Da Termodinâmica à Astrofísica: A Ciência Fenomenológica na UFABC

A pesquisa científica contemporânea muitas vezes exige um olhar que transcenda as fronteiras tradicionais entre as disciplinas. No Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS) da UFABC, o trabalho do Professor Jeroen Schoenmaker exemplifica essa abordagem. Utilizando uma metodologia essencialmente fenomenológica, suas investigações recentes conectam áreas aparentemente distintas — da termodinâmica de máquinas térmicas à formação de crateras em corpos celestes — gerando inovações tecnológicas e novas compreensões físicas.

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1. Inovação em Armazenamento de Dados: Memória Baseada em Gradiente Térmico

Um dos avanços mais significativos surgiu de uma investigação fundamental sobre a relação entre histerese, informação e energia. O projeto buscava compreender as conexões entre a memória digital e a dissipação de energia. Os resultados dessa investigação foram apresentados no artigo "Temperature Gradients as a Data Storage Principle", publicado na revista Entropy (2025).

Ao contrário dos paradigmas tradicionais de armazenamento magnético, a equipe desenvolveu um conceito de escrita de dados baseada em gradientes de temperatura. O estudo demonstrou que diferenças de temperatura podem ser utilizadas como um princípio físico para o armazenamento de informações. Este trabalho resultou não apenas na publicação científica, mas também no depósito de uma patente de invenção junto ao INPI (Processo BR 10 2024 011185 0).

2. O Mistério das Crateras Complexas: Desvendando a Física de Impactos

Desafiando o consenso estabelecido sobre a formação de crateras, o grupo de pesquisa demonstrou que estruturas complexas não exigem necessariamente impactos de altíssima energia. Esta descoberta foi detalhada no artigo "Complex crater formation by low energy impactors", publicado na revista PLOS One (2025).

Utilizando alvos granulares estratificados, a pesquisa revelou que a estrutura do solo é crucial na morfologia da cratera. Impactadores granulares produziram consistentemente crateras em forma de anel (formato de rosca) em regimes de baixa energia, um fenômeno explicado por mecanismos análogos ao aprisionamento de ar em gotas líquidas, abrindo novos caminhos para a geologia planetária experimental.

3. Propulsão Termoacústica: Jatos Sintéticos

Outra frente de pesquisa inovadora explora o uso de ondas acústicas para propulsão aérea, conforme descrito no trabalho "Acoustic and Thermoacoustic Jet Propulsion", publicado no Journal of Applied Fluid Mechanics (2023).

Os pesquisadores conectaram a física moderna de jatos sintéticos ao princípio de funcionamento dos motores a vapor pulsante (barcos "pop-pop"). O grupo mediu empuxos reais em bancada, provando que a eficiência de motores tipo Stirling pode ser convertida em propulsão a jato através de mecanismos termoacústicos, dispensando partes móveis complexas.

4. Ciclo de Rankine de Empuxo (BORC)

No campo das energias renováveis, o grupo identificou um novo ciclo termodinâmico, apresentado no artigo seminal "Buoyancy Organic Rankine Cycle (BORC)", publicado na revista Renewable Energy (2011).

Diferente dos ciclos convencionais, o BORC utiliza a força de empuxo como motor principal. O funcionamento baseia-se na injeção de um fluido orgânico volátil na base de uma coluna de líquido mais denso. A equipe construiu protótipos demonstrando a viabilidade do ciclo para converter calor de baixa temperatura em trabalho útil com eficiências competitivas.

5. Fronteiras da Física: Lentes de Lenz e Entropia-Gravidade

A versatilidade da pesquisa se estende à instrumentação de ponta e física teórica:

Lentes de Lenz e Patente Concedida: Na área de magnetismo, o desenvolvimento de dispositivos para focalização de fluxo magnético gerou tecnologia aplicada. Detalhado inicialmente no artigo "Magnetic flux amplification by Lenz lenses" (Review of Scientific Instruments, 2013), o dispositivo teve sua patente concedida pelo INPI (Carta Patente BR 10 2013 023107-0).

Atualmente, as Lentes de Lenz são utilizadas em equipamentos de Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Elas permitem a amplificação de sinais em amostras microscópicas e em condições extremas (como alta pressão), demonstrando como a física fundamental pode aprimorar ferramentas essenciais para a química e a medicina.

Entropia e Gravidade: Em escala cósmica, o pesquisador propôs um novo modelo astrofísico no artigo "Historical and Physical Account on Entropy and Perspectives on the Second Law of Thermodynamics for Astrophysical and Cosmological Systems", publicado na revista Entropy (2014). O modelo sugere que a gravidade pode ser interpretada dentro de um framework entálpico, oferecendo novas rotas para compreender fontes de energia no universo.

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Sobre o Pesquisador

Jeroen Schoenmaker é Professor Associado na UFABC. Graduado em Física pela UNICAMP, com Mestrado e Doutorado pela USP e pós-doutorado no LNLS. Possui experiência internacional (Université Paris-Sud XI e NIST/EUA). Sua abordagem científica interdisciplinar e fenomenológica tem gerado patentes e publicações de alto impacto em termodinâmica, instrumentação e astrofísica.