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Problemas ambientais na produção do álcool: uma aula diferente

Esta semana eu estive acompanhando uma turma de alunos da 1ª série do ensino médio (foto), em um passeio muito instrutivo, no qual aprendemos na prática alguns dos problemas ambientais que surgem devido à adoção de uma monocultura, como a da cana-de-açúcar, muito comum na região de Piracicaba, para a produção de etanol.
Este tipo de aula campal é promovida por estudantes da ESALQ-USP, através de um projeto de extensão universitária, chamado PONTE, e é de grande valia para o melhor entendimento de várias questões relacionadas ao meio ambiente. Fiquei impressionado em ver como os alunos se interessaram pelas atividades, que são bem desenvolvidas, e fazem com que eles participem bastante com perguntas, questionamentos e reflexões.

Erosão
Um dos maiores problemas que surgem quando substituímos as florestas nativas por grandes áreas de canaviais é a erosão, provocada pela exposição direta do solo, que se torna compactado, dificultando a infiltração e retenção da água, que escorre então pela superfície, arrastando a terra e os nutrientes, formando valetas na direção das partes mais baixas do terreno.
Um exemplo bem claro desta situação foi mostrado a nós (foto), no qual o relevo inclinado do terreno fez com que surgisse uma voçoroca, uma grande vala por onde a água das chuvas vai arrastando a terra, provocando outro fenômeno preocupante chamado de assoreamento. Descemos então, beirando a voçoroca, para olharmos e entendermos melhor este fenômeno.

Assoreamento
O assoreamento ocorre quando os leitos dos rios e nascentes vão se enchendo de terras, vindas das partes mais acima, arrastadas pelas corredeiras. Neste caso, os monitores mostraram a nós um exemplo claro deste processo. Os donos daquela propriedade tentam atualmente diminuir os efeitos adversos com o replantio de árvores nas regiões por onde as águas correm, e onde situam-se nascentes que formarão os rios. Estas áreas são protegidas por lei e são conhecidas como Áreas de Preservação Permanente (APP).
Do lado direito vemos a parte mais baixa do terreno por onde a água corre e forma um riacho em dias de chuva. As árvores foram plantadas para tentarem diminuir o problema, mantendo as áreas de preservação.
Depois da visita ao canavial, fomos para os laboratórios da universidade para entendermos como o álcool é produzido, pela fermentação e destilação, através de um experimento simples usando uma fonte de calor, uma mangueirinha e recipientes de vidro (foto).

Álcool: a solução?
Muita gente pode ter a impressão de que com a substituição de um combustível fóssil, no caso, a gasolina, por outro que utiliza fonte renovável, como o álcool, os nossos problemas estariam solucionados, mas na verdade, os impactos causados pela cultura da cana, e também pela produção do etanol não são pequenos. Ouvi um dos monitores explicando que, da mistura fermentada de cana, depois da destilação, apenas uma pequena porcentagem é convertida em álcool. O produto que sobra, que eles chamam de vinhaça, pode ser usado como adubo na própria plantação de cana, mas pode se tornar um problema, já que se há um excesso, pelo que entendi, não há ainda muitas opções de aproveitamento de todo este subproduto, que deve então ser descartado, mas em que local?
Além disso, não haveria como suprir a demanda de etanol, caso todo mundo deixasse de usar a gasolina ou o diesel. Não haveria área suficiente de plantio de cana, e mesmo que isso fosse possível, os efeitos desta monocultura, relatados aqui, seriam agravados ainda mais com o tempo.

Qual a solução?
Levando em consideração que os motores dos carros à combustão são muito pouco eficientes, assunto que eu já tratei aqui neste mesmo blog, eu penso que a melhor solução seria que todos se conscientizassem da necessidade de reduzir de qualquer modo o consumo de combustíveis, pois a continuar neste ritmo, fatalmente chegaremos a uma situação ainda mais dramática. Espero que a indústria automobilística aprimore as tecnologias com sistemas de propulsão mais eficientes, como a elétrica, por exemplo, ou até mesmo solar, que eu também já exemplifiquei neste post do blog. 

É perigoso usar plásticos no micro-ondas?

Outro dia, durante o intervalo de aulas na minha escola, uma das professoras, ao preparar um chá, resolveu usar o micro-ondas para esquentar água em um copinho de plástico, destes mesmos descartáveis que usamos para tomar água no bebedouro. No mesmo instante, outra professora alertou a nossa colega, dizendo que o plástico, ao ser aquecido, libera toxinas na água. Eu fiquei curioso e resolvi então fazer uma pesquisa sobre o assunto aqui na Internet, para ver do que se tratava, e cheguei a alguns sites que me ajudaram a entender melhor esta questão. 
Em um deles, uma nutricionista informa que a maioria dos plásticos contém em sua composição uma substância química maleável chamada Bisfemol A, ou BPA. Segundo ela, ao ser esquentado, o plástico libera uma pequena quantidade desta substância no alimento ou líquido que estamos aquecendo, e ao fígado cabe o papel de identificá-la e excretá-la, mas parte dela pode ficar acumulada no nosso organismo. Procurei então buscar mais informações sobre o BPA, e vejam o trecho que destaco no site da wikipedia:

"Bisfenol A ou BPA é um difenol, utilizado na produção do policarbonato de bisfenol A, o policarbonato mais comum, e de outros plásticos. A substância é proibida em países como Canadá, Dinamarca e Costa Rica, bem como em alguns Estados norte-americanos, mas no Brasil era utilizada na produção de garrafas plásticas, mamadeiras, copos para bebês e produtos de plástico variados, sendo proibida apenas ao final de 2011, com prazo até ao final de 2012 para a retirada do produto das prateleiras e estoques."

Nesta mesma página da Wikipedia, quase que por acaso, vi lá no rodapé um link de um artigo da Folha de São Paulo informando que a cidade onde moro (Piracicaba) foi a primeira no Brasil a proibir o uso do BPA. E eu nem sabia disso até então.

Em um outro artigo do site da ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária), é usado um tom um pouco mais moderado. Vejam um trecho do artigo:

"Em 2010 a OMS realizou uma reunião com especialistas de vários países para discutir o assunto e a conclusão do relatório destaca os seguintes pontos: para muitos dos desfechos estudados a exposição ao BPA é muito inferior aos níveis que causariam preocupações, não incorrendo em problemas de saúde; estudos de toxicidade sobre desenvolvimento e sobre reprodução, nos quais são avaliados os desfechos convencionais, somente apresentam problemas em doses elevadas, quando apresentam; alguns poucos estudos mostraram associação de desfechos emergentes (como desenvolvimento neurológico específico ao sexo, ansiedade, mudanças pré-neoplásicas nas glândulas mamárias e próstata de ratos e parâmetros visuais do esperma) com doses mais baixas de BPA. Segundo os especialistas, devido à considerável incerteza relacionada com a validade e relevância destas observações referentes a baixas doses de BPA seria prematuro afirmar que estas avaliações fornecem uma estimativa realista do risco à saúde humana. No entanto, estes resultados devem orientar estudos a fim de reduzir as incertezas existentes.
Por precaução, alguns países, inclusive o Brasil, optaram por proibir a importação e fabricação de mamadeiras que contenham Bisfenol A, considerando a maior exposição e susceptibilidade dos indivíduos usuários deste produto. Esta proibição está vigente desde janeiro de 2012 e foi feita por meio da Resolução RDC n. 41/2011. Assim, mamadeiras em policarbonato não podem ser comercializadas no Brasil."


Alguns nutricionistas recomendam que as pessoas procurem evitar os plásticos no uso como recipientes para esquentar comidas ou líquidos, dando preferência aos recipientes de vidro, ou procurando usar somente plásticos que não tenham em suas composições o BPA, e há até um selo que eu imaginei que fosse padronizado, que é este que eu reproduzi na figura. Lá fui eu então procurar na minha cozinha alguns potinhos de plástico. Encontrei dois pratos usados por crianças, pelo fato de serem mais seguros do que os de vidro, caso ocorra uma queda no chão. Procurei pelo tal selo informado, mas infelizmente não achei em nenhum deles. No entanto, minha busca fez com que eu me deparasse com alguns símbolos diversos, tais como os que mostro a seguir:
Em alguns dos potinhos e pratos que encontrei em casa havia estes símbolos, indicando que o produto poderia ser usado em micro-ondas. Não me perguntem quem ou que órgão estaria fiscalizando, com eficiência, se realmente estes produtos estariam livres do BPA. Pelo que vi, muitos recipientes plásticos não apresentavam nenhum símbolo destes, o que me leva a pensar que não seriam indicados para serem usados no aquecimento de alimentos. Será que a maioria das pessoas sabe disso? Acho que não. Eu mesmo, antes de 2012, já havia usado várias vezes o micro-ondas para aquecer leite nas mamadeiras de plástico de minha filha.
Vou colocar aqui algumas fotos que eu tirei, para entendermos um pouco melhor.
No caso deste prato de plástico, identifiquei no verso o fabricante do produto: PLÁSTICOS RAINHA. No mesmo local, havia a informação de que a fábrica fica localizada na cidade de Pedreira-SP-Brasil, e havia também outros dois símbolos: o mais comum que encontrei em quase todos os produtos de plástico que verifiquei é o símbolo de reciclagem, dizendo tratar-se de polipropileno (PP), um triângulo com flechinhas e o número 5 dentro. O outro símbolo, com o desenho de uma tacinha ao lado de um garfo (terceira foto), indica que o produto pode ser usado sem problemas para se fazer refeições.

Tendo em vista a legislação brasileira que informei anteriormente através do trecho do site da ANVISA, e que vigora desde janeiro de 2012, suponho que este prato, mesmo sem os símbolos adequados, já não tivesse sido fabricado contendo o BPA.

Por via das dúvidas, pesquisei e achei o site do fabricante, mas infelizmente não vi lá nenhuma nota sobre os vários tipos de produtos de plástico que eles fabricam, e se são adequados ou não para aquecimento em micro-ondas. Havia apenas um link de contato, mas não me dispus a enviar minhas dúvidas sobre o assunto. Fiquei com a sensação de que talvez tenhamos ainda muito que caminhar para estabelecermos uma maneira um pouco mais simples de passar diretamente ao consumidor as informações necessárias através de um símbolo padronizado.

Vejam agora este outro caso de um pratinho (foto) que veio de brinde em uma caixa de cereais que comprei há um tempo para minha filha. O fundo estava meio apagado, mas com o auxílio de uma lupa pude ver que além do símbolo que dizia que o produto poderia ser usado para refeições, havia ao lado o símbolo de um micro-ondas, parecido com um dos que eu mostrei anteriormente. É possível ver na segunda foto, ao lado da figura com a tacinha e o garfo,  abaixo do símbolo do micro-ondas, a indicação da potência máxima a que o pratinho pode ser exposto, que no caso é de 1000 W.

Vejam o caso de um recipiente destes com tampas, que as pessoas usam para guardar alimentos. O primeiro símbolo a partir da esquerda é de um micro-ondas, e o seguinte diz que o produto pode ser usado também no congelador.
Finalmente, para tentar esclarecer-me da melhor forma possível sobre a afirmação da professora a respeito dos problemas que poderiam ser causados, caso sua colega tivesse usado a água esquentada no copinho de plástico, encontrei uma embalagem deles e obtive informações, tanto na embalagem como no próprio copo. Vejam:
A informação da embalagem diz:
Material poliestireno não tóxico - Temperatura máxima de uso 100ºC. O que eles estão querendo dizer neste caso é que se o copinho atingir temperaturas maiores do que 100ºC ele derrete. Suponho que estes copos não contenham o BPA, caso contrário, penso que realmente qualquer um deve evitar usá-los para esquentar água. Não creio que possamos confiar plenamente nos órgãos brasileiros responsáveis pela fiscalização constante dos produtos e processos usados na produção dos recipientes de plástico usados por nós para esquentar alimentos. Na dúvida, é melhor optar por usar copos de vidro ou xícaras de cerâmica esmaltada. No caso dos plásticos, a liberação de toxinas pode ser em doses pequenas, mas quem garante que o acúmulo delas, ao longo de anos de práticas repetidas não possa causar algum problema para nós no futuro?

Fontes:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Bisfenol_A 
http://www.tecmundo.com.br/eletrodomesticos/10978-mitos-e-verdades-sobre-o-micro-ondas.htm

As Lentes de Fresnel e o carro movido à energia solar

A International Consumer Electronics Show (CES), cuja tradução livre seria Mostra Internacional de Eletrônica de Consumo, realizada anualmente na cidade americana de Las Vegas, é uma feira profissional, não aberta ao público, na qual muitos novos produtos são apresentados ou anunciados.
Durante a CES de 2014, que  inicia-se no dia 6 de janeiro, a Ford apresentará um novo conceito de carro híbrido: o C-max Solar Energi.
Os carros híbridos são aqueles com a opção de funcionar tanto com motor elétrico quanto à combustão. A novidade é que a eletricidade usada para a movimentação do veículo pode agora também ser obtida a partir de um painel solar, colocado na capota do carro, além da opção de plugar diretamente na rede elétrica. Para que a energia do sol possa ser aproveitada  de maneira mais eficiente, carregando ao máximo as baterias no menor tempo possível, e como não seria viável um painel solar com área muito grande, a saída foi projetar um arranjo que utiliza um tipo de lente convergente conhecida como Lente de Fresnel.




Este arranjo (figuras) aumenta em até 8 vezes a eficiência na captação da luz solar. Abaixo dele o carro estaciona, e se desloca lentamente ao longo do dia, através de um sistema inteligente, programado para posicioná-lo de tal forma a aproveitar ao máximo os raios solares.  Enquanto isso, a bateria recarrega sem a necessidade de plugar na rede elétrica.

Mas o que são as Lentes de Fresnel?
Para entendermos como funciona este tipo especial de lente, vou começar falando de uma propriedade característica das lentes convergentes comuns (lupas), que é a de concentrar os raios do sol em um ponto denominado foco. A distância entre a lente e o foco é chamada de distância focal. Quanto menor for a distância focal da lente desejada, ao ser fabricada, maior deve ser a sua espessura.
Vejam na foto, o perfil de dois tipos de lentes convergentes: uma mais grossa (à esquerda) e outra mais fina (à direita). Segurando primeiramente a lente mais grossa, e depois a mais fina, focalizei, em um papel sobre a mesa, a imagem de uma lâmpada que está posicionada no teto da sala de meu apartamento. Vejam, em cada caso, as diferentes distâncias que tive que manter entre a lente e o papel. No caso da mais grossa, a distância focal é menor, e no caso da mais fina, a distância focal é maior.

No arranjo utilizado para maximizar a energia solar captada nos painéis do carro-conceito da Ford, preferiram optar por Lentes de Fresnel, feitas de acrílico, que possibilita que sejam mais leves e mais baratas. Estas lentes foram inventadas em 1822 pelo físico e matemático francês Augustin-Jean Fresnel. Ele percebeu que era possível obter um foco na mesma posição, sem que a lente precisasse ser muito espessa. Ele notou que se fossem feitos vários cortes no desenho de uma lente convergente comum, dividindo-as em secções e mantendo suas curvaturas,  ao serem compactadas, a espessura da lente se reduziria e o foco permaneceria na mesma posição. Veja na figura , que eu obtive nesta página, e adaptei. (F=Foco)
Carro do futuro?
Por enquanto não se pode dizer que esta solução seria  facilmente adotada nos carros populares de passeio. As células fotovoltaicas são caras, e outra desvantagem é que para que o veículo pudesse percorrer 34 km, apenas usando a propulsão elétrica, seria necessário um dia inteiro à luz do sol, para que a bateria se carregasse por completo.
Este sistema poderia, sim, ser adotado como complemento ao carregamento normal, que já é usado atualmente nos carros elétricos, quando são plugados diretamente nas tomadas de energia (foto). A energia solar obtida através do painel na capota do carro, e transformada em elétrica, de acordo com os engenheiros, poderia representar uma economia de até 75% da energia obtida diretamente nas tomadas da rede elétrica.

Resta saber se o custo do carro compensaria o investimento. Se pensarmos em termos de sustentabilidade do planeta, não há dúvidas de que seria muito bom que as grandes companhias continuassem investindo nestas formas de energias limpas para o funcionamento dos motores, que além de tudo não provocam emissão de gases poluentes devido à queima de combustíveis. Neste sentido, a Ford está de parabéns.
Detalhe ampliado do painel solar na capota do C-max Solar Energi

Para quem se interessou pelas Lentes de Fresnel, selecionei um vídeo interessante e curtinho.
 
Fontes:

O Efeito Rolling Shutter

Esta semana eu estava olhando as postagens no Google+ quando vi algo que chamou a atenção. Veja ao lado. As pás da hélice do avião aparentam estar soltas no ar. Este é um tipo de distorção em filmagens feitas com câmeras digitais que utilizam sensores do tipo CMOS.
Diferente dos sensores do tipo CCD, eles não fazem a leitura da imagem de uma só vez, mas através de uma varredura, produzindo um efeito que ficou conhecido como  Rolling Shutter.
Pelo fato de as câmeras digitais estarem usando cada vez mais os dispositivos CMOS, por serem mais baratos e por gastarem até 100 vezes menos energia do que os CCD, poupando com isso as baterias, acredito que este efeito se tornará cada vez mais popular, e pode ocorrer não só nas filmagens como também nas fotografias. Veja:
Hélices de um avião que parecem ter sido amolecidas pelo calor. (fonte: Flickr)
Note que as pás do rotor do helicóptero parecem ter sido "penteadas" para trás. (fonte: Wikipedia) 
No caso do iPhone 4 as imagens são capturadas desde o canto superior esquerdo até ao canto inferior direito. - See more at: http://www.kerodicas.com/geral/artigo=37252/#sthash.hj57cEJb.dpuf
No caso do iPhone 4 as imagens são capturadas desde o canto superior esquerdo até ao canto inferior direito. - See more at: http://www.kerodicas.com/geral/artigo=37252/#sthash.hj57cEJb.dpuf
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No caso do iPhone 4 as imagens são capturadas desde o canto superior esquerdo até ao canto inferior direito. - See more at: http://www.kerodicas.com/geral/artigo=37252/#sthash.hj57cEJb.dpuf
A varredura dos sensores CMOS pode ser feita de várias maneiras, de cima para baixo, esquerda para a direita ou, por exemplo, no caso do iPhone 4, na diagonal, desde o canto superior esquerdo até o canto inferior direito. Quando o objeto está se movimentando muito rapidamente, dependendo da frequência de rotação, no caso específico das hélices, e da frequência de varredura, surgirão ocasionalmente estas distorções. Vou usar uma animação da Wikipedia para entendermos um pouco melhor.
Nesta varredura, em 24 frames, feita na horizontal e de cima para baixo, um disco multicolorido em rotação é "filmado", ou poderia ser "fotografado" como se fosse, por exemplo, a hélice de um avião. Cada fresta corresponde a um frame, numerado de 1 a 24. Note no final a grande distorção que ocorre na imagem obtida do disco. Assim funcionam os sensores CMOS. Já nos sensores CCD não ocorre este efeito, porque a imagem é obtida como um quadro completo e de uma só vez.
O vídeo a seguir mostra bem nitidamente que esta distorção depende da frequência da filmagem. No caso, o efeito é obtido mais claramente quando a frequência da câmera chega a 4.000 frames por segundo.



Outro vídeo que também achei muito interessante, em que se nota o efeito nas lâminas, é este a seguir, de uma pessoa tocando um instrumento africano, conhecido como Kalimba.

 
Fontes:
http://www.kerodicas.com/geral/artigo=37252/
http://eletronicos.hsw.uol.com.br/questao362.htm (Comparações entre os sensores CMOS e CCD)
http://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_shutter

Gifs animados

Resolvi fazer aqui uma seleção de 5 gifs  bem legais que encontrei na internet.

1- Sempre na fila errada
Quem não passou algum dia por uma situação semelhante, em uma fila de banco, do tempo em que ainda não usavam fila única (e pensar que fui office boy nesta época), ou nos supermercados. No caso dos supermercados, costumo dar uma rápida analisada nos tamanhos das filas dos caixas para escolher aquela que teoricamente seria a menos demorada, pela quantidade de pessoas e também pelos volumes dentro dos carrinhos. De repente, a fila que escolhi trava por qualquer motivo. Fica difícil disfarçar a raiva que sinto de mim mesmo, vendo as outras filas seguindo seus ritmos normal.

2- Chave e tambor
Esta animação mostra claramente o princípio de funcionamento de um tipo comum de chave com tambor. Um aluno meu até comentou que ele tinha levado um bom tempo para aprender este processo de funcionamento, com várias explicações do professor de um curso técnico. Depois que viu esta imagem, o aluno entendeu seu funcionamento facilmente..
Assim fica bem fácil de entender.
3- Lançamento oblíquo
Uma das matérias de Física mais difíceis de serem entendidas no ensino médio é o lançamento oblíquo. O movimento deve ser estudado como a decomposição de dois movimentos, um na horizontal e outro na vertical. Note na animação que o vetor componente horizontal da velocidade (seta horizontal vermelha) permanece sempre com a mesma intensidade, o que caracteriza um movimento uniforme. Já, o vetor componente vertical (seta vertical vermelha) varia sua intensidade, o que caracteriza um movimento uniformemente variado.
Vetores mostrando as componentes da velocidade.
4- Ilusão de óptica
Coloque a imagem abaixo no centro da tela. Fixe seus olhos somente no ponto verde central. Esqueça os outros pontos da imagem e não deixe em nenhum momento que seus olhos se desviem do ponto verde. Veja que depois de alguns instantes os pontos amarelos parecem ter sido apagados.


5- Matemática
Este gif é para os leitores que gostam de matemática. Ele representa uma forma original de representar a operação de multiplicação, usando retas. Note que o processo para obter o resultado final é bem semelhante ao que usamos na prática, quando, por exemplo, ao fazermos a multiplicação de 123 por 25. A primeira soma dá 15, colocamos o 5 embaixo e aplicamos o famoso "vai um" que será acrescentado na soma seguinte. Achei criativo.


Aplicações criativas para os espelhos planos

Os espelhos planos podem ter muitas aplicações inusitadas. Na Noruega, espelhos planos foram instalados em cima de uma montanha, com o objetivo de refletir a luz solar e iluminar a praça central da cidade de Rjukan, situada em um vale fechado, pois durante os longos meses de inverno os raios de sol não incidem diretamente na cidade. 
Pessoas na praça desfrutando a luz do sol refletida pelos espelhos gigantes

Outra aplicação interessante foi mostrada no filme The Host (A Hospedeira). O filme trata de uns seres alienígenas que invadem a Terra e tentam "domesticar" os últimos remanescentes humanos ainda não dominados por eles, que estão refugiados e vivem escondidos em uma caverna das montanhas de um deserto dos EUA.
Nestas cavernas, estes humanos conseguem criar um sistema de iluminação artificial que funciona com a ajuda de vários espelhos planos colocados em uma grande abertura no teto da caverna (foto), que refletem e iluminam o interior, permitindo que eles cultivem trigo, usado na produção de alimentos. Em uma das cenas, a alienígena caçadora, que persegue os humanos implacavelmente do começo ao fim, passa com um helicóptero sobre a região das montanhas onde eles estão escondidos. Dentro da caverna, ao perceberem a aproximação do helicóptero, eles imediatamente correm para acionar manualmente um sistema de cabos que giram os espelhos para esconder o seu brilho e evitar que sejam vistos pela caçadora. Veja a cena:
   

CBERS-3: a novela

Após uma longa novela que já dura 5 anos, com vários adiamentos, surge a notícia recente (clique aqui para ler) de que finalmente deverá ser lançado em outubro de 2013, o CBERS-3 (China-Brazil Earth Resouces Satellite). Segundo os órgãos de divulgação brasileiros, entre os quais o respeitado INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), este satélite aumentou para 50% a participação do Brasil em seu desenvolvimento. A outra metade ficou para os chineses.

Atrasos
O principal fator que gerou atrasos no programa deveu-se a um problema detectado em alguns conversores DC/DC, comprados pelo Brasil, de uma empresa norte-americana, os quais apresentaram defeitos durante os testes realizados pelos chineses, nos procedimentos finais que antecedem o lançamento. O pior deste episódio é a triste revelação de que neste setor aeroespacial ainda dependemos muito de tecnologias importadas, e não produzimos e desenvolvemos estas peças estratégicas por um grande descaso para com as nossas áreas científicas.

Pressão
Os chineses já estariam pressionando, chegando inclusive a ameaçar desistir do projeto, devido aos constantes atrasos nos cronogramas, aparentemente sentindo que o governo brasileiro não estaria dando a devida importância às soluções dos problemas surgidos, e portanto na continuidade da missão. O  MCTI (Ministério da Ciência, Tecnologia, e Informação) apressou-se então em tentar resolver o quanto mais rápido o problema, e em agosto de 2012 mandou cinco engenheiros brasileiros do INPE para a empresa americana fornecedora dos conversores. Esta medida aparentemente teria surtido o efeito desejado.

Riscos
Todos nós entendemos que seria muito arriscado que o CBERS-3 fosse mandado para o espaço com esta dúvida, se os componentes estariam funcionando perfeitamente ou não. Como sabemos, este risco não pode ser corrido de maneira alguma em uma missão desta natureza, já que neste caso é impossível corrigir o erro depois do lançamento. Caso isto acontecesse, o funcionamento estaria irremediavelmente comprometido, e todo o investimento teria sido em vão. Possivelmente, devido à relativa rapidez na divulgação da notícia recente do lançamento, os componentes que apresentaram falhas não foram substituídos por outros diferentes, de outro fornecedor, já que isto levaria ainda mais alguns anos para que fossem adaptados ao sistema, o que aborreceria ainda mais os já impacientes chineses. É provável que os conversores tenham apenas sido substituídos por outros do mesmo tipo, e do mesmo fornecedor, e isto pode ser um bom motivo de preocupação, pois se eles falharam uma vez podem falhar novamente no espaço. Espero sinceramente que eu esteja enganado, e a decisão de lançar o satélite não tenha sido precipitadamente tomada somente à luz do desgaste político que causaria uma situação constrangedora de ter que adiar mais uma vez ou até mesmo cancelar a missão. Ao mesmo tempo, penso que não haveria perda maior em todos os sentidos, se logo após o CBERS-3 ter sido colocado em órbita ele não funcionasse como o esperado.

Torcidas
Estarei aqui torcendo para que tudo dê certo.
Através do programa CBERS, o Brasil já conseguiu monitorar, e pode continuar monitorando áreas de plantações de cana e outras culturas, expansão urbana, desmatamentos, queimadas, sistemas hidrográficos, e agropecuária. O CBERS-3 será o 4º satélite lançado da base de Taiwan, de uma série de cinco programados. Até o momento foram lançados três, que já se encontram desativados: CBERS-1, em 1999; CBERS-2, em 2003; e CBERS-2B, em 2007.
Foto de Manaus, enviada em 2004 pelo CBERS-2
Eu já escrevi neste blog sobre Base de Lançamento de Alcântara, explicando porque ela é privilegiada em termos de posição global, muito mais do que a dos EUA e diversas outras bases no mundo, inclusive a chinesa. Quem quiser ler clique aqui. Aliás, neste post a que me referi, e que escrevi em maio de 2010, havia uma previsão de que o CBERS-3 fosse lançado em outubro de 2011. Se desta vez a previsão se concretizar, já estaremos dois anos atrasados. Que tal investirmos em Educação? A China já pensou nisto muito antes de nós. Agora eles estão apenas colhendo os frutos deste investimento. Mas vá falar isto para nossos alunos. Eu sou professor, e sei como muitos deles não pensam em se esforçar para aprender Matemática, Física, Biologia, Química, Geografia, História, Sociologia, Filosofia, Português, Inglês, ou Artes. Alguns estão mais preocupados com a escalação do nosso time de futebol para a Copa do ano que vêm. Podemos até ganhá-la, e eu também torcerei e ficarei muito feliz com isso, mas acho que também poderíamos começar a pensar em vencer em outras áreas.

Fontes:
http://cienciahoje.uol.com.br/especiais/reuniao-anual-da-sbpc-2013/cbers-3-contagem-regressiva
http://jornaldosindct.sindct.org.br/index.php?q=node/275
http://panoramaespacial.blogspot.com.br/2012/12/o-que-podemos-aprender-com-as-falhas-de.html
http://www.cbers.inpe.br/sobre_satelite/descricao_cbers3e4.php
http://brazilianspace.blogspot.com.br/2013/05/os-riscos-para-lancamento-do-satelite.html

Update (09/12/2013):
Infelizmente fracassou a missão de colocar o CBERS-3 em órbita:
http://exame.abril.com.br/ciencia/noticias/lancamento-de-foguete-em-parceria-com-china-fracassa 

Tirar a bateria enquanto o notebook estiver na tomada prolonga a sua vida?

Nesta semana decidi comprar um notebook, e acabei optando por um da marca Acer (foto).
Um amigo  recomendou-me que se eu quisesse prolongar a vida útil da bateria deveria retirá-la enquanto eu estivesse usando-o ligado na tomada. Eu já tinha ouvido falar sobre isso, mas não sabia até que ponto seria verdade. Pesquisei no Google para tentar encontrar mais informações e acabei chegando à conclusão de que, devido aos vários modelos de baterias e notebooks, este procedimento pode significar vantagens e desvantagens.

Vantagem
Em um dos sites que pesquisei, eles informam que, se o notebook é usado durante a maior parte do tempo ligado na tomada, o procedimento de retirada da bateria pode aumentar em 10% a sua vida útil. Uma dica dada neste mesmo site é que a bateria pode ser guardada carregada, devendo ser usada a cada uma ou duas semanas para dar nova carga.

Desvantagem
Em um outro site, há uma informação de que na maioria dos notebooks modernos, depois que a bateria atingiu 100% de carregamento, automaticamente só o carregador passa a fornecer energia ao sistema, o que não provoca desgaste desnecessário. Mas a informação que encontrei, e que me fez desistir da ideia de ficar retirando a bateria, é que se por qualquer motivo houver interrupção repentina da energia proveniente da rede elétrica, a bateria protege os dados e sistemas do notebook, pois faz a função de no-break, impedindo que se percam informações não memorizadas, e em alguns casos até evitando danos permanentes ao equipamento. Fiquei pensando: Será que vale a pena preservar 10% na vida útil da bateria e correr este risco?

Outra questão apontada em outro site diz respeito ao aquecimento excessivo gerado pelo hardware, quando está sendo utilizado em jogos, por exemplo. Neste caso a temperatura pode atingir até 60ºC. Recomenda-se então que a bateria seja retirada, pois o calor, aliado ao fato de estar 100% carregada, pode ser prejudicial à sua vida útil.

Como a recomendação da maioria dos sites que pesquisei é a de consultar o manual do fabricante, fui à página da Acer, e na seção de Perguntas mais frequentes  encontrei em destaque, a que coloco a seguir, e que demonstra que esta é uma dúvida que muitas pessoas têm a respeito dos notebooks.

Eu preciso remover a bateria quando estou usando meu adaptador AC?
Não é necessário remover a bateria quando estiver utilizando alimentação AC pois o computador fornece uma "carga lenta" para a bateria enquanto está ligado na corrente AC. No entanto, se não pretende usar o computador por vários dias, não é uma má ideia remover a bateria. Basta manter a bateria em local fresco e seco. A "carga lenta" significa carregar uma bateria a uma taxa semelhante à sua taxa de auto-descarga, mantendo assim uma bateria de capacidade total. A maioria das baterias recarregáveis têm um baixo índice de auto-descarga, o que significa que perdem gradualmente sua carga, mesmo quando não estão sendo usadas em um dispositivo.

Fontes:
http://batterycare.net/guia.html
http://bbaterias.com.br/artigos/posso-usar-meu-notebook-ligado-direto-na-tomada
http://batteryuniversity.com/learn/article/lithium_based_batteries
http://tecnologia.uol.com.br/dicas/ultimas-noticias/2010/03/11/tire-duvidas-sobre-como-cuidar-da-bateria-do-notebook.jhtm

Casa construída com impressora 3D

Este ano, um aluno perguntou-me na aula se eu sabia que as impressoras 3D já estariam capacitadas a construir até mesmo uma casa. Fiquei imaginando como uma tarefa desta natureza poderia ser colocada em prática, e agora nas minhas férias, sobrou-me um tempinho e então decidi informar-me sobre o assunto. Fazendo uma busca no Google, cheguei a esta página do site da dezeen magazine. O artigo, datado de 20 de janeiro de 2013, informa que o estúdio de arquitetura holandês Universe Architecture está realmente planejando construir pela primeira vez na história, uma casa usando uma enorme impressora 3D, e se tudo der certo, ela deve ficar pronta até 2015.
A  Landscape House (Casa Paisagem) 
Landscape House, como ficou conhecida, deverá ser montada com uma grande impressora que pode produzir seções de até 6 m x 9 m, usando uma mistura de areia e um agente de ligação. Veja um detalhe ampliado:

Em uma vista de cima (imagem ao lado), ela tem formato triangular, e é inspirada em uma figura conhecida pelos matemáticos como Fita de Möbius.
O arquiteto holandês Janjaap Ruijssenaars da Universe Architecture, irá colaborar com o inventor italiano Enrico Dini, que desenvolveu a impressora D-Shape, e a equipe também está trabalhando com o matemático e artista Roelofs Rinus. A impressora D-Shape irá criar volumes vazios que serão preenchidos com concreto reforçado com fibras para dar-lhe força, e depois, os volumes serão  unidos para montar a casa, que eles estimam, levará cerca de 18 meses para ser concluída, com um custo de aproximadamente R$ 15 milhões.

Para quem quiser entender um pouco melhor, recomendo o vídeo a seguir, do inventor Enrico Dini falando sobre seus sonhos de infância, quando erguia castelos de areia na praia, e sobre uma grande e complexa obra de arte, de aproximadamente 3 metros de altura (foto), construída pela  impressora D-Shape.

Minha opinião
Vamos esperar para ver se tudo funciona como os projetistas planejam, mas posso adiantar algumas coisas que penso.
Este projeto está longe de ser o que eu imaginei inicialmente, quando meu aluno questionou-me. O design da casa é bem específico, e na minha opinião não se parece muito com uma casa, no sentido de oferecer segurança, privacidade ou conforto. 
Não sei se casas convencionais, com janelas e portas do jeito que estamos acostumados a ver, poderiam ser fabricadas através desta técnica. Além disso, temos que levar em consideração que as partes hidráulicas e elétricas, provavelmente terão que ser instaladas da maneira como são feitas tradicionalmente. Outros fatores que dificultam a viabilidade do projeto são o custo elevado e o tempo que é gasto na etapa de impressão. 
Apesar de tudo, acredito que este processo possa ser aprimorado, e num futuro talvez se viabilize, pelo menos no que se refere à montagem da estrutura básica das paredes.
Já existem atualmente diversas aplicações deste recurso de uso de impressoras 3-D na medicina, salvando vidas de bebês, e em algumas atividades do dia-a-dia das pessoas. Um exemplo disso está na possibilidade de reposição de peças de aparelhos antigos que não podem ser mais encontradas tão facilmente no mercado.
     
Fontes:
http://www.dezeen.com/2013/01/20/dutch-architects-to-use-3d-printer-to-build-a-house/
http://www.tecmundo.com.br/impressora-3d/40968-quanto-tempo-uma-impressora-3d-leva-para-construir-uma-casa-.htm

http://www.d-shape.com/tecnologia.htm

Cinética, cinema e os LEDs rotativos

Quando eu tento fazer com que meus alunos associem a energia cinética à condição de velocidade de um corpo, invoco a origem da palavra cinema, que originou-se da palavra grega κίνημα (pronuncia-se mais ou menos como tchienemá, clique aqui para ouvir a pronúncia), que significa movimento. Como sabemos, muitas palavras da língua portuguesa, em suas formações, incorporaram radicais gregos e latinos.

A invenção do cinema possibilitou gravar e reproduzir os movimentos, e portanto indicar velocidades dos objetos que compunham uma determinada cena, o que antes as fotografias só podiam sugerir. Nas fotos mais modernas, por exemplo, de longa exposição, como na mostrada acima, percebemos que houve um movimento de carros devido aos "rastros" deixados pelas luzes dos faróis e das lanternas.
Recentemente, observando um vídeo que mostra um sistema com lâmpadas LED, que formam letras ao serem movimentadas, notei de imediato que havia uma semelhança com o cinema, no que se refere ao efeito conhecido como persistência na retina.

A persistência na retina e o surgimento do cinema
Os experimentos iniciais que originaram o que talvez pudéssemos classificar como os primeiros filmes, relacionavam a ideia que já se tinha de que, passando-se várias fotos tiradas em sequências de intervalos de tempo muito curtos, os olhos das pessoas que estivessem assistindo não poderiam perceber o "pulo" entre uma imagem e outra. Isto é possível graças ao que se conhece na óptica como persistência retiniana. Durante uma pequena fração de segundo, as imagens ficam gravadas no fundo de nossos olhos, e se forem projetadas a um ritmo superior a 16 quadros por segundo associam-se na retina sem interrupção.
Eis um interessante trecho sobre a história do cinema, retirado da Wikipedia
Em 1876Eadweard Muybridge fez uma experiência: primeiro colocou 12 e depois 24 câmeras fotográficas ao longo de um hipódromo e tirou várias fotos da passagem de um cavalo. Ele obteve assim a decomposição do movimento em várias fotografias e através de um zoopraxiscópio pode recompor o movimento.

Fotos tiradas por Muybridge cada uma com uma câmera, colocadas lado a lado.
Hoje em dia, um filme de celulóide é rodado a 24 quadros por segundo, e um vídeo digital é gravado a cerca de 30 quadros por segundo.

Os LEDs rotativos
O dispositivo rotativo é montado usando 8 LEDs dispostos na vertical e programados para piscarem de tal forma que, no momento em que são colocados para girar, reproduzem as letras desejadas. Veja um exemplo:
Os 8 LEDs exibem inúmeras configurações em que cada um deles se encontra aceso ou apagado, formando sequências de imagens alternadas tão rapidamente que, quando ainda não estão girando, nossos olhos não conseguem diferenciá-las umas das outras, pois é como se estivessem sobrepostas. Ao serem colocadas em movimento de rotação, a persistência retinal faz com as imagens, formadas em diferentes posições do espaço, deixem rastros que juntos formarão uma palavra ou desenho.

Funcionamento
Só como exemplo simples, vamos supor que a fileira com 8 LEDs fosse programada para acendê-los e apagá-los, de acordo com a sequência de 1 a 5, mostrada na figura abaixo. Ao movimentá-la, da direita para a esquerda, em uma determinada velocidade, elas formariam a imagem correspondente à letra A.


Fonte:
http://ged.feevale.br/bibvirtual/monografia/MonografiaLeandroAzevedo.pdf

A Física e a Matemática contra o câncer

Todos os anos são gastos bilhões de dólares em pesquisas sobre o câncer, mas infelizmente até agora ainda não houve o que poderíamos chamar de um grande avanço. As drogas usadas nas terapias são extremamente caras, e muitas delas têm pouco ou nenhum benefício clínico. Apesar do grande investimento nesta área, a verdade é que a expectativa de vida para alguém diagnosticado com câncer que já tenha-se espalhado para outras partes do corpo, mudou pouco ao longo de várias décadas. 
Pacientes com leucemia poderão um dia receber um novo tipo de tratamento que utiliza um plasma - um gás de partículas eletricamente carregadas - para matar as células cancerígenas, mantendo as células saudáveis intactas. Fonte [5]
O físico Paul Davies, em um recente artigo da New Scientist [1], nos mostra que há outras maneiras de atacar o problema, usando não só a biologia, mas também a física e a matemática no estudo do comportamento das células cancerosas.

"A história da ciência nos ensina que grandes avanços surgem quando os conceitos fundamentais de uma matéria são revistos."  

No entanto, o fato que torna esta luta tão inglória é que, neste caso ainda existem alguns dificílimos obstáculos: as células cancerosas são muito complexas, e também bastante heterogêneas. Apesar disso, são sobretudo objetos físicos, com propriedades razoavelmente bem conhecidas, tais como tamanho, massa, formato, elasticidade, e potencial elétrico. Além do mais, as células cancerosas contêm bombas, alavancas, polias e outros apetrechos que são muito familiares para os físicos e engenheiros. 
Esquema mostrando a relação de forças envolvidas em um determinado tipo de célula que se desloca com velocidade V no sentido indicado. Fonte: [3]
Precisamos, porém, ficar longe da noção de que se busca uma cura, e pensarmos primeiramente em uma maneira mais eficaz de tentar controlar ou administrar o câncer. Uma vez que ele é diagnosticado, normalmente é muito determinístico em seu comportamento. Os tumores primários raramente são a causa da morte. Quando o cancro se espalha em todo o corpo e outros órgãos, é que as perspectivas do paciente se deterioram acentuadamente. Esta fase é conhecida como metástase.
  
A partir do tumor primário, as células entram através de espaços nas paredes dos vasos sanguíneos, e aí, arrastadas pela corrente, percorrem o sistema circulatório, às vezes individualmente, às vezes, em gangues invasoras.
Ilustração da fase inicial da metástase, chamada "intravasão". As células tutoriais (azuis), em contato com a corrente sanguínea, experimentam forças de cisalhamento que podem ser suficientemente intensas para ultrapassar  as forças de adesão, que as mantêm ligadas ao tumor primário. Uma vez liberadas na corrente sanguínea, elas se tornam as células tumorais circulantes, capazes de transmitir a doença para outros órgãos. Fonte:  [4] 

Uma fração desses migrantes fica atolada em vasos sanguíneos minúsculos chamados vênulas ou, mais espetacularmente, rolam ao longo da parede do vaso e arremessam para fora pequenos ganchos moleculares chamados caderinas
Durante este processo, as propriedades físicas e a forma das células podem se alterar bastante. Geralmente, as células cancerosas são deformadas em comparação com as células saudáveis ​​do mesmo tipo, uma transformação que pode afetar a sua mobilidade e aumentar o seu potencial invasivo. As células cancerosas são adeptas da construção de ninhos em tecido estranho, alterando a estrutura e as propriedades físicas da matriz extracelular do órgão anfitrião. Há também indícios de que um tumor primário pode enviar sinais químicos antes do tempo para preparar física e quimicamente o terreno para a posterior colonização.

Nós não precisamos saber os detalhes intricados do interior das células cancerosas para descobrirmos como o seu comportamento global pode ser controlado. É bem conhecido que as células regulam a ação dos genes não apenas como resultado de sinais químicos, mas devido às propriedades físicas do seu micro-ambiente.  
Podem ser detectadas forças, tais como tensões de cisalhamento e também a elasticidade dos tecidos. As células também são sensíveis à temperatura, campo elétrico, pH, e pressão, entre outras grandezas físicas. Todas estas variáveis ​​oferecem oportunidades para intervir e estabilizar as células cancerosas disseminadas. 

Atualmente, os programas de pesquisa do câncer contêm um número muito grande de dados técnicos, mas pouco entendimento. Remodelando a paisagem conceitual, com uma forma de ataque mais ampla, talvez possamos finalmente ver avanços na luta contra uma doença tão temida, e que atinge tantas famílias no planeta.