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quarta-feira, 22 de junho de 2016

Supercomputador mais rápido do mundo é 100% chinês

Redação do Site Inovação Tecnológica 



Supercomputador 100% chinês é mais rápido do mundo
Este é Sunway TaihuLight, o supercomputador mais rápido do mundo.[Imagem: Science China Press]
Supercomputação chinesa
A China tem o supercomputador mais rápido do mundo há alguns anos.
A novidade é que, de acordo com o novo ranking Top500, divulgado nesta semana, o novo supercomputador mais rápido do mundo não apenas está na China - ele é 100% chinês.
A máquina, chamada Sunway TaihuLight, usa processadores SW26010, projetados e construídos na China, cada um contendo 4 elementos de gerenciamento de processamento (MPEs) e 256 núcleos de processamento.
O pico de desempenho do supercomputador atingiu 125 petaflops, mas seu nível sustentado - o indicador usado para sua colocação no ranking - é de 93 petaflops. Seu antecessor, o Tianhe-2, atinge 33 petaflops.
Embora a China venha dominando o mundo da supercomputação há algum tempo, até agora suas máquinas eram construídas com processadores produzidos pela Intel ou pela IBM.
Outra novidade é que, pela primeira vez, a China tem mais supercomputadores no ranking dos que os EUA: 167 contra 165. O terceiro colocado na lista é o Japão, com 29 supercomputadores ranqueados.
Supercomputador 100% chinês é mais rápido do mundo
Estrutura do supercomputador TaihuLight. [Imagem: Science China Press]
Simulações científicas
Instalado no Centro Nacional de Supercomputação em Wuxi, o TaihuLight será utilizado em diversos tipos de simuladores, incluindo modelagens da Terra e da superfície dos oceanos, desenvolvimento de novos modelos climáticos e simulações atômicas.
Com os avanços científicos, os modelos para simular os diversos aspectos da realidade estão se tornando cada vez mais complexos, com resoluções temporais e espaciais cada vez maiores. Isso é necessário não apenas para entender os mecanismos envolvidos, mas também para permitir a criação de cenários, do tipo "o que acontece se", que envolve mexer em variáveis para ver o que acontece no quadro geral.
Isso tem fomentado o campo dos supercomputadores, já que modelos mais complexos exigem poderes de computação progressivamente maiores.

Bibliografia:

The Sunway TaihuLight supercomputer: system and applications
FU Haohuan, LIAO Junfeng, YANG Jinzhe, WANG Lanning, HUANG Xiaomeng, YANG Chao, XUE Wei, QIAO Fangli, ZHAO Wei, YIN Xunqiang, HOU Chaofeng, GE Wei, ZHANG Jian, WANG Yangang, YANG Guangwen
Sci China Inf Sci
DOI: 10.1007/s11432-016-5588-7

Luz pode levar 100 vezes mais informações nas fibras ópticas

Redação do Site Inovação Tecnológica 



Luz pode levar 100 vezes mais informações nas fibras ópticas
Exemplos dos padrões gerados no feixe de luz - são 100 ao todo, codificados usando hologramas traçados em um cristal líquido (esquerda). [Imagem: Abderrahmen Trichili et al. - 10.1038/srep27674]
Padrões de informações
Pesquisadores conseguiram embutir exatos 100 padrões diferentes em um feixe de luz do tipo usado em comunicações ópticas, o que significa que a largura de banda das redes de fibras ópticas atuais pode ser multiplicada por 100 vezes sem nenhuma modificação nas redes.
Os experimentos pioneiros foram feitos pelo estudante Abderrahmen Trichili, da Tunísia, enquanto participava de um curso na Universidade de Wits, na África do Sul.
Os sistemas de comunicações por fibras ópticas codificam os dados na luz modulando a amplitude, fase, polarização, cor e frequência da luz usada para a transmissão. Apesar de todas essas possibilidades, o crescimento da demanda tem colocado cada vez mais próximo o atingimento do limite das redes atuais.
Mas a luz também tem um "padrão" - a distribuição da intensidade da luz, ou seja, como ela aparece ao incidir sobre uma tela ou ser captada pelo sensor de uma câmera.
Como esses padrões são únicos, eles podem ser usados para codificar informações. Assim, o padrão 1 pode levar informações do canal 1, o padrão 2 leva as informações do canal 2 e assim por diante. O que isso significa é que a largura de banda pode ser multiplicada pelo exato número de padrões de luz que for possível usar.
Luz pode levar 100 vezes mais informações nas fibras ópticas
Imagem de um cubo mágico, conforme ela foi transmitida e recebida. [Imagem: Wits University]
Hologramas digitais
Mesmo os mais modernos sistemas de comunicações ópticas usam apenas um padrão, sobretudo pelas dificuldades técnicas de como codificar as informações nesses padrões de luz e como obter as informações de volta no destino.
Abderrahmen Trichili resolveu o desafio usando hologramas digitais traçados em uma pequena tela de cristal líquido, que permitiu obter um holograma codificado com mais de 100 padrões em várias cores - são 100 hologramas individuais combinados em um holograma definitivo, pronto para transmissão e facilmente decodificado no destino.
Outro feito significativo foi ajustar cada holograma individual para corrigir as aberrações ópticas devido à diferença de cor, ao desalinhamento angular e todas as demais variáveis envolvidas. O experimento apresentou uma pequena taxa de erro, que a equipe espera superar com aprimoramentos no aparato utilizado.
A próxima etapa será levar o aparato para fora do laboratório e demonstrar que a tecnologia funciona em condições reais de aplicação.

Bibliografia:

Optical communication beyond orbital angular momentum
Abderrahmen Trichili, Carmelo Rosales-Guzmán, Angela Dudley, Bienvenu Ndagano, Amine Ben Salem, Mourad Zghal, Andrew Forbes
Nature Scientific Reports
Vol.: 6, Article number: 27674
DOI: 10.1038/srep27674

Nova geração de células que captam calor solar

Redação do Site Inovação Tecnológica 



Nova geração de absorvedores capta mais energia termossolar
As novas células termossolares - que captam o calor do Sol - são baseadas em um fenômeno conhecido como emissão termoiônica. [Imagem: Chenglong Wan et al. - 10.1016/j.nanoen.2016.05.013]
Célula termossolar
Pesquisadores estão um passo mais próximo de desenvolver uma nova geração de células solares de alta eficiência e baixo custo.
E, conforme eles acenam com "baixo custo", não se assuste com a impressão inicial quando eles contarem os materiais com que estão trabalhando: ouro e diamante.
O sistema que entrou agora na fase de protótipo utiliza carbono amorfo como camada intermediária entre dois filmes finos de ouro - com poucos nanômetros de espessura.
Sobre a camada superior de ouro são traçadas ranhuras cuidadosamente espaçadas, o que torna a estrutura capaz de absorver luz fortemente ao longo de todo o espectro solar, ao mesmo tempo em que minimiza a emissão de irradiação térmica, que significa perda de energia.
O uso de ouro na pesquisa é um primeiro passo rumo a uma metassuperfície que funcione em altas temperaturas, na qual o ouro possa ser substituído por outros metais refratários, como o tungstênio ou o cromo.
Essa célula em desenvolvimento será adequada para aplicações de energia termossolar, com potencial para atingir temperaturas muito mais elevadas do que as superfícies negras simples usadas hoje porque podem minimizar a re-emissão da radiação térmica.
Emissão termiônica
A metassuperfície foi desenvolvida como parte de um projeto cujo objetivo final é desenvolver dispositivos termoiônicos solares à base de diamante, que usam a luz do Sol para aquecer fortemente superfícies, que por sua vez emitem elétrons diretamente para um vácuo ao seu redor.
Quando esses elétrons são coletados por um ânodo mais frio, pode-se produzir energia elétrica com uma eficiência muito superior ao que é possível com o uso de células solares de silício.
"Integrar diamantes dentro de metassuperfícies é muito difícil, e este trabalho é um primeiro passo nesse sentido usando carbono amorfo. A próxima etapa consistirá na realização de testes das estruturas sob alta temperatura e tentar alcançar os cerca de 700 graus Celsius necessários para obter uma emissão termoiônica eficiente," explicou o professor Martin Cryan, da Universidade de Bristol, no Reino Unido.

Bibliografia:

A selective metasurface absorber with an amorphous carbon interlayer for solar thermal applications
Chenglong Wan, Yinglung Ho, S. Nunez-Sanchez, Lifeng Chen, M. Lopez-Garcia, J. Pugh, Bofeng Zhu, P. Selvaraj, T. Mallick, S. Senthilarasu, M. J. Cryan
Nano Energy
Vol.: 26, August 2016, Pages 392-397
DOI: 10.1016/j.nanoen.2016.05.013

segunda-feira, 20 de junho de 2016

KiloCore: Processador com 1.000 núcleos vira realidade

Redação do Site Inovação Tecnológica 



KiloCore: Processador com 1.000 núcleos
O chip inteiro consome apenas 0,7 watts, o que significa que ele poderia ser alimentado por uma única bateria AA. [Imagem: Andy Fell/UC Davis]
Processador com mil núcleos
Uma equipe da Universidade da Califórnia em Davis, nos EUA, projetou e construiu um chip multinúcleo (multicore) contendo 1.000 processadores programáveis independentemente.
KiloCore tem uma taxa máxima de cálculo de 1,78 trilhão de instruções por segundo e contém 621 milhões de transistores de alta eficiência elétrica.
Brent Bohnenstiehl, que desenvolveu a arquitetura do processador "MilNúcleos", explica que, como cada núcleo tem seu próprio clock independente, cada um pode se desligar para economizar ainda mais energia quando não estiver sendo usado.
Isto torna com o KiloCore o processador multinúcleos energeticamente mais eficiente já demonstrado: os mil processadores podem executar 115 bilhões de instruções por segundo dissipando apenas 0,7 watts, o que significa que ele poderia ser alimentado por uma única bateria AA. No geral, o KiloCore é mais de 100 vezes mais eficiente em termos de consumo de energia do que um processador de notebook moderno.
O chip KiloCore foi fabricado em um laboratório da IBM usando tecnologia CMOS de 32 nm, indicando que há margem para melhoria de sua eficiência e velocidade.
Núcleos independentes
No KiloCore, cada núcleo pode executar seu próprio programa independentemente dos outros, o que é uma abordagem fundamentalmente mais flexível do que a abordagem SIMD (Single-Instruction Multiple-Data) utilizada por processadores como as GPUs, usadas nas placas gráficas. A ideia é quebrar uma aplicação em muitas partes pequenas, cada uma das quais pode ser executada em paralelo em diferentes processadores, o que permite maior produtividade com menor uso de energia.
Os núcleos individuais funcionam com uma frequência máxima de 1,78 GHz, e transferem dados diretamente um ao outro, em vez de utilizar uma área de memória comum, que poderia se tornar um gargalo de dados.
A equipe já desenvolveu aplicações para o chip de mil núcleos, incluindo codificação e decodificação de transmissões sem fios, processamento de vídeo, criptografia e outros envolvendo grandes quantidades de dados paralelos, tais como aplicações de dados científicos e processamento de registros de centrais de dados.

Embora muitos chips com uma quantidade de processadores bem maior do que os modelos comerciais venham sendo criados ao longo dos anos, nenhum havia excedido cerca de 300 processadores, de acordo com um levantamento feito pela equipe do professor Bevan Baas. A maioria foi criada para fins de pesquisa e poucos são vendidos comercialmente - igualmente, ainda não há previsão de comercialização do KiloCore.

quinta-feira, 16 de junho de 2016

Nanotecnologia com inteligência artificial para diagnóstico médico

Com informações da Agência Fapesp

 Sistema computacional de apoio ao diagnóstico médico

A junção dos menores e mais baratos sistemas eletrônicos com os maiores e mais caros e complexos sistemas de computação prometem mudar a forma como as doenças são diagnosticadas.
De um lado, serão usados sensores portáteis, de vestir ou colados sobre a pele, aptos a monitorar funções vitais e identificar moléculas marcadoras de doenças. Do outro, supercomputadores, capazes de processar quantidades assombrosas de dados e interpretar textos complexos.
Será a convergência da nanotecnologia com os megadados (big data) para compor um sistema computacional global de apoio ao diagnóstico médico, monitorando continuamente a saúde de milhões de pessoas.
"Estimamos o prazo de uma ou duas décadas para que um sistema global entre em funcionamento. Porém, sistemas mais simples, não universais, poderão ser viabilizados em tempo muito menor. Todas as previsões feitas em nosso estudo baseiam-se em coisas que já existem, mas ainda não foram integradas," garante o professor Osvaldo Novais Júnior, da Universidade de São Paulo em São Carlos.
Sistema computacional de apoio ao diagnóstico médico
Embora alguns acreditem que a tecnologia pode destruir a raça humana, a tendência tem sido investir na criação de ecossistemas inteligentes, que conectem humanos e tecnologia. [Imagem: Kevin Warwick]
Coleta e mineração de dados
De acordo com o pesquisador, a construção de um sistema computacional global de apoio ao diagnóstico médico pressupõe a combinação de três ingredientes. "Primeiro, é preciso coletar dados úteis para a proposição de diagnósticos. Refiro-me a um enorme conjunto de variáveis capazes de sinalizar diferentes condições de saúde ou de doença. Essa coleta tem muito a ver com nanotecnologia, pois envolve sensores, biossensores, sistemas de imagens - enfim, vários recursos que conjugam física, química, biologia e ciências dos materiais.
"O segundo ingrediente são textos, que tanto podem ser descritivos de condições de pacientes como descritivos de doenças. Sabemos que é muito difícil tratar textos por meios computacionais. Mas já existem tecnologias para isso, e cada vez melhores.
"O terceiro ingrediente é minerar todas essas informações, para que façam algum sentido. Aqui, entram várias técnicas classificatórias, baseadas em estatística ou em computação. De maneira simplificada, podemos dizer que será utilizado aprendizado de máquina. E há dois tipos: o aprendizado não supervisionado, em que são fornecidos muitos dados e é solicitado ao computador que os classifique; e o aprendizado supervisionado, em que são fornecidos exemplos e é solicitado ao computador que compare os novos casos com os anteriores. São duas abordagens baseadas em conceitos de big data, que é a capacidade de processar velozmente um grande volume de dados variados," explicou Osvaldo.
Sistema computacional de apoio ao diagnóstico médico
Máquinas de raios X portáteis são um primeiro passo rumo a um tricorder, o aparelho de diagnóstico médico da ficção científica. [Imagem: Peter Norgard/University of Missouri]
Doutor Computador
A melhoria dos sistemas de inteligência artificial capazes de minerar dados ficou explícita em 2011, quando o computador Watson, da IBM, venceu os humanos em um jogo de perguntas livres ao ser capaz de ler meio bilhão de páginas de informações em 3 segundos.
Como conta o pesquisador, "uma adaptação do Watson, chamada de Doutor Watson, já está sendo desenvolvida na área de diagnósticos. Ela não vai usar resultados de exames, mas cruzar sintomas com doenças, levantar os presumíveis diagnósticos e classificá-los em uma escala probabilística.
"O que chamamos de 'sistema computacional global de apoio ao diagnóstico médico' é algo que vai além, agregando a essa escala uma grande quantidade de dados sobre o paciente em questão e também uma grande quantidade de dados relativos a muitos outros pacientes.
"Neste cenário futuro, os médicos dependerão menos de sua experiência e do que se lembram a respeito de um determinado paciente. Em vez disso, terão diagnósticos automáticos produzidos a partir de informações de sensores, bases de dados com milhões de casos clínicos semelhantes, ampla disponibilidade de acesso por meio de nuvens computacionais e inteligência computacional advinda de aprendizado de máquina," disse Osvaldo.
Sistema computacional de apoio ao diagnóstico médico
O supercomputador Watson se tornou a base de um projeto, chamado Doutor Watson, destinado a minerar dados de pacientes. [Imagem: Wikimedia Commons]
Opção irresistível
É claro que muitos problemas precisarão ser resolvidos antes que esse sistema se torne realidade.
Como compartilhar dados de vários pacientes, se estes são, afinal, informações confidenciais? Será que um determinado hospital concordará em compartilhar informações com hospitais concorrentes? Qual formato será adotado para os relatórios de pacientes, já que cada instituição tem o seu próprio modelo?
"Os grandes desafios desta perspectiva são a integração de múltiplos sistemas hospitalares heterogêneos existentes, a necessidade de adequação de protocolos médicos já consolidados e a padronização dos dados clínicos para um formato estruturado. Tudo isso exigirá reuniões, negociações, definições de padrões etc. Com certeza não será fácil, mas as vantagens são tantas que a opção parece irresistível", concluiu o pesquisador.

Bibliografia:

On the convergence of nanotechnology and Big Data analysis for computer-aided diagnosis
José F. Rodrigues Junior, Fernando V. Paulovich, Maria C. F. de Oliveira, Osvaldo Novais de Oliveira Junior
Nanomedicine
Vol.: 11, No. 8, Pages 959-982
DOI: 10.2217/nnm.16.35

Indústria chama energia nuclear de limpa e quer triplicar usinas no mundo

Com informações da Agência Brasil 




Energia limpa?
Enquanto o Japão se debate para resolver os danos incalculáveis do desastre em Fukushima, e a Ucrânia, 30 anos depois da explosão, ainda tenta isolar o que restou da Usina de Chernobyl, construindo um "sarcófago" (Chernobyl Nuclear Power Plant Sarcophagus) em volta do que restou, a indústria nuclear inicia um esforço sem precedentes para tentar reverter a péssima imagem e ampliar a venda de reatores para todo o mundo.
Em grande parte o esforço parece estar dando certo: o mundo tem atualmente 450 reatores nucleares para fins pacíficos operando em 33 países, e há 50 novos em construção. O objetivo dos fabricantes de equipamentos é triplicar o número de usinas nucleares até 2050, aumento que representaria 25% da eletricidade mundial.
Contudo, sem grande interesse dos países desenvolvidos - Japão e Alemanha, por exemplo, estão tentando abandonar totalmente os reatores nucleares - os olhos da indústria se voltam para os países em desenvolvimento.
Durante o Congresso Mundial de Energia nuclear (AtomExpo 2016), que reuniu cerca de 5 mil pessoas de 55 países em Moscou, a diretora-geral da Associação Mundial de Energia Nuclear, Agneta Rising, disse que acredita que a entrada de novos atores no mercado poderá possibilitar esse aumento. Hoje, a energia nuclear responde por 11% da matriz energética mundial, segundo ela.
"O aumento da demanda e a necessidade de energia limpa para reverter o quadro das mudanças climáticas são nossos maiores estímulos. Triplicar é possível, temos muita experiência para fazer essa ampliação de novos países na comunidade nuclear. Mas, para isso, não podemos criar novos obstáculos nem recuar", acrescentou.
Quando fala de "energia limpa", a representante da indústria se refere à emissão de CO2 quando todo o processo de produção nuclear de eletricidade funciona sem acidentes. A indústria também não costuma levar em conta o armazenamento do lixo radioativo e o que será necessário fazer quando as usinas chegarem ao fim de sua vida útil e precisarem ser desmontadas e o lixo guardado.
Vender para os mais pobres
O congresso coincide com o aniversário de 30 anos do acidente de Chernobyl, na Ucrânia, o maior desastre nuclear da história, que causou a morte de cerca de 4 mil pessoas, segundo a Organização Mundial da Saúde, e contaminou áreas da Ucrânia, Bielorrússia e Rússia. Um em cada cinco bielorrussos vive em solo contaminado, e a zona de exclusão de 30 km ao redor de Chernobyl permanece até hoje.
O vazamento na usina de Fukushima, há quatro anos, foi o segundo maior acidente da história e causou uma reviravolta no setor. Países como a Alemanha, o Japão e a Suíça decidiram abandonar o projeto nuclear gradualmente depois do acidente, que devastou o Nordeste do Japão e deixou quase 100 mil desabrigados.
A defesa da energia nuclear como sendo limpa e segura foi ativa durante o evento. A estatal russa Rosatom patrocinou a viagem de dezenas de jornalistas de vários países para a cidade Novovoronezh, a 500 quilômetros ao sul de Moscou. Os jornalistas eram, sobretudo, de nações em desenvolvimento, como Índia, Nigéria, Brasil, Argentina e Bolívia, onde boa parte da população vê com desconfiança e temor a construção de usinas nucleares.
Usinas nucleares no Brasil
O Brasil tem dois reatores nucleares funcionando e um em construção no Rio de Janeiro. A energia nuclear representa menos de 3% da matriz energética no país. A construção de um terceiro reator teve início em junho de 2010, porém está parada devido a irregularidades. Antes da crise econômica e da instabilidade política, o governo chegou a anunciar que o Plano Nacional de Energia contemplaria a construção de pelo menos quatro usinas nucleares até 2030.
De acordo com o representante do Greenpeace para a área energética no Brasil, Thiago Almeida, a combinação das fontes eólica, solar, biomassa e hidroelétrica é capaz de atender à demanda nacional se houver investimento.
"O custo total de Angra 3 foi orçado em R$18 bilhões, mas não inclui o preço para descomissionar a usina, ou seja, desligá-la e desmontá-la, que é de cerca de US$1 bilhão", disse. "Sem incentivos do governo, essas usinas não são competitivas. Se tivermos um parque elétrico bem dimensionado com usinas solar e eólica, energia solar domiciliar e biomassa, poderemos economizar água, recuperar reservatórios e usar as hidrelétricas como grande bateria para quando as outras fontes estiverem com pouca geração de energia".
Uma usina dura em média 40 anos, mas a vida útil de algumas tem sido estendida para 60 anos ou mais, afirmou. "Somente pelos riscos envolvidos, a energia nuclear nem deveria ser uma opção. As estimativas que se têm são de cerca de R$1,5 trilhão com Chernobyl e mais de R$300 bilhões para Fukushima em gastos com acidente, assim como o descomissionamento das usinas, ao final da vida útil delas. São custos que não estão embutidos nos custos vendidos pela indústria do setor. Outra coisa é o lixo atômico, que gera um prejuízo social, ambiental e econômico por dezenas de gerações".
Grandes obras e corrupção
Ainda segundo Almeida, de 1946 a 2013 ocorreram 174 acidentes nucleares no mundo. "Cada acidente desse poderia ter virado um desastre". Para ele, os defensores das usinas nucleares têm uma visão estritamente focada em seu potencial produtivo e tecnológico. "Por um lado, há aquela fé de que a energia nuclear é a tecnologia do futuro e de que temos que dominá-la, que é estratégica. O nível de aceitação do risco de acidentes por parte desses especialistas é inaceitável", afirmou.

Almeida também ressaltou que a construção de usinas leva muitos anos e envolve muitos atores e grandes obras com grande investimento público, o que facilita superfaturamento e corrupção. "Quanto maior a obra, maior espaço para corrupção. A própria Operação Lava Jato tem evidenciado isso", disse ele. "Usinas nucleares e investimento em energia solar distribuída [para cidadãos] não valem a pena no esquema de corrupção, pois o retorno é muito pequeno".

segunda-feira, 13 de junho de 2016

Células solares de perovskita, agora eficientes e grandes

Redação do Site Inovação Tecnológica 



Células solares de perovskita, agora eficientes e grandes
A célula solar parece um pedaço de vidro escurecido de um lado - essa parte escura é o cristal de perovskita, na forma de um filme. [Imagem: Alain Herzog/EPFL]
Dimensões industriais
As células solares de perovskita estão entre as mais promissoras para que o setor de energia solar alcance um novo patamar - para cima, com aumento de eficiência, e para baixo, com redução do custo dos painéis solares.
Há poucos dias, uma equipe de Hong Kong juntou cristais de perovskita e silício para fazer uma célula solar híbrida com uma eficiência recorde de 25,5%.
Agora, uma equipe da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, produziu células "puras" de perovskita com dimensões práticas - mais de 1 cm² - e com uma eficiência excepcional.
Enquanto o padrão atual alcançava áreas de 0,1 cm² com uma eficiência de conversão de 20%, Xiong Li e seus colegas criaram cristais puros de perovskita com 1 cm² e eficiência média de 19,6%.
A capacidade para criar cristais grandes é essencial para a fabricação das células em escala industrial.
Sementes de cristais
A equipe do professor Michael Graetzel, onde Li fez seu trabalho, é mais conhecida pelo desenvolvimento das células solares orgânicas, ou sensibilizadas por corantes (DSC). De fato, as primeiras células solares de perovskita eram do tipo DSC, com o corante substituído por minúsculos cristais de perovskita.
Mas ninguém havia conseguido produzir cristais grandes o suficiente para cobrir uma grande área porque os solventes utilizados - na verdade um antissolvente - criavam um gradiente nas dimensões dos cristais, gerando inúmeras interfaces entre eles que diminuíam seu desempenho.
Células solares de perovskita, agora eficientes e grandes
Estrutura e visão em corte da célula solar. [Imagem: Xiong Li et al. - 10.1126/science.aaf8060]
A solução que Li encontrou para esse problema foi simples: uma técnica de vácuo remove o componente volátil que fica em excesso, deixando que os cristalitos se depositem ao longo de toda a área. Esses cristalitos funcionam como sementes a partir das quais o cristal cresce de forma homogênea por toda a área.

Bibliografia:

A vacuum-flash assisted solution process for high-efficiency large-area perovskite solar cells
Xiong Li, Dongqin Bi, Chenyi Yi, Jean-David Décoppet, Jingshan Luo, Shaik Mohammed Zakeeruddin, Anders Hagfeldt, Michael Grätzel
Science
DOI: 10.1126/science.aaf8060

domingo, 12 de junho de 2016

Como satélites estão revelando segredos da civilização maia

Chris Baraniuk
Da BBC Future

Pirâmide maiaImage copyrightCC BY SA
Image captionTécnicas de detecção remota têm revelado tesouros escondidos sob mata cerrada

Alguns dos mais esplêndidos murais da civilização maia de que se tem notícia datam do ano 100 a.C. e foram descobertos em meio à mata fechada da floresta de San Bartolo, na Guatemala, em 2001.
Desde o início, ficou claro para arqueólogos que o local tinha mais tesouros guardados, mas a selva era densa demais para ser explorada.
"É muito perigoso entrar na floresta para tentar encontrar sítios arqueológicos - a umidade é altíssima, há várias serpentes", explica Diane Davies, pesquisadora da University College London, do Reino Unido, que atuou na região em meados dos anos 2000.
"Você pode estar literalmente a sete ou oito metros de uma pirâmide e não conseguir enxergá-la porque a vegetação é tão fechada", afirma a arqueóloga.
No entanto, com a análise de imagens feitas por satélites, sítios arqueológicos até agora escondidos estão finalmente sendo revelados.

Lasers e calcário


Ruínas maias detectadas por satéliteImage copyrightNASA
Image captionImagens de satélite conseguem localizar monumentos pela decomposição do calcário

A equipe de Davies contou com a assessoria de Thomas Sever, cientista da Nasa, que conseguiu identificar vários tipos de monumentos a partir de imagens de satélites, inclusive uma pirâmide perdida.
Como muitas das construções dos maias são feitas em calcário, a composição química em torno das ruínas se alterou com o tempo, e isso aparece nas imagens.
"Ao fazer a varredura de áreas em busca de vestígios arqueológicos, é possível utilizar diferentes comprimentos de onda do espectro eletromagnético a fim de revelar padrões no solo", explica Geoffrey Braswell, da Universidade da Califórnia em San Diego.
Os cientistas também aplicam a tecnologia óptica Lidar, com o uso de lasers, para medir a topografia de um local.
"Se você sobrevoa a copa das árvores, a maioria desses raios laser é refletida pelas folhas e por outros objetos, sem atingir o solo. Mas alguns deles chegam ao chão, o que nos permite enxergar aspectos singulares ali", afirma Braswell.
Mas a tecnologia Lidar é cara e, durante muitos anos, foi utilizada apenas por militares. Braswell conta que adoraria poder usar esse recurso para fazer a varredura de regiões inteiras da América Central que podem ter escapado aos olhos dos arqueólogos. Mas, até agora, isso simplesmente não é acessível.

'Alarmes falsos'

Há ainda outras questões. A maioria dos estudiosos da cultura maia concorda que os locais detectados remotamente precisam ser confirmados por expedições em terra.
Isso porque muitas das aparentes descobertas acabam revelando serem irrelevantes, como um campo ou alguma construção mais recente.
"No norte da área maia de Yucatán, a detecção remota nos dá uma média de 70% de falsos alarmes", diz Braswell.
Muitos especialistas, no entanto, estão concordam que os benefícios que essas tecnologias trouxeram para a arqueologia são impressionantes. Alguns sítios incríveis foram descobertos, quando poderiam ter passado despercebidos das missões em solo.
Em alguns casos, os cientistas conseguiram economizar anos de exploração na mata cerrada simplesmente com a detecção remota.

Arquitetos alemães querem produzir no Brasil fachada que filtra poluição do ar

Fachada Prosolve no México

Image copyrightALEJANDRO CARTAGENA
Image captionFachada inteligente foi construída em frente a um hospital na Cidade do México para amenizar poluição local

Em busca de soluções para reduzir a poluição atmosférica, uma dupla de arquitetos de Berlim desenvolveu uma fachada inteligente que purifica o ar e criou um material de construção que ajuda a reduzir os níveis de gases do efeito estufa.
Ambas as tecnologias poderiam ajudar a solucionar problemas de muitas cidades brasileiras. Porém, uma tentativa de construir uma fachada antipoluição no Brasil já fracassou devido à burocracia.
Criada pelos arquitetos Allison Dring e Daniel Schwaag, a fachada Prosolve começou a ganhar destaque em 2008, quando seu protótipo foi exposto no pavilhão da Alemanha na Bienal de Arquitetura.
Em 2013, os arquitetos entregaram o primeiro grande projeto com esse sistema: uma fachada de 2,5 mil m² construída em frente a um hospital na Cidade do México. A ideia era melhorar a qualidade do ar em torno do local.
O sistema Prosolve contém um revestimento feito de uma nanoestrutura de dióxido de titânio. Ao ser ativado pela luz solar, esse revestimento funciona como um filtro, neutralizando óxidos de nitrogênio e compostos orgânicos voláteis que entram em contato com sua superfície. O formato dos módulos auxilia na potencialização desse efeito.
Com o sucesso do projeto no México, apareceram interessados em levar a fachada para Brasil, segundo Schwaag. Para isso, porém, seria necessário importar os módulos produzidos na Alemanha, mas isso acabou se tornando um empecilho.
"Havia um grande interesse de construir uma fachada no Rio de Janeiro, mas, no decorrer das conversas, surgiu a dúvida se o material seria liberado pela alfândega e também quanto tempo duraria essa avaliação local, o que poderia gerar custos muito altos", diz o arquiteto. Assim, a tentativa não saiu do papel.
Schwaag acredita que a melhor maneira para levar essa tecnologia ao Brasil seria encontrar um parceiro local para produzir os módulos. "Dessa forma, também estaríamos contribuindo com a economia do país e criando empregos", ressalta.

Ar mais limpo


Módulos da fachada ProsolveImage copyrightALEJANDRO CARTAGENA
Image captionAplicada em módulos, tecnologia já está sendo empregada em diferentes países

De acordo com Schwaag, a fachada poderia melhorar a qualidade do ar em bairros de grandes cidades brasileiras, ao serem instaladas em pontos onde há grande produção de poluição, por exemplo, próximo de grandes avenidas ou cruzamentos movimentados.
A tecnologia não é interessante só para o Brasil. A poluição atmosférica é um problema global. Em um relatório divulgado em meados deste mês, a Organização Mundial da Saúde (OMS) revelou que ela causa mais de 3 milhões de mortes prematuras por ano.
E, por ser um problema global, o escritório berlinense tem clientes em vários países. Atualmente, os arquitetos desenvolvem fachadas para o Chile e a Índia, além de outros países asiáticos e do norte África. Schwaag diz que seus clientes buscam uma solução estética e sustentável para melhorar a qualidade do ar. Curiosamente, não há nenhum projeto da Prosolve na Alemanha.
"Falta coragem, ou melhor, disposição de admitir que vivemos em cidades poluídas na Alemanha", opina o arquiteto. Ele acredita que a existência da Prosolve em frente a uma construção revela que o ar é poluído na região, problema que os alemães se recusam a reconhecer. "Colocar a solução é admitir o problema."
Schwaag afirma que os preços das fachadas variam de acordo com tamanho, taxas locais de importação e qualidade do material usado na fabricação dos módulos.
Atualmente, a base dos módulos é composta de plástico, mas os arquitetos de Berlim estão desenvolvendo um material para tornar a Prosolve mais sustentável e auxiliar no combate aos impactos do aquecimento global.

'Made from Air'


Fachada sendo revestidaImage copyrightELEGANT EMBELISHMENTS
Image captionArquitetos já desenvolvem nova versão de fachada mais eficiente

Após alguns anos de pesquisa, Dring e Schwaag apresentaram no ano passado um protótipo do "Made from Air" ("Feita de Ar", em tradução livre), uma fachada feita com o HexChar, material de construção feito com uma tecnologia que retira carbono da atmosfera e produzido a partir de resíduos de biomassa.
Metade do HexChar é composto por carbono atmosférico. "Transformamos o gás em carvão. Para cada tonelada produzida desse material, prensamos uma tonelada de dióxido de carbono", ressalta Schwaag.
A técnica de retirar dióxido de carbono da natureza ao evitar que gases do efeito estufa de resíduo de biomassa sejam lançados na atmosfera e transformá-los em produtos é um dos métodos defendidos por especialistas em clima para reduzir os impactos do aquecimento global, sendo inclusive recomendado pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) da ONU.
Dring e Schwaag ainda trabalham no aperfeiçoamento do HexChar, que atualmente é usado apenas em fachadas. A ideia é desenvolver a tecnologia para a produção dos módulos da Prosolve, além de criar um material para ser utilizado na construção de casas completas.
No futuro, os arquitetos pretendem produzir o HexChar onde essas fachadas e as futuras casas serão construídas. "Estamos procurando produtores de biomassa para fabricar localmente esse material, como, por exemplo, no Brasil", conta Schwaag.