Why are passengers ignoring the rules?

Dados cumulativos de faixa celular em voo

"Ladies and gentlemen, we will begin our safety briefing video momentarily. We would appreciate your attention to this important information. Use of portable electronic devices is not permitted during taxi, takeoff, and landing. Your crew will let you know when we reach an altitude where you can begin using an approved electronic device."

“Senhoras e senhores, nós começaremos nosso video de  instruções de segurança momentaneamente. Nós apreciariamos suas atenções para esta informação importante. O uso de dispositivos eletrônicos portáteis não é permitido durante o TÁXI, DECOLAGEM e POUSO. Sua tripulação informará você quando nós atingirmos uma altitude onde você possa começar usar um dispositivo eletrônico aprovado”.

Except you. You're sitting by a window, across the aisle from the teenager plugged into his Gameboy with earphones, shoots down another space alien; the business travellers on the airplane continue to tap on their laptop computers, oblivious to the loudspeaker;  a couple sharing a portable CD player daydream to their favourite opera.  Eventually, prompted by flight attendants making a final check down the aisles, they all grudgingly turn off what are being called portable electronic devices (PEDs), and  somehow the flight attendant fails to notice that your computer is still running. "Good," you think, "I am right in the middle of drafting this presentation. At least I can finish one more slide. It's a silly rule, anyway. My computer is shielded, I'm sure any avionics are shielded, and the aluminium skin of the aircraft is a shield as well. My computer won't do any harm."

Exceto você. Você está sentado ao lado de uma janela, ao lado do corredor do adolescente conectado no jogo eletrônico usando fones de ouvido, que abate um outro alienígena espacial;  os viajantes executivos no avião continuam  digitando nos computadores deles, não prestando atenção ao autofalante do avião; um casal compartilhando um tocador portátil de CD, sonhando acordados com a ópera favorita deles. Eventualmente, persuadido pela comissária de voo fazendo uma verificação final nos corredores, eles todos de má vontade para desligarem o que estão sendo chamados dispositivos eletrônicos portáteis (PEDs), e por qualquer razão a comissária de voo falha em notar que seu computador está ainda ligado. “Bom”, você pensa, “eu estou exatamente no meio do rascunho desta apresentação. Pelo menos eu posso terminar mais um slide. É uma regra idiota, de qualquer modo. Meu computador é blindado, eu estou seguro que quaisquer avionicos [instrumentos e rádios de comunicação e navegação a bordo] são blindados, e o revestimento de alúminio da fuselagem da aeronave é um escudo também. Meu computador não causará qualquer dano”.

Maybe not. Maybe not your computer, in this seat, on this particular airliner, on this flight. But can a computer or other PED, in the right place, on the right airplane, seriously affect the airplane's instrumentation or communications? You bet.

Talvez não.  Talvez não o seu computador, neste assento, nesta aeronave em particular, neste voo. Mas pode um computador ou outro PED, no lugar certo, no avião certo, seriamente afetar as comunicações e instrumentação do avião? Você aposta.

Smartphones, tablet computers and other mobile devices communicate through a variety of wireless technologies, including Wi-Fi, Bluetooth, GPS and cellular phone links. These radio signals can potentially interfere with a commercial aircraft's electronic systems during flight. To address this concern, mobile device manufacturers developed an airplane mode that turns off the wireless signals but allows the mobile device to be used for approved activities during air travel.

Smartphones, computadores tablets e outros dispositivos móveis comunicam através de uma variedade de tecnologia sem fio, incluindo Wi-Fi, Bluetooth, GPS e links de telefone celular. Estes sinais de rádio podem potencialmente interferir com os sistemas eletrônicos de aeronave comercial durante o voo.  Para tratar desta preocupação, fabricantes de dipositivo móvel desenvolveram um método de [operação] no avião que desliga os sinais sem fio, mas permite o dispositivo móvel ser usado para atividades aprovadas durante a viagem aérea.

Airline passengers have carried portable electronic devices (PED) aboard commercial aircraft  for use during flight since the 1950s. In May 1961, the U.S. Government formally recognized, with Civilian Aviation Regulation (CAR) 91.19,¹ the potential safety hazard posed to commercial flights from radio frequency (RF) interference. The regulation prohibited the operation of portable frequency-modulated (FM) radio receivers when the very high-frequency omni-directional range (VOR) receiver was being used for navigation purposes because of concerns about possible emissions from the FM radio’s internal oscillators.

Empresa de linha aérea de passageiros têm carregado dispositivos eletrônicos p0rtáteis (PED) a bordo de aeronave comercial para uso durante o voo desde os anos 1950. Em maio de 1961, o Governo dos Estados Unidos formalmente reconheceram, com a Regulamentação da Aviação Civil  (CAR 91.19, ¹ o risco potenial de segurança posto aos voos comerciais pela interferência de Rádio Frequência (RF). A regulamentação proibiu a operação de receptores de rádio portátil em frequência modulada (FM) quando o receptor de alcance omnidirecional de frequência muito alta (VOR) estivesse sendo usado para propósitos de navegação, por causa de preocupações acerca de possíveis emissões dos osciladores internos de rádio FM.

Guilt by radiation

What is going on here? The culprit is electromagnetic emissions from the PEDs, which interfere with avionics systems, most commonly radio navigation and communications. Co-conspirators are the aluminium air-frame, which can act as a shield, a resonant cavity, or a phased array, and the sensitivities of the avionics. The radiation from the devices can couple to the avionics through the antennas, the wiring, or directly into the receiver. According to some experts, avionics should bear some of the responsibility for eliminating the interference problem. Systems should be designed to better withstand interference from PEDs.

Culpado pela Radiação

O que está acontecendo aqui? A culpa é das emissões eletromagnéticas dos PEDs, os quais interferem com sistemas AVIONICOS, mais comumente rádios de comunicações e navagação. Os co-conspiradores são a estrutura aérea de alúminio, a qual pode agir como um escudo, uma cavidade ressonante, ou um arranjo sincronizado, e a sensibilidade dos avionicos. A radiação dos dispositivos podem acoplar os avionicos através das antenas, a fiação, ou diretamente no receptor. De acordo com alguns especialistas, avionicos devem suportar algumas das responsabilidades para eliminarem o problema de interferência. Os sistemas devem ser planejados para melhorar com resistência a interferência de PEDs.

Airplane Mode Limitations

• You cannot receive or place calls on your mobile device when airplane mode is activated. You cannot receive or send text messages or access the Internet. You can use the mobile device to watch videos stored on the device, play downloaded games, listen to music and view and create documents.

Some aircraft operators are repurposing the dedicated air-to-ground frequencies formerly used by seat-back, in-flight phone service to bring the Internet to travelers. These restricted frequencies do not interfere with aircraft avionics. Ask a crew member about the availability of this service.

Limitações do Método Avião

• Você não pode receber ou fazer chamadas no seu dispositivo móvel quando o método avião estiver ativado. Você não pode receber ou enviar mensagens de texto ou acessar a INTERNET. Você pode usar o dispositivo móvel para ver filmes armazenados no dispositivo,  jogar jogos baixados [para o aparelho], ouvir música e visualizar documentos criados.

Alguns operadores de aeronaves estão repropondo as frequências dedicadas ar-terra anteriormente usadas no encosto do assento, o serviço de telefonia em voo para trazer a INTERNET aos viajantes. Estas frequências restritas não interferem com avionicos da aeronave. Pergunte a um membro da tripulação acerca da disponibilidade deste serviço.

Frequency bands used by cellphones and navigation systems

Faixas de Frequência usadas por telefones celulares e sistemas de navegação

Cellular Stands Out: The wideband signal on the right side of the graph is a CDMA signal (CDMA channel 466). The narrowband signal on the left is likely either an analog or a TDMA signal. The wideband signal's weaker appearance is due in part to the settings of the measuring equipment.

Distinções de Celulares: O sinal de faixa larga no lado direito do gráfico é um sinal CDMA (canal 466 CDMA). O sinal de faixa estreita no lado esquerdo é provavelmente ou um sinal analógico ou um CDMA. A aparência mais fraca do sinal de faixa larga é devida em parte às configurações de medição do equipamento.

[CDMA —Code— dá a cada chamada um código único que se espalha por todas as frequências disponíveis no sistema. TDMA —Time— separa para cada chamada, uma porção de tempo em uma determinada freqüência.]

Several different mobile phone technologies are used in the United States. The two principal frequency bands are the cellular band, 824 to 849 megahertz, which uses a combination of analog and digital technologies, and the PCS (Personal Communications Services) band, 1850 to 1910 MHz, which is all digital. The more dominant cellular technologies are code-division multiple access (CDMA), used by carriers like Verizon and Sprint; Global System for Mobile Communication (GSM), used by Cingular and T-Mobile; and time-division multiple access (TDMA), used by older Cingular base stations and several other carriers.

Várias tecnologias diferentes de telefone móvel são usadas nos Estados Unidos [bem como no Brasil]. As duas faixas principais de frequência são,  a faixa de celular, 824 até 849 Megahertz, a qual usa uma combinação de tecnologias analógicas e digitais, e a faixa PCS (Personal Communications Services = Serviços de Comunicação Pessoal), de 1850 até 1910 MHz, a qual é toda digital. As tecnologias celulares mais dominantes  são CDMA (Acesso Múltiplo com Divisão de Código), usada por operadoras como a VERIZON e SPRINT;  GSM (Sistema Global para Comunicação Móvel), usada pela CINGULAR e T-MOBILE e TDMA (Acesso Múltiplo com Divisão de Tempo), usada pelas estações base mais antigas da CINGULAR e várias outras operadoras.

Other frequency ranges are increasingly being used for cellular service, such as Integrated Digital Enhanced Network (iDEN), in the 806 to 821 MHz frequency range, a technology made popular by the push-to-talk service of Nextel, formerly an independent network but now part of Sprint. Sprint is also the best-known PCS operator. The technologies that transmit in the cellular and PCS bands accounted for more than 75 percent of the mobile phone service in the United States at the time of the study, so this in-flight monitoring concentrated on these frequency bands.

Outros alcances de frequências estão sendo ampliadamente usados para o serviço celular,  tal como iDEN (Rede Integrada  Realçada Digital), no alcance de frequência de 806 até 821 MHz, uma tecnologia tornada popular pelo serviço ‘aperte-para-falar’ da NEXTEL, anteriormente uma rede independente, mas agora parte da SPRINT. A SPRINT é também bem conhecida operadora PCS. As tecnologias que transmitem nas faixas de celular e PCS têm em conta mais de 75 por cento do serviço de telefone móvel nos Estados Unidos na época do estudo[2006], assim este monitoramento concentrou-se nestas faixas de frequência.

For the cellular and PCS frequency bands, given the monitoring parameters were selected, we couldn't conclusively identify the technologies underlying the signals we detected. However, the FCC [Federal Communications Commission]permits only cellular telephones to operate in these frequency bands and restricts emissions from unintentional radiators. The recorded power levels are also evidence that the signals are due to cellphone use: an unintentional PED radiator operating at the maximum allowable emission level would show up as being at least 70 decibels below that of an onboard cellular signal.

Para as faixas de frequência de celular e PCS, dados dos parâmetros de monitoração que foram selecionados, nós não pudemos conclusimavemente identificar as tecnologias ocultando os sinais que nós dectamos. Todavia, a FCC [Comissão Federal de Comunicações] permite somente telefones celulares operarem nestas faixas de frequências e restringe emissões de radiadores não intencionais. Os níveis registrados de potência são também evidências de que os sinais são devidos ao uso de telefone celular: um não intencional radiador PED [Dispositivo Eletrônico Portátil] operando no nível máximo permissível  mostraria como estando pelo menos 70 decibéis abaixo daquele sinal de celular embarcado.

Our research shows clearly that, in violation of FCC and FAA rules, calls are regularly made from commercial aircraft. Results from our analysis imply that calls from on board scheduled commercial aircraft in the eastern United States occur at a rate of one to four per flight. In addition, we saw other signals that suggest that at least one passenger neglects to turn off his or her cellphone on most flights.

Nossa pesquisa mostra claramente que, em violação às regras da FCC e FAA, chamadas são regularmente feitas de aeronave comercial. Resultados de nossa análise implicam que chamadas a bordo de aeronave comercial com horários de voo no leste dos Estados Unidos ocorrem na razão de 1 a 4 por voo. Adicionalmente, nós vimos outros sinais que sugerem que pelo menos um passageiro negligencia desligar o telefone celular dele ou dela em muitos voos.

In 2001, with the assistance of a travel agent, we conducted a small survey of frequent flyers. As it turns out, passengers are unaware of the reasons for current PED policies, and they doubt that there are any serious safety risks. As a result, they admit to using prohibited devices and also to using permitted PEDs at prohibited flight phases, that is, during takeoff and landing.

Em 2001, com a assistência de um agente de viagem, nós conduzimos uma pequena pesquisa de opinião pública de passageiros frequentes.  Como ela confirma, passageiros estão inconscientes das razões das diretrizes atuais para PED, e eles duvidam que existam quaisquer riscos sérios de segurança. Como um resultado, eles admitem usar dispositivos proibidos e também usam PEDs permitidos, [porém] proibidos em fases de voo, que são, durante a decolagem e pouso.

Of the cockpit instruments that can be interfered with by RF emissions from portable devices, the most problematic might be those used for navigation. To understand what's at stake, we need to first note the variety of different technologies used today for aircraft navigation. The most common are the VHF omnidirectional range system and the instrument landing system, both of which operate near 100 MHz, and GPS, which operates between 1200 and 1600 MHz. PEDs have the potential to interfere with each of them, but the most serious concern has to be for GPS receivers, which are becoming key navigational aids these days--particularly when clouds or other weather problems make it impossible for pilots to see runways.

Dos instrumentos da cockpit, o que pode ser interferido por emissões de Radio Frequência de dispositivos portáteis, os mais problemáticos podem ser aqueles usados para navegação. Para entender o que está neste risco, nós precisamos primeiro observar a variedade de tecnologias diferentes usadas hoje para navegação de aeronave. As mais comuns são, o sistema de alcance omnidirecional VHF [Frequência Muito Baixa] e o sistema de pouso por instrumento [ILS], ambos operam perto de 100 MHz, e o GPS [Sistema Global de Posicionamento] , o qual opera entre 1200 e 1600 MHz.  PEDs [Dispositivo Eletrônico Portátil] têm o potencial de interferir com casd um deles, mas a preocupação mais séria tem que ser com receptores de GPS, os quais estão se tornando a chave de auxílio à navegação destes dias – particularmente quando nuvens ou outros problemas climáticos fazem isso impossível para pilotos verem pistas de pouso.

GPS-certified landing approaches are now widely used in general aviation. Though most airliners presently use instrument landing systems, use of GPS technology will increase significantly over the next few years. There are three times as many GPS-certified approaches as instrument landing system approaches in the United States.

Aproximações de pouso homologadas para GPS são agora usadas na aviação geral. [aviões de tamanho menor].  Apesar de muitos aviões de linhas aéreas atualmente usarem sistemas de pouso por instrumentos, o uso da tecnologia GPS aumentará significantemente durante os próximos poucos anos. Há nos Estados Unidos três vezes mais aproximações por GPS do que aproximações por ILS [Sistema de Pouso por Instrumentos].

Investigation of specific instances of suspected PED interference

 Some sample cases are included here to illustrate the variety of potential PED events.

• In March 2004, acting on a number of reports from general aviation pilots that Samsung SPH-N300 cellphones had caused their GPS receivers to lose satellite lock, NASA issued a technical memorandum that described emissions from this popular phone. It reported that there were emissions in the GPS band capable of causing interference. Disturbingly, though, they were low enough to comply with FCC emissions standards.
• A passenger laptop computer was reported to cause autopilot disconnects during cruise. Boeing purchased the computer from the passenger and performed a laboratory emission scan from 150 kHz to 1 GHz. The emissions exceeded the Boeing emission standard limits for airplane equipment at various frequency ranges up to 300 MHz. Boeing participated with the operator on two flight tests with the actual PED, using the same airplane and flight conditions, in an attempt to duplicate the problem.
• Over a period of eight months, Boeing received five reports on interference with various navigation equipment (uncommanded rolls, displays blanking, flight management computer [FMC]/ autopilot/standby altimeter inoperative, and autopilot disconnects) caused by passenger operation of a popular handheld electronic game device. In one of these cases, the flight crew confirmed the interference by turning the unit on and off to observe the correlation. The same unit was used on another flight and on a different airplane, but the event could not be duplicated. Boeing purchased two of the actual suspect units through the airline and tested them in the laboratory, along with three off-the-shelf units. It was determined that these suspect units had emission profiles similar to the off-the-shelf units and that the levels from these devices were below airplane equipment emission limits.
• A passenger’s palmtop computer was reported to cause the airplane to initiate a shallow bank turn. One minute after turning the PED off, the airplane returned to "on course." When the unit was brought to the flight deck, the flight crew noticed a strong correlation by turning the unit back on and watching the anomaly return, then turning the unit off and watching the anomaly stop. Boeing was not able to purchase the actual PED, but contacted the PED manufacturer and purchased the same model. Boeing laboratory emission testing revealed that the unit exceeded Boeing airplane equipment emission levels by up to 37 dB by demonstrating energy levels in the frequency range of 150 to 700 kHz. In the Boeing navigation laboratory the unit was placed next to the FMCs, control display unit, and integrated display unit, but the reported anomaly could not be duplicated.
• Cell phone tests and analysis
  Boeing conducted a laboratory and airplane test with 16 cell phones typical of those carried by passengers, to determine the emission characteristics of these intentionally transmitting PEDs. The laboratory results indicated that the phones not only produce emissions at the operating frequency, but also produce other emissions that fall within airplane communication/navigation frequency bands (automatic direction finder, high frequency, very high frequency [VHF] omni range/locator, and VHF communications and instrument landing system [ILS]). Emissions at the operating frequency were as high as 60 dB over the airplane equipment emission limits, but the other emissions were generally within airplane equipment emission limits. One concern about these other emissions from cell phones is that they may interfere with the operation of an airplane communication or navigation system if the levels are high enough.

Investigação de casos específicos suspeitos de interferência de PED

Alguns caso estão incluídos aqui para ilustrar a variedade potencial de eventos PED:

• Em Março de 2004, atuando num número de relatórios de pilotos da aviação geral que o telefone celular APH-N300 tinha causado aos receptores GPS das [aeronaves] deles perderem conexões com satélites, a NASA emitiu um memorando técnico que descreveu emissões deste telefone popular. Ela relatou que existiram emissões na faixa GPS capazes de causar interferência.  Incomodamente,  apesar disso, elas foram baixas o suficiente para sujeitarem-se às emissões padrões reguladas pela FCC.
• Um computador laptop de um passageiro foi relatado causar desconexão do Piloto Automático durante o [voo] de cruzeiro.  A Boeing comprou o computador do passageiro e efetuou um escanemento  de emissão [eletromagnética] em laboratório nas [frequências] de 150 kHz até 1 GHz. As emissões excederam os limites de padrão de emissões [eletromagnéticas] da Boeing para o equipamento do avião em vários alcances de frequência até 300 MHz.  A Boeing participou com o operador em dois voos testes com o PED verdadeiro,  usando a mesma aeronave e condições de voo, numa tentativa de reproduzir  o problema.
• Durante o periodo de oito meses, a Boeing recebeu cinco relatórios sobre interferência com vários equipamentos de navegação (rolagens não comandadas, telas de monitores piscando, computador de gerenciamento de voo [FMC]/Piloto automático/altímetro auxiliar inoperativo, e desengajamentos do piloto automático) causados por operação de passaeiro com um dispositivo eletrônico de mão com jogo popular. Num destes casos, o tripulante do voo confirmou a interferência ao ligar a unidade e desligar para observar a correlação. A mesma unidade foi usada num outro voo e num avião diferente, mas o evento não pode ser reproduzido. A Boeing comprou duas unidades verdadeiras suspeitas através da empresa e as testou no laboratório, acompanhado de três unidades fora de venda. Foi determinado que estas unidades supeitas tinham perfis de emissões similares às unidades fora de mercado e que os níveis destes dispositivos estavam abaixo dos limites de emissões de equipamentos do avião.
• Um computador palmtop de passageiro foi relatado causar ao avião, iniciar uma curva de pequena inclinação. Um minuto após o desligamento do PED, o avião retornou “à rota”. Quando a unidade foi trazida para a cabine dos pilotos, a tripulação de voo notou uma correlação forte ao ligar de volta a unidade e observar o retorno da anomalia, depois desligar a unidade e observar a parada da anomalia. A Boeing não foi capaz de comprar o PED verdadeiro, mas contactou o fabricante do PED e comprou o mesmo modelo.  O teste de emissão no laboratório da Boeing revelou que a unidade excedeu os níveis de emissões de equipamento de avião da Boeing até 37 dB [decibéis] ao demonstrar níveis de energia no alcance de frequência de 150 a 700 kHz. No laboratório de navegação da Boeing a unidade foi colocada proxímo dos FMCs, unidade de controle de tela (CDU), e unidade integrada de tela (IDU), mas a anomalia relatada não pode ser reproduzida.

Testes e analyses de telephone celular

A Boeing conduziu um teste de laboratório e no avião com 16 telefones celulares típicos daqueles carregados por passageiros, para determinar as características de emissão desta transmissão intencional de PEDs. Os resultados de laboratório indicaram que os telefones não somente produzem emissões na frequência de operação, mas também produzem outras emissões que caem dentro das faixas de frequência de comunicação/navegação do avião (ADF, HF, VHF, VOR/LOC, e sistema ILS e VHF de comunicações). As emissões na frequência de operação foram tão altas como 60 dB [decibéis] acima dos limites de emissão do equipamento do avião, mas as outras emissões estavam geralmente dentro dos limites de emissões do equipamento do avião. Uma preocupação acerca destas outras emissões de telefones celulares é que elas podem interferir com a operação de um sistema de comunicação ou navegação se os níveis estiverem suficientemente altos .

Five critical navigation frequency bands were selected to be monitored:

Very High-Frequency Omni-Directional Range (VOR) and Instrument Landing System (ILS) Localizer (LOC), 108-118 MHz;

1. ILS Glide Slope (GS), 329-335 MHz;
2. Distance Measuring Equipment (DME) and
3. Traffic Alert and Collision Avoidance System (TCAS), 960-1215 MHz; and
4. Global Positioning System (GPS), 1227.5 and 1575.42 MHz.

There were four frequency ranges identified as likely to experience emissions from passenger electronics use:

1. cellular uplink, 824-849 MHz;
2. Personal Communications System (PCS) uplink, 1.85-1.91 GHz; and
3. industrial, scientific, and medical (ISM), 902-928 MHz and 2.4-2.485 MHz.
4. Limited monitoring was conducted in the ILS GS, GPS L2 (1227.5 MHz), and DME and TCAS bands.

Cinco faixas críticas de frequência de navegação foram selecionadas para serem monitoradas:

1. VOR e ILS ( LOC),  108 a 118 MHz
2. ILS Glide Slope (GS), 329 a 335 MHz
3. DME (Equipamento Medidor de Distância)
4. TCAS (Sistema de Evitação de Colisão e Alerta de Tráfego), 960 a 1215 MHz
5. GPS (Sistema Global de Posicionamento), 1227.5 e 1575.42 MHz

Houve quatro alcances de frequências identificados como provavelmente a sofrer emissões de uso eletrônicos por passageiro:

1. Uplink de celular, 824 a 829 MHz;
2. Uplink de Sistema Pessoal de Cominucações (PCS), 1.85 a 1.91 GHz; e
3. IMS (Industrial, científico e médico), 902 a 928 MHz e 2.4 a 2.485 MHz
4. Monitoração limitada foi conduzida no ILS, GS, GPS (1227.5 MHz), e faixas DME e TCAS.

Measurements were made on 38 flights over the period September 23 through November 19, 2003. All flights were revenue flights except for one maintenance flight with no passengers onboard. All flights were on Boeing 737 model aircraft except for one flight on an Airbus 320. Two airlines participated in the flight study with 29 flights on one airline and 9 flights on the other. A third airline assisted in validating instrumentation operation and measurement methodology. All flights occurred along the east coast, and flight durations were between 40 minutes and 2 hours. The passenger load factors were between 25% and 100%.

As medições foram feitas em 38 voos durante o período de 23 de  Setembro até 19 de Novembro de 2003. Todos voos eram voos de rendimento exceto por um voo de manutenção sem passageiros a bordo. Todos voos foram em aeronave modelo Boeing 737, exceto por um voo num Airbus 320. Duas empresas de linhas aéreas participaram no estudo de voo com 29 voos numa empresa e 9 na outra. Uma terceira empresa auxiliou na metodologia de validação de medição e operação da instrumentação. Todos voos ocorreram ao longo da costa Leste, e as durações dos voos foram entre 40 minutos e 2 horas. Os fatores de carga de passaeiro estiveram entre 25% e 100%.

The research effort collected a total of 7534 spectrum traces representing over 51 hours of data. There were 1493 traces collected at the gate, 1596 traces collected during taxi, and 4445 traces collected in flight. The traces collected in flight represent over 32 hours of data.

Exemplo do Ambiente da Faixa de Celular a Bordo no Portão de embarque (A) e Durante o Táxi (B)

O esforço de pesquisa coletou um total de 7534 traços de espectro representando mais de 51 horas de dados. Existiram 1493 traços coletados no portão de embarque, 1596 traços coletados durante o táxi e 4445 traços coletados em voo. Os traços coletados em voo representam acima de 32 horas de dados.

This study provided the first reported characterization of the RF environment in the cabins of commercial airline flights. Key conclusions are as follows:

a. Cellular telephone calls were observed in all phases of flight at a rate conservatively estimated to be approximately one call per flight, and onboard cellular telephone activity is appreciable.

b. Considerable onboard RF activity was observed in the GPS L1 (1575.42 MHz) band, some of which appeared to have field strengths that, under appropriate circumstances, could result in interference with aircraft GPS equipment.

c. Elevated broadband noise was observed on many occasions in the VOR/ILS band, and at least some of these observations appear to be unique to specific aircraft.

d. While spectral measurements gave no indication of passengers using wireless devices other than cellular phones during takeoff, such use was observed during approach well after the portable electronic devices-prohibited cabin announcement.

Sinais de Faixa Estreita na Potência da Faixa Celular Recebida Versus Altitude

Sinais de Faixa Estreita na Potência da Faixa PCS Recebida Versus Altitude

O estudo forneceu a primeira caracterização reportada do ambiente de RF [Rádio Frequência] nas cabines de voos de linha aérea. Conclusões-chaves são como seguem:

1. Chamadas de telefone celular foram observadas em todas fases de voo numa razão conservativamente estimada de ser aproximadamente uma chamada por voo, e atividade a bordo de telefone celular é apreciável.
2. Atividade de RF [ Rádio Frequência] considerável a bordo foi observada na faixa do GPS L1 (1575.42 MHz), algumas das quais pareceram ter comprimento de campo que, sob circunstâncias apropriadas, poderiam resultar em interferência com o equipamento GPS da aeronave.
3. Ruído elevado de faixa ampla [distúrbio da frequência] foi observado em muitas ocasiões na faixa de VOR/ILS, e pelo menos algumas destas observações pareceu ser única para aeronave específica.
4. Enquanto medições do espectro não deram indicação diferente de passageiros usando dispositivos ‘wireless’ [sem fios]  e telefones celulares durante a decolagem, tal uso foi observado durante a aproximação bem depois do anúncio de cabine para [desligarem]  dispositivos  eletrônicos portáteis proibidos .

Global Positioning System Operation and Vulnerability

The GPS is made up of 24 satellites in approximately 11.5-hour orbits. The satellites transmit signals on two L-band frequencies, 1227.5 and 1575.42 MHz, designated L2 and L1, respectively. The primary role of signals in the L2 frequency is to allow corrections for errors introduced by variations in ionospheric propagation. Simply put, the L1 transmits information to provide navigation and the L2 transmits information that improves accuracy.

Vulnerabilidade e Operação do Sistema Global de Posicionamento

O GPS é feito elaborado por 24 satélites em órbitas de aproximadamente 11.5 horas. Os satélites transmitem sinais nas frequências de duas faixas-L, 1227,5 e 1575.42 MHz, designadas L2 e L1, respectivamente. O papel principal de sinais na frequência L2 é permitir correções de erros introduzidos pela variação na propagação ionosférica. Simplesmente coloca, a L1 transmite informação para fornecer navegação e a L2 transmite informação que melhora a acuracia.

Continuous Wave Interference Sources

A CW interference signal can prevent or disrupt a GPS receiver’s ability to generate a valid navigation solution. Early assessments found that narrow- and wide-band CW interference affected GPS performance [29]. As expected, signals closer to the GPS center frequency caused greater interruption. There was a 16 dB variation in susceptibility between the receivers tested. The initial assessments were performed on C/A code receivers.

Fontes de Interferência de Onda Contínua

Um sinal de interferência de Onda Contínua – CW pode impedir ou romper a capacidade do receptor GPS para gerar uma solução valida de navegação. Avaliações anteriores descobriram que interferência CW de faixa estreita - e larga – afetaram a performance do GPS [29]. Como esperado, sinais muito próximos da frequência central do GPS causaram interrupção maior. Houve uma variação de 16 dB em suscetibilidade entre os receptores testados. As avaliações inicias foram efetuadas em receptores com código C/A.

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16. Woods, R., Ely, J., and Vahala, L., “Detecting the Use of Intentionally Transmitting Personal Electronic Devices Onboard Commercial Aircraft,” 2003 IEEE EMC Symposium Proceedings, Vol. 1, August 2003, pp. 263-8.
17. Rappaport, T., Wireless Communications: Principles and Practice, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1999.
18. Johnson, M.D., et al., “Phase II Demonstration Test of the Electromagnetic Reverberation Characteristics of a Large Transport Aircraft,” Naval Surface Weapons Center, Dahlgren Division, Dahlgren, VA, September 1997.
19. Freyer, G.J. and Hatfield, M.O., “Aircraft Test Applications of Reverberation Chambers,” 1994 IEEE International EMC Symposium Proceedings, 1994, pp. 491-6.
20. Johnson, M.D., et al., “Comparison of RF Coupling to Passenger Aircraft Avionics Measured on a Transport Aircraft and in a Reverberation Chamber,” 1998 IEEE International EMC Symposium Proceedings, Vol. 2, 1998, pp. 1047-52.
21. Freyer, G.J., Hatfield, M.O., and Slocum, M.B., “Characterization of the Electromagnetic Environment in Aircraft Cavities Excited by Internal and External Sources,” 15^th Digital Avionics Systems Conference, October 1996, pp. 327-332.
22. NTIA Report 95-321, “Broadband Spectrum Survey at Denver, Colorado,” U.S. Department of Commerce, September 1995.
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24. Haykin, S., Communication Systems, 4^th Edition, John Wiley and Sons, Inc., New York, 2001.
25. Fuller, G. and Horton, K., “Protecting GPS Availability From EMI,” 2000 Digital Avionics Systems Conference Proceedings, Vol. 1, October 2000, pp. 3C2/1-7.
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29. Winer, B.M., et al., “GPS Receiver RFI Laboratory Tests,” Proceedings of the Institute of Navigation National Technical Meeting, Santa Monica, CA, January 1996.
30. Johnston, K.D., “Analysis of Radio Frequency Interference Effects on a Modern Coarse Acquisition Code Global Positioning System (GPS) Receiver,” Thesis, Air Force Institute of Technology, Wright Patterson AFB, OH, ADA36 Volume 1, March 1999.
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32. Hegarty, et al., “Suppression of Pulsed Interference through Blanking,” Proceedings of the IAIN World Congress, San Diego, CA, June 2000.
33. RTCA DO-235A, “Assessment of Radio Frequency Interference Relevant to the GNSS,” RTCA, Inc., Washington, DC, December 2002.
34. Institute of Electrical and Electronic Engineers

Flight Deck Fogged - Windshield and Windows Free of Glare

Nanoglass technology

Human Translation

by George Rocha

Through a process involving thin layers of material deposited on a surface and then selectively etched away, the MIT team produced a surface covered with tiny cones, each five times taller than their width. This pattern prevents reflections, while at the same time repelling water from the surface.

 Através de um processo envolvendo camadas finas de material depositado numa superfície e depois seletivamente corroído, a equipe do MIT produziu uma superfície coberta com pequeníssimos cones, cada cinco vezes mais altos do que suas larguras. Este padrão impede reflexões, enquanto ao mesmo tempo repelem água da superfície.

One of the most instantly recognizable features of glass is the way it reflects light. But a new way of creating surface textures on glass, developed by researchers at MIT, virtually eliminates reflections, producing glass that is almost unrecognizable because of its absence of glare — and whose surface causes water droplets to bounce right off, like tiny rubber balls.

Uma das mais instantaneamente reconhecíveis características do vidro é o modo como ele reflete luz. Mas uma nova maneira de criar texturas de superficies em vidro, desenvolvida por pesquisadores no MIT , virtualmente elimina reflexões, produzindo vidros que é quase irreconhecível por causa da ausência de brilho ofuscante dele – e  cuja superfície causa gotas d’água que quicam imediatamente, como pequeníssimas bolas de borracha.

The new “multifunctional” glass, based on surface nanotextures that produce an array of conical features, is self-cleaning and resists fogging and glare, the researchers say. Ultimately, they hope it can be made using an inexpensive manufacturing process that could be applied to optical devices, the screens of smartphones and televisions, solar panels, car windshields and even windows in buildings.

O novo vidro “multifunctional”, baseado em nanotexturas de superfície que produzem um arranjo de características cônicas, é auto limpante e resiste ao embaciamento e neblina, dizem os pesquisadores.  Finalmente, eles tTem a esperança que ele [vidro] pode ser feito usando uma processo de fabricação barato que poderia ser aplicado a dispositivos ópticos, as telas de smartphones e televisores, painéis solares, parabrisas de carros e mesmo janelas de edifícios.

The technology is described in a paper published in the journal ACS Nano, co-authored by mechanical engineering graduate students Kyoo-Chul Park and Hyungryul Choi, former postdoc Chih-Hao Chang SM ’04, PhD ’08 (now at North Carolina State University), chemical engineering professor Robert Cohen, and mechanical engineering professors Gareth McKinley and George Barbastathis.

A tecnologia está descrita num documento publicado no jornal ACS Nano,  co-escrito pelos estudantes graduados de engenharia mecânica Kyoo-Chul Park e Hyungryul Choi, o pós-graduado anterior Chih-Hao Chamg SM’04, PhD’08 (agora na Universidade de Carolina do Norte), o professor de engenharia química Robert Cohen e professores de engenharia mecânica Gareth McKinley e George Barbastathis.

Large planes, commercial aircraft, jet aircraft and military helicopters are all equipped with very extensive heating, defogging and air conditioning systems for the cabin, whether in flight or on the ground. Multi-engine, piston powered aeroplanes have auxiliary gas powered heaters which are usually ignited immediately after the engines are started. The system includes a combustion chamber, a heat exchange system and a battery-powered blower. Soon after being ignited, the auxiliary heater soon begins delivering heat to the cabin including the windshield's defrost system without the need for aircraft motion or ram effect.

Aviões grandes, aeronave commercial, aeronave à jato e helicópteros militares são todos equipados com sistemas de ar condicionado e desembaçamento e aquecimento muito extensos para cabine, se em voo ou no solo. Aviões multimotores à pistão têm aquecedores auxiliares à gas, os quais são usualmente ligados imediatamente após os motores serem dados partida. O sisteme inclui uma câmara de combustão, um sistema intercambiador de calor e um ventilador alimentado por bateria. Logo após ser ligado, o aquecedor auxiliar logo começa despachar calor para a cabine incluindo o sistema de degelo do para-brisas sem a necessidade de movimento da aeronave ou efeito de ingestão de ar ambiente.

Small single engine piston powered aircraft, however, are normally equipped with simple systems which, when in flight, take in ambient air and the ram speed of the aircraft pushes the ambient air past a portion of the aircraft's exhaust system and through ducts into the cabin. Unfortunately, when an aircraft is not in flight, there is no ram air pushing through the heating system. Also, some single piston engine driven aircraft have no defrost provisions. This can create serious problems in cold, wintry conditions, particularly in northern climates such as found in Canada or the northern United States. During engine start up, warm up, taxi, takeoff prior to flight, the cabin is not heated or heated insignificantly by the existing heating system. Although the comfort of the passengers and pilot is adversely affected by the cold, a more serious problem, however, is that the pilot's visibility can be poor because of fogging windows. During taxi and takeoff, this can lead to serious accidents. Therefore, it appears that an auxiliary system, for operating in cool, damp conditions that can occur in any season but occur most acutely in the winter designed for use during start up, taxi and takeoff would provide major safety benefits plus enhance pilot and passenger comfort.

Aeronaves pequenas monomotoras à pistão, embora, sejam normalmente equipadas com sistemas simples os quais, quando em voo, ingerem ar ambienteexterno e a velocidade do ar de ingestão da aeronave empurra o ar ambiente passado através do sistema de exaustão da aeronave e através de dutos para a cabine. Infelizmente, quando uma aeronave nào está em voo, não há empurrão de ar ambiente externo através do sistema de aquecimento. Também, algumas aeronaves propulsadas por motor à pistão não têm provisos de degelo. Isto pode criar problemas sérios em condições frias e invernosas, particularmente em climas do norte tal como encontrado no Canadá ou no norte dos Estados Unidos. Durante a partida do motor, aquecimento, taxi, decolagem antes do voo, a cabine não está aquecida ou aquecida insignificantemente pelo sistema de aquecimento existente. Embora o conforto dos passageiros e piloto seja adversamente afetado pelo frio, uma problema mais sério, de qualquer modo, é aquele que a visibilidade do piloto pode ser pobre por causa de janelas embaçadas. Durante taxi e decolagem, isto pode conduzir a acidentes sérios. Por essa razão, parece que um sistema auxiliar, para operar em condições frias, diminua as condições que podem ocorrer em qualquer estação do ano, mas ocorre muito intensamente no inverno, planejado para uso durante a partida, táxi e decolagem forneceria benefícios maiores de segurança mais melhoria de conforto de passageiro e piloto.

Aircraft Fogged Windows News

Case in point 1:

1. The plane took off from Slidell, La., and was en route to Sarasota, Fla., according to a flight plan. Somewhere between the two points, it began flying in circles.

 Exemplo característico 1:

1. O avião decolou de Slidell, Lousiana, e estava em rota para Sarasota, Flórida, de acordo com um plano de voo. Em algum lugar entre os dois pontos, ele começou a voar em circulos.

The FAA lost radio contact with the Cessna 421 before 9 a.m. ET. It was circling at approximately 28,000 feet. If it took off fully loaded, it will run out of fuel at 12:30 p.m. ET.

O FAA perdeu contato com o Cessna 421 antes das 09 A. M. Hora do Leste. Ele estava circulando a aproximadamente 28.000 pés. Se ele decolou totalmente abastecido, ele ficaria sem combustível às 12:30 P. M. Hora do Leste.

Officials at NORAD confirmed that the air defense agency has launched two F-15 fighter aircraft to intercept the general aircraft over the Gulf of Mexico.

Oficiais em NORAD confirmaram que a agência de defesa aérea lançou dois aviões caças F-15 para interceptarem a aeronave sobre o Golfo do México.

NORAD spokesman John Cornelio said the fighter jets made contact visual with the aircraft over the Gulf around 8:45am.

O porta-voz do NORAD, John Cornelio, disse que os jatos caças fizeram contato visual com a aeronave sobre o Golfo por volta das 08:45 A. M. Hora do Leste.

The Coast Guard has confirmed that Dr. Peter Hertzak, a physician from suburban New Orleans, was the pilot of a Cessna plane that crashed into the Gulf of Mexico on Thursday after flying in circles for hours.

A Guarda Costeira confirmou que o Dr. Peter Mertzak, um médico do subúrbio de New Orleans, era o piloto de um Cessna que caiu no Golfo do México na Quinta-feira após voar em circulos por horas.

9:30 a.m. ET Two F-15 fighters under the direction of North American Aerospace Defense Command (NORAD) out of 159th Fighter Wing in New Orleans, La., intercepted and monitored the circling aircraft over the Gulf of Mexico. Upon intercepting the aircraft, the F-15 pilots reported the pilot was not responding to communications. They make visual contact with the plane and report that the craft's windows were fogged over.

Às 09:30 A. M. Hora do Leste, dois caças F-15 sob a direção do Comando de Defesa do Espaço Aéreo Norte-Americano (NORAD) saíram da 159° Ala de Caças em New Orleans, Lousiana, interceptaram e monitoraram a aeronave circulando sobre o Golfo do México. Ao interceptar a aeronave, os pilotos dos F-15 relataram que o piloto não estava respondendo as comunicações.  Eles fazem contato visual com o avião e relatam que as janelas do avião estavam completamente embaçadas .

Case in point 2:

2. February 21, 2012 (by Air Combat Command) - Extreme fogging in the aircraft cockpit caused an F-16C Fighting Falcon to depart the runway July 28, 2011, at the Wittman Regional Airport in Oshkosh, Wisc., according to an Air Combat Command Accident Investigation Board report released today.

Exemplo característico 2:

2. FEV 2012 (pelo Comando de Combate Aéreo) – Embaçamento extremo na cockpit da  aeronave causou a um F-16C Caça Falcon ao decolar da pista no aeroporto regional Wittman, em 28 JUL 2011, em Oshkosh, Wisconsin, de acordo com o relatório do Coselho de Investigação de Acidente do Comando de Combate Aéreo liberado hoje [21 FEV 2012].

F-16C, S/N 87-0296 departed the prepared runway surface of Wittman Regional Airport (KOSH) during landing at the AirVenture 2011 air show. As the aircraft entered the soft soil, the nose wheel broke off and the intake contacted the ground breaking off the nose section as the aircraft came to a stop. The pilot egressed unharmed. The aircraft sustained severe damage, estimated at $5.4 million. There was only minor damage to Wittman Regional Airport infield. Media interest was generally low; however, hundreds of spectators witnessed the mishap.

O F-16, Número de Série 87-0296 partiu da superfície da pista de pouso preparada do aeroporto regional Wittman (KOSH) durante o pouso no show aéreo AirVenture 2011. Quando a aeronave entrou no terreno fofo, a roda do nariz quebrou e a tomada contatou o solo quebrando a seção do nariz quando a aeronave parou. O piloto evacuou sem danos. A aeronave sofreu avaria severa, estimada em US$ 5.4 milhões de dólares. Houve apenas uma avaria menor no campo do aeroporto regional Wittman.  O interesse da midia foi geralmente baixo, todavia, centenas de espectadores testemunharam o infortúnio.

Cockpit fog started developing in the MA as it approached the flare. As the throttle was retarded to idle, fog began to envelope the entire cockpit.

Embaçamento do cockpit iniciou a se desenvolver na aeronave infortunada quando ela aproximou-se do flare. Quando a manete de potência foi retardada para marcha-lenta, o embaçamento começou a envolver o cockpit inteiro.

 Another Fogged Windows Narrative

Case in point 3:

3. After landing on runway 9R; I exited the runway at the end to the north on taxiway S1 and was told to taxi on taxiway south eastbound. I didn't see any signs indicating taxiway south; so I stopped and asked controller; after looking at taxi chart; if I should make a hard right turn or make the 45 degree angle taxiway ahead and to the right. The controller told me to continue on taxiway M and hold short of runway 9L. I continued taxiing; looking for the hold line; looking for the red sign with white numbers; and looking for amber lights at side of the taxiway or in taxiway at hold short line; and saw none of them. When I saw the runway side line; I stopped about 15 ft short of runway. The controller asked me if I was holding short of runway 9L. I replied yes. The control then told a departing aircraft to cancel takeoff clearance. I then replied that I was clear of runway 9L. After air carrier exited runway; the controller then cleared me to cross runway 9L right on taxiway K. I have since learned that construction has been ongoing in the taxi area and feel that if some signs were missing or inoperative; the taxiways should be blocked off; and not used. The windshield was wet; as was the taxiway. This added to reduced visibility. Supplemental information from acn 675457: the visibility through the windshield is great when it is dry. However; it is almost always wet after any flight. It gets cold soaked easily. I believe foggy windshields are a serious problem in 20 series Lear jets.

Uma outra Narrativa de Janelas Embaçadas


Exemplo característico 3:

3. Após pousar na pista 9R, eu sai da pista de pouso no final para o norte na pista de táxi S1 e foi dito para taxiar na pista de táxi sul com destino o lado este. Eu não vi qualquer sinal indicando a pista de táxi Sul. Então eu parei e perguntei ao controlador de tráfego aéreo. Após olhar na  carta de táxi, se eu devia  fazer uma curva difícil à direita  ou fizer os 45° da pista de táxi adiante e à direita, o controlador de tráfego aéreo disse-me para continuar na pista de táxi M e manter a posição pernto da pista 9L. Eu continuei taxiando, procurando a linha de manter a posição [perto da pista], procurando o sinal vermelho com números brancos, e procurando pelas luzes na cor âmbar na lateral da pista de táxi ou na pista de táxi na linha do ponto de espera, e não vi nenhuma delas. Quando eu vi a linha lateral da pista de pouso, eu parei cerca de 4,5 metros perto da pista de pouso. O controlador perguntou-me se eu estava mantendo o ponto de espera perto da pista de pouso 9L. Eu respondi, sim. O controlador então falou para uma aeronave decolando para cancelar a autorização de decolagem. Eu então respondi que eu estava livre para pista de pouso 9L direto na pista de táxi K. Eu já sabia que construção estavam em andamento na área de táxi e vi que algumas placas de sinais foram retirados ou estavam inoperativos. As pistas de táxi deviam estar bloqueadas, e não usadas. O para-brisas estava molhado, assim como estava a pista de táxi. Isto acrescentava visibilidade reduzida. Informação suplementar da aeronave 675457: a visibilidade através do para-brisas é grande quando ele está seco. Todavia, ele está quase sempre molhado após qualquer voo. Ele fica frio encharcado facilmente. Eu acredito que para-brisas embaçado são problemas sérios nos Lear jets da série 20.

Case in point 4:

4.          Loss of Visual References - Collision with Water

             Eurocopter EC 120B (Helicopter) C-GHNI  
             Lac à l'Épaule, Quebec 
             19 June 2008

At approximately 0907 eastern daylight time, the Eurocopter EC 120B helicopter (registration C-GHNI, serial number 1131) departed Lac des Neiges, Quebec, on a private visual flight rules flight to Québec/Jean Lesage International Airport, located 42 nautical miles (nm) to the south. Approximately 15 minutes after takeoff, the weather deteriorated and the pilot chose to land at Lac à l'Épaule, 28 nm north of his destination. While overflying the lake at low altitude to verify the chosen landing spot, the pilot turned on the demist hot air to clear the front windshield of condensation. The windshield immediately misted-up; the helicopter lost altitude and struck the surface of the water. The pilot and passenger sustained minor injuries and evacuated the aircraft successfully. The pilot helped the passenger towards the shore. They were assisted by two fishermen in a small boat and were then transported to hospital by ambulance. The passenger subsequently died. The helicopter, which sank approximately 500 feet from shore in 25 feet of water, was substantially damaged.

Exemplo característico 4:

4. Perda de Referências Visuais - Colisão com Água
   

Eurocopter EC 120B (Helicopter) C-GHNI 

Lac à l'Épaule, Quebec
19 Junnho 2008

Aproximadamene às 09:07 Hora diurna do Leste, o helicópetro Eurocopter EC 120B (registro C-GHNI, número de série 1131) partiu de Lac des Neiges, Quebec, num voo particular sob regras de voo visual para Québec/aeroporto internacional Lesage, localizado a 77 Km ao sul. Aproximadamente 15 minutos após a decolagem, as condições meteorológicas deterioraram, e o piloto escolheu pousar no Lac à l’Épaule, 58 Km ao norte do destino dele. Enquanto sobrevoando o lago em baixa altitude para verificar o local escolhido para pouso, o piloto ligou o ar quente do desembaçador para livrar o para-brisas frontal de condensação.  O para-brisas imediatamente embaçou; o helicóptero perdeu altitude e atingiu a supeerfície da água. O piloto e passageiro sofreram ferimentos leves e evacuaram bem sucedidamente a aeronave. O piloto ajudou o passageiro em direção à orla. Eles foram assistidos por dois pescadores num barco pequeno e foram depois transportados para hospital numa ambulância. O passageiro subsequentemente morreu. O helicóptero, o qual afundou a distância de aproximadamente 150 metros da orla em  7 metros de profundidade de água, foi substancialmente danificado.

Photovoltaic panels, Park explains, can lose as much as 40 percent of their efficiency within six months as dust and dirt accumulate on their surfaces. But a solar panel protected by the new self-cleaning glass, he says, would have much less of a problem. In addition, the panel would be more efficient because more light would be transmitted through its surface, instead of being reflected away — especially when the sun’s rays are inclined at a sharp angle to the panel. At such times, such as early mornings and late afternoons, conventional glass might reflect away more than 50 percent of the light, whereas an anti-reflection surface would reduce the reflection to a negligible level.

Painéis de células fotovoltáicas, explica Park, podem perder tanto quanto 40 por cento de suas eficiências dentro de seis meses quando poeira e sujeira acumulam nas superficies. Mas um painel solar protegido pelo novo vidro auto limpante, ele diz, teria muito menos problema. Em adição, o painel seria mais eficiente porque mais luz seria transmitida através de sua superfície, em vez de ser refletida para longe – especialmente quando os raios do Sol estiverem inclinados num ângulo agudo em relação ao painel. Em tais vezes, tal como em manhãs bem cedo e findar de tardes, vidros convencionais podem refletir para longe mais de 50 por cento da luz, enquanto uma superfície anti-reflexão reduziria a reflexão para um nível insignificante.

While some earlier work has treated solar panels with hydrophobic coatings, the new multifunctional surfaces created by the MIT team are even more effective at repelling water, keeping the panels clean longer, the researchers say. In addition, existing hydrophobic coatings do not prevent reflective losses, giving the new system yet another advantage.

Enquanto alguns trabalhos anteriores trataram painéis solares com revestimentos hidrofóbicos, as novas superfícies multifuncionais criadas pela equipe do MIT são mesmo mais eficientes em repelirem água, mantendo os painéis limpos mais tempo, dizem os pesquisadores. Em adição, revestimentos hidrofóbicos existentes não impedem perdas refletivas, dando ao novo sistema já uma outra vantagem.

Watch video at MIT Video  http://video.mit.edu/watch/fog-free-glass-11150/


Other applications could include optical devices such as microscopes and cameras to be used in humid environments, where both the antireflective and anti-fogging capabilities could be useful. In touch-screen devices, the glass would not only eliminate reflections, but would also resist contamination by sweat.

Veja o video do MIT video in HD 720p http://www.youtube.com/v/8he2oKAR8IE?version=3&feature=player_detailpage

Footage courtesy: Kyoo-Chul Park, Bavand Keshavarz, & Hyungryul Choi
Music by: Torture Super Sonic (http://freemusicarchive.org/music/Tortue_Super_Sonic)

Outras aplicações poderiam incluir dispositivos ópticos tais como microscópios e câmeras para serem usadas em ambientes úmidos, onde ambas capacidades antirefletivas e anti-neblina poderiam ser úteis. Em dispositivos com tela de toque [digital] o vidro não somente eliminaria reflexos, mas também resistiria a contaminação pelo suor.

Ultimately, if the cost of such glass can be lowered sufficiently, even car windows could benefit, Choi says, cleaning themselves of dirt and grit on the exterior surface of the windows, eliminating glare and reflections that can impair visibility, and preventing fogging on the interior surface.

Finalmente, se o custo de tal vidro puder ser baixado suficientemente, mesmo janelas de carro poderiam se beneficiar, diz Choi, limpando-se de sujeira e areia na superfície exterior das janelas, eliminando embaçamento e reflexos que podem prejudicar a visibilidade, e impeder embaçamento na superfície interior.

The surface pattern — consisting of an array of nanoscale cones that are five times as tall as their base width of 200 nanometers — is based on a new fabrication approach the MIT team developed using coating and etching techniques adapted from the semiconductor industry. Fabrication begins by coating a glass surface with several thin layers, including a photoresist layer, which is then illuminated with a grid pattern and etched away; successive etchings produce the conical shapes. The team has already applied for a patent on the process.

O padrão de superfície – consistindo de uma série de cones em nanoescala que são cinco vezes tão altas quanto suas larguras de base com 200 nanometros – é baseado numa nova abordagem de invenção do time do MIT desenvolvido usando técnicas de revestimento e corrosão adaptada da indústria de semicondutores. A fabricação começa pelo revestimento de uma superfície de vidro com várias camadas finas, incluindo uma camada fotoressistente, a qual é depois iluminada com um padrão de grade e corroida; sucessivas corrosões produzem as formas cônicas. A equipe já requereu uma patente do processo.
***1 nanometer = 1 x 10^-9 metros

Since it is the shape of the nanotextured surface — rather than any particular method of achieving that shape — that provides the unique characteristics, Park and Choi say that in the future glass or transparent polymer films might be manufactured with such surface features simply by passing them through a pair of textured rollers while still partially molten; such a process would add minimally to the cost of manufacture.

Desde que isso é a forma de superfície com nanotextura – preferível a qualquer método particular de conseguir aquela forma – que fornece as características únicas, Park e Choi dizem que no vidro do future ou filmes de polimeros transparentes podem ser fabricados com tais características de superfície simplesmente ao passá-los através de uma par de rolos de texturas, enquanto ainda parcialmente derretidos; tal processo acrescentaria minimamente ao custo de fabricação.

The researchers say they drew their inspiration from nature, where textured surfaces ranging from lotus leaves to desert-beetle carapaces and moth eyes have developed in ways that often fulfill multiple purposes at once. Although the arrays of pointed nanocones on the surface appear fragile when viewed microscopically, the researchers say their calculations show they should be resistant to a wide range of forces, ranging from impact by raindrops in a strong downpour or wind-driven pollen and grit to direct poking with a finger. Further testing will be needed to demonstrate how well the nanotextured surfaces hold up over time in practical applications.

Os pesquisadores dizem que eles extraíram a inspiração deles da natureza, onde superficies texturizadas numa faixa de folhas de lotus, carapaças de besouro do deserto e olhos de traça, têm desenvolvido em maneiras que frequentemente satisfazem propósitos múltiplos imediatamente.  Embora os aranjos de nanocones pontudos na superfície pareça frágil quando visto microscopicamente, os pesquisadores dizem que os cálculos deles mostram que eles devem ser resistentes a uma faixa larga de forças, alcançando do impacto por gotas de chuva numa forte chuvarada ou pólen e areia grossa impulsionados pelo vento, até enfiar direto com um dedo.  Testes adicionais serão necessaries para demonstrar quão bem as superficies nanotexturizadas detêm-se durante o tempo em aplicações práticas.

Andrew Parker, a senior visiting research fellow at Oxford University’s Green Templeton College in the U.K. who was not involved in this work, says, “Multifunctional surfaces in animals and plants are common. For the first time, as far as I am aware, this paper learns a lesson in manufacturing efficiency from nature by making an optimized antireflective and anti-fogging device. … This is the way that nature works, and may well be the future of a greener engineering where two structures, and two manufacturing processes, are replaced by one.”

Andrew Parker, um membro visitante senior do conselho de pesquisa no Green Templeton College da  Universidade Oxford no Reino Unido que não estava envolvido neste trabalho, diz, "Superfícies multifuncionais em plantas e animais são comuns. Pela primeira vez, pelo que me toca, este documento ensina uma lição de eficiência de fabricação da natureza ao fazer um dispositivo antirefletivo e antiembaciamento otimizado. ... Este é o caminho que a natureza trabalha, e pode bem ser o futuro de uma engenharia mais verde onde duas estruturas , e dois processos de fabricação, são substituídos por um”.

The research was funded by the Army Research Office through MIT’s Institute for Soldier Nanotechnology; the Air Force Office of Scientific Research; Singapore’s National Research Foundation through the Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART) Centre, and the Xerox Foundation. Park and Choi are recipients of fellowships from Samsung and the Kwanjeong Educational Foundation/STX Scholarship Foundation, respectively.

A pesquisa foi financiada pelo Escritório de Pesquisa do Exército através do Instituto para o Soldado de Nanotechnology do MIT; o Escritório da Força Aérea de Pesquisa Científica; Fundação Nacional de Pesquisa de Singapura atravbés do Centro de Tecnologia e Pesquisa da Aliança Singapura-MIT (SMART), e a Fundação Xerox. Park e Choi são anfitriões da congregação de universidade da Fundação Educacional Kuanjeong e Samsung/Fundação Escolar STX, respectivamente.