, com alto potencial de transferência de produtos e resultados para a sociedade.
Além dos pesquisadores envolvidos, estudantes de pós-graduação e de graduação comporão a equipe deste projeto. Desse modo, cria-se um grupo multidisciplinar com o objetivo de reunir competências e apresentar avanços no estado da arte em três linhas temáticas principais, relacionadas com a fotônica e o desenvolvimento da próxima geração de sensores opto-eletrônicos.
A primeira linha temática são as fontes ópticas, na qual será abordada a criação de fontes ópticas com o objetivo principal de fabricar lasers em fibra óptica, considerando as vantagens que tais elementos apresentam. Entre elas, destacam-se (i) a simplicidade de implementação e a obtenção de guias de luz sem necessidade de nenhum tipo de alinhamento de espelhos ou lentes; (ii) a robustez mecânica, o que torna tais sistemas resistentes a vibrações e choques mecânicos; e (iii) a capacidade da geração de lasers de alta potência. Dentre as aplicações pode-se ressaltar a criação de lasers de pulsos ultrarrápidos, os quais, geralmente, apresentam custos comerciais elevados. Por outra parte, fontes mais simples poderão ser usadas como novas fontes ópticas em sistemas de interrogação para sensores em fibra óptica, tema de interesse atual no âmbito da pesquisa e em aplicações industriais. A concepção e o desenvolvimento de novas técnicas de interrogação compõem o principal foco de interesse da segunda linha temática. Sistemas de interrogação atuais para sensores fotônicos e em fibras ópticas apresentam custos elevados, limitando a comercialização de sensores em fibra óptica e sua integração com outros dispositivos eletrônicos comercialmente disponíveis. O objetivo desta linha é o desenvolvimento e a implementação de novas arquiteturas de sistemas interrogadores visando sempre o compromisso entre custo e número de sensores integrados. Para isso é preciso a utilização de sistemas embarcados, processamento de sinais e desenvolvimento de software/firmware para a criação de interfaces de usuário comparáveis com ferramentas atualmente usadas no mercado. As técnicas de interrogação junto com os sistemas de interrogação serão usadas para o monitoramento de diversos parâmetros físicos/químicos medidos com os sensores que serão desenvolvidos durante a realização das atividades de pesquisa e desenvolvimento previstas nesta proposta. Por fim, a terceira linha integra as atividades científicas e tecnológicas para a implementação de novas técnicas de fabricação, desenvolvimento e aplicações de sensores. O foco principal está na implementação de técnicas de baixo custo e sustentáveis para fabricação de fibras ópticas, além do desenvolvimento de sensores integrados em fibra óptica polimérica e de sílica. Utilizando diferentes técnicas de sensoriamento, que incluem técnicas baseadas na variação de potência óptica, interferômetros, redes de Bragg uniformes e não uniformes, busca-se atingir um novo patamar no sensoriamento de parâmetros físicos e químicos e a integração com tecnologias eletrônicas comercialmente disponíveis. Dentre as aplicações previstas, estão o desenvolvimento de sistemas para análise de movimentos do corpo humano, visando a melhoria no diagnóstico e acompanhamento de patologias, o desenvolvimento de sensores integrados para a robótica e a instrumentação de processos industriais complexos. Combinando as temáticas propostas, pretende-se que o Projeto de Pesquisa e Inovação em Fotônica e Sensoriamento Avançado seja fonte geradora e transformadora de conhecimento para o desenvolvimento de pesquisa e inovação relevantes para o desenvolvimento do Estado do Espírito Santo e com abrangência nacional e internacional.