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Projeto do LNLS recebe prêmio internacional

Publicado em 20 junho 2007

Considerado o mais inovador e avançado engenho pela Audodesk, o ondulador foi fabricado pelas equipes do laboratório em Campinas


A necessidade de manter sua infra-estrutura tecnológica sempre atualizada para promover pesquisas que utilizam avançadas técnicas de caracterização de materiais levou o LNLS — Laboratório Nacional de Luz Síncrotron -, primeiro do gênero no Hemisfério Sul, a construir seus próprios dispositivos de inserção para complementar a Fonte de Luz Síncrotron, usado em estudo de estruturas atômicas e moleculares de diversos materiais.

É o caso do Ondulador de Polarização Elíptica (EPU — Elliptically Polarizing Undulator), que recebeu o prêmio de "Inventor do Mês de Maio de 2007", pela Autodesk, fornecedora mundial de software de design industrial.

Dotado de ímãs permanentes, o ondulador permite que o feixe de elétrons de alta energia que circula no anel de armazenamento do LNLS emita um intenso e bem colimado feixe de luz com comprimento de onda ajustável do ultravioleta aos raios X, com polarização elíptica, linear ou circular, o que possibilita a visualização de moléculas gasosas e fenômenos em nível atômico que ocorrem em superfície de determinados materiais e sistemas nano-estruturados.

Através desta tecnologia é possível realizar pesquisas para o desenvolvimento de catalisadores para a indústria química e de sistemas magnéticos, fundamentais para desenvolvimento de discos com alta densidade de armazenamento.

"Conseguimos fabricar um equipamento raro, pouco disponível no mercado, com a colaboração de 20 profissionais de diversos grupos de trabalho do laboratório, principalmente do grupo de Ímãs", afirma Regis Neuenschwander, líder do grupo de Projetos Mecânicos-PRO do LNLS.

Como o maquinário envolvia grande quantidade de peças e detalhes todo o trabalho de projeto foi feito com ajuda de ferramenta de design 3D.

"Cerca de 40% das peças da parte interna, bem como a disposição de cada uma delas no equipamento, foram concebidas pelo computador, verificando se há erros de interferência e problemas de encaixe", afirma o líder de Projetos Mecânicos.

A partir do desenho foram feitos miniprotótipos para testar os conceitos várias vezes. "O maior desafio estava na parte de mecânica de precisão. Por isso, simulamos diversos cenários de movimentação do equipamento e em cada um deles foram feitas as medidas das distorções mecânicas e avaliados seus efeitos sobre a qualidade da luz produzida pelo ondulador, para que todo o sistema sob a ação de forças de algumas toneladas pudesse abrir ou fechar as mandíbulas do dispositivo com tolerância na ordem de micrômetros", explica Neuenschwander.

A segurança foi outro ponto que exigiu atenção maior da equipe. "Também analisamos os dispositivos de segurança para assegurar a integridade do equipamento em caso de falta de energia ou outras falhas capazes de provocar danos ao sistema".

Domínio da tecnologia

Financiado por recursos da Finep e Fapesp, o EPU consumiu três anos de trabalho entre pesquisa, projeto, usinagem dos componentes e a montagem final.

Com o projeto do EPU, o LNLS se torna um dos poucos laboratórios mundiais capazes de fabricar dispositivos de inserção para luz síncrotron. Atualmente, o ondulador se encontra em fase de testes e, em breve, estará à disposição da comunidade científica nacional e internacional.

O projeto, segundo Neuenschwander, mostra a importância do esforço contínuo de se manter tecnologicamente atualizado, para dominar a tecnologia de fabricação dos dispositivos de inserção.

Agora, os grupos do laboratório trabalham na construção de mais uma linha de luz, a PGM (Plaine Grating Monochromator — monocromador de grade plana), que utilizará a luz ultravioleta produzida no ondulador. A montagem da linha deverá ser concluída no segundo semestre deste ano.

(Assessoria comunicação do LNLS)