Desertificação no Nordeste: causas, principais problemas e como controlá-lo

Pelo site Pensamentoverde

A principal causa para a desertificação do Nordeste é o desmatamento que acontece nessa região desenfreadamente.

A desertificação do solo é dos problemas ambientais mais graves que afetam a região nordeste do Brasil, assim como de aproximadamente 15% das terras cultiváveis do globo terrestre. O processo de desertificação do Nordeste é encarado pelas autoridades e especialistas como um problema que precisa de uma solução imediata, uma vez que a desertificação do solo afeta a produtividade do setor agropecuário e a qualidade de vida das populações locais.

Há no Brasil um plano de combate à desertificação. Além de mapear os principais focos que sofrem com a desertificação no Nordeste e em outras regiões, o programa desenvolve estudos para identificar as causas e as possíveis soluções para o problema. O Plano Nacional de Combate à Desertificação (PNCD) atua em conjunto com diversas instituições de ensino e pesquisa na busca da melhor forma de controlar o avanço da desertificação no Brasil.

Desertificação no Nordeste: causas

Estudos realizados pelo PNCD e por outras entidades mostram que as principais causas da desertificação no Nordeste são o desmatamento desenfreado para utilização das terras na agropecuária, além da mineração excessiva e a salinização provocada pela utilização de técnicas equivocadas de irrigação do solo nas regiões subúmidas e semiáridas do Nordeste brasileiro.

Além da influência humana na desertificação do Nordeste, há também influência de fatores naturais. A irregularidade nas precipitações de chuva na região é o principal fator natural que in influencia na desertificação do Nordeste brasileiro. A região é uma das que mais sofre com as mudanças climáticas globais, sendo que os períodos de seca na região costumam durar mais tempo do que a média de outras regiões. Isso força a população a buscar cada vez mais novas áreas para a agricultura e a pecuária, o que aumenta (ainda mais) o processo de desertificação.

Possíveis soluções para a desertificação

O próprio PNCD afirma que é difícil controlar o processo de desertificação do Nordeste, especialmente por conta da dificuldade em fiscalizar as áreas de mineração e pelo crescente uso das terras para a agropecuária. Para piorar a situação, as altas temperaturas da região causam queimadas e incêndios florestais que afetam ainda mais o solo.

Ações como o desenvolvimento de políticas públicas sobre uso do solo, a delimitação de áreas cultiváveis e a correta utilização do solo e sua irrigação podem controlar o processo de desertificação do Nordeste. Mas, para que isso ocorra, é necessária uma conscientização dos políticos responsáveis e uma reeducação ambiental da população como um todo.

Outro ponto a ser analisado e explorado é a educação a respeito do solo no Brasil. Muitas vezes, o solo é mal utilizado não por uma ação realmente predatória, mas por desconhecimento das técnicas corretas, principalmente pelos pequenos produtores. Para este problema, um processo de educação e ensino das técnicas corretas para os diferentes tipos de solo pode ser uma solução no controle da desertificação no Nordeste. No entanto, somente uma ação efetiva e duradoura do poder público pode reverter este problema crônico que é a desertificação do solo no Brasil.

Conheça 4 espécies animais que se reproduzem sozinhas

Pelo site Pensamentoverde

Alguns animais não precisam necessariamente acasalar para a reprodução de sua espécie.

A reprodução de algumas espécies de animais de maneira assexuada, também conhecida como partenogênese (que significa “partos virgens”), não é uma novidade para os especialistas, uma vez que já é bem conhecido que esta é a forma de reprodução de várias espécies de lagartos.

No entanto, existem outras espécies de animais que podem se reproduzir sozinhas mesmo tendo parceiros do sexo oposto, não dependendo necessariamente do acasalamento para a reprodução de sua espécie.

Espécies de animais que se reproduzem sozinhas

Bicho-pau australiano

O bicho-pau australiano é um perfeito exemplo de animais que se reproduzem sozinhos, por mais que exista uma grande quantidade de indivíduos de ambos os sexos em seu habitat. O motivo que levou a espécie a se reproduzir sozinha, portanto, não foi a escassez de machos, mas o fato de o ato sexual ser muito sofrido para as fêmeas.

Para fugir do acasalamento, algumas fêmeas do bicho-pau australiano passaram até a desenvolver um odor “antiafrodisíaco” para afastar os machos da espécie. Em alguns casos, no entanto, as fêmeas simplesmente golpeiam os machos para escapar do acasalamento.

Cobras

Algumas cobras também podem ser um exemplo de animais que se reproduzem sozinhos, especialmente algumas espécies de víboras. Este fenômeno de reprodução não é novidade, uma vez que várias espécies já apresentaram a partenogênese em cativeiro.

No entanto, estudos mais recentes mostram que algumas cobras podem optar pela reprodução solitária mesmo no convívio com machos de sua espécie. Porém, as cobras nascidas deste tipo de reprodução solitária tendem a apresentar um índice de mortalidade muito maior do que as que nascem de acasalamentos comuns.

Peixe-serra

O peixe-serra é uma das novidades com relação a animais que se reproduzem sozinhos, pois este tipo de reprodução foi descoberto apenas em 2015 em animais selvagens que não foram mantidos em cativeiro.

Assim, os peixe-serra passaram a ser a primeira espécie de vertebrados conhecida a se reproduzir por meio de partenogênese em seu ambiente natural. As causas ainda não são completamente conhecidas, mas segundo especialistas, estes peixes podem ter evoluído para um parto virgem, sem acasalamento, devido à drástica diminuição de sua população, sendo esta uma alternativa para evitar sua extinção.

Lagartos

Os lagartos são a principal espécie de animais quando se o assunto é espécies que se reproduzem sozinhas, uma vez que a maioria de suas espécies pratica a partenogênese, algumas sendo formadas apenas por fêmeas.

No entanto, existem algumas espécies, como os lagartos Teiú, que possuem espécimes machos identificados, possibilitando assim que esta espécie também possa se reproduzir sexualmente.

Outras espécies de lagartos, porém, como os Cnemidophorus uniparens, são formadas apenas por fêmeas, se reproduzindo unicamente por meio da partenogênese. Nesta espécie, cada filhote é uma cópia genética idêntica de sua mãe.

Além disso, mesmo se reproduzindo de forma assexuada, esta espécie formada apenas por fêmeas pode simular o ato sexual, fazendo com que a ovulação seja maior e mais ovos possam ser colocados.

Sistema Solar Smartflower – Energia Limpa Européia

Pelo site Tek Ideia

Como o sistema solar Smartflower é comparável a outras opções de geração solar?

O nome do sistema solar Smartflower vem do seu design – as células solares estão dispostas em “pétalas” individuais que se abrem no início de cada dia. Depois que o sol se põe, as pétalas do Smartflower se dobram e um processo de autolimpeza entra em ação.

Além das células solares, o sistema solar Smartflower contém um rastreador de eixo duplo que possibilita que suas “pétalas” acompanhem o sol no céu durante todo o dia. Graças a essa capacidade de rastreamento, o Smartflower pode produzir significativamente mais eletricidade do que um sistema de painel solar no telhado de tamanho similar – até 51% a mais, de acordo com o site da Smartflower. A estrutura de 12 pés e 194 pés quadrados vem com 2,5 kilowatts (kW) de produção de eletricidade, o que equivale a um conjunto de telhado fixo de 4 kW.

Embora atualmente exista apenas uma versão do Smartflower disponível no mercado, a empresa com sede na Áustria tem planos para dois modelos adicionais com novos recursos. O Smartflower PLUS terá os mesmos benefícios de geração de eletricidade solar do Smartflowerpadrão. Além disso, uma bateria integrada que fornece 6 a 13 kWh de armazenamento de energia. Espera-se que esteja disponível para os clientes dos EUA em meiados de 2018. Também há planos para trazer um Smartflower com carregamento de carro elétrico integrado, para o mercado dos EUA (data de lançamento indefinida).

Quais são os preços do sistema solar Smartflower?

O custo para instalar um Smartflower varia de US $ 25.000 a US $ 30.000. Com o cliente médio pagando pouco menos de US $ 27.000. Os preços para o Smartflower PLUS e o Smartflowercom carregamento de carro integrado ainda não estão disponíveis.

Como o preço do Smartflower se compara aos painéis solares padrão

A melhor maneira de comparar os preços do sistema de painéis solares é determinar o custo por watt da geração de eletricidade. O custo por watt de um Smartflower é de US $ 6,25 a US $ 7,50, com um preço médio de US $ 6,75, supondo que seja equivalente a um conjunto fixo de telhado de 4 kW. O custo instalado depende de qual distância o Smartflower é instalado a partir de casa, se uma fundação de laje de concreto precisa ser construida e se a instalação requer algum trabalho elétrico adicional.

Em comparação, o preço médio de um sistema de energia solar padrão montado no solo, sem recursos de rastreamento no EnergySage Solar Marketplace, é de apenas US $ 3,44 / Watt, ou US $ 13.760 para um sistema de 4 kW. Se você optar por instalar um sistema de energia solar no telhado, o custo cai para apenas US $ 3,14 / Watt, ou US $ 12.560 para um sistema de 4 kW.

Como o Smartflower se compara a outros sistemas de painéis solares?

O sistema solar Smartflower oferece dois recursos exclusivos que o diferenciam de outros sistemas de painéis solares montados no solo com recursos de rastreamento. O primeiro é que ele tem uma função de auto-limpeza, o que garante que a sujeira ou outros resíduos nos painéis não causem uma redução na produção de energia. A segunda é que é totalmente independente. De acordo com o site da Smartflower, a instalação leva apenas de duas a três horas, e a desmontagem é igualmente fácil. Como resultado, você pode levar o sistema com você, se você se mudar, e instalá-lo em sua nova propriedade.

A empresa oferece uma garantia de 25 anos para suas células solares e uma garantia de 10 anos para seu inversor, ambos os quais são padrão da indústria.

O Smartflower foi inicialmente projetado para uso em residências européias. De acordo com o site da Smartflower, a família média da Europa média usa aproximadamente 3.500 quilowatts-hora (kWh) por ano, e o produto é destinado a corresponder a esse nível de demanda de eletricidade. Dependendo de onde você mora, um Smartflower produz de 3.400 a 6.200 kWh por ano.

Como resultado, um único Smartflower pode cobrir 40 a 60 por cento de sua conta de energia elétrica. Isso, supondo que suas necessidades domésticas de eletricidade estejam de acordo com as médias americanas.

Confira o vídeo no link:      https://youtu.be/YMmpb8NHpgg

Maior laboratório de partículas do mundo usa sistema da UFRJ

Pelo site Engenharia é

Omaior detector de partículas da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (Cern) chamado Atlas, vai adotar este ano um sistema atualizado de filtragem online de elétrons desenvolvido por pesquisadores do Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia (Coppe) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). O Cern é o maior laboratório de física de partículas do mundo e investiga a origem do universo. Versão anterior do sistema denominado Neuralringer, da Coppe, foi aprovado pelo Cern em 2016 e utilizado no ano seguinte.

A solução foi desenvolvida por um grupo de cientistas, sob a supervisão do professor do Programa de Engenharia Elétrica da Coppe, José Manoel de Seixas, que coordena a equipe brasileira no Atlas. “Foi feita uma nova atualização do sistema, e a gente vai começar a colidir durante 2018, antes que o Atlas pare para novos upgrades (avanços) e para retomar com a máquina colidindo mais forte do que está colidindo agora”, disse Seixas à Agência Brasil.

O sistema da Coppe possibilitará ao Cern fazer novas descobertas com menor custo financeiro. A estimativa é que o Cern deixe de comprar até 10 mil computadores com quatro núcleos de processadores cada, o que significa economia em torno de US$ 80 mil, informou o professor da Coppe.

Choques

No momento, o Cern está aumentando o número de choques entre prótons para ampliar os eventos físicos, essenciais à investigação e à descoberta de possíveis novas partículas, a exemplo do que ocorreu com o bóson de Higgs, a chamada “partícula de Deus”, em 2012. A comprovação da existência do bóson de Higgs rendeu aos cientistas Peter Higgs e François Englert o Prêmio Nobel de Física de 2013.

O objetivo agora é descobrir se o bóson de Higgs é único ou se se desdobra em outros modelos. “A gente agora quer ver coisas que são ainda mais raras. Agora, eu faço uma colimação maior e aumento muito as chances de bater próton com próton”, explicou Seixas. A ideia é com menos tempo descobrir coisas mais complicadas.

“A experiência pressupõe identificar eventos dessas colisões que são muito raros”, afirmou Seixas. Os pesquisadores do Cern querem aumentar o número de eventos por colisão de 25 para 88, este ano, elevando para 200, até 2024. Isso aumentaria exponencialmente o volume de dados gerados de interesse científico.

O Neuralringer permite encontrar eventos físicos de interesse nesse “palheiro” que não para de crescer. “A gente é capaz de rejeitar mais rapidamente os eventos que não têm chance de interessar ao Atlas e que antes dependiam de uma análise de processamento de imagens que era muito pesada”.

Brasil receberá dados de satélites de observação da Terra

Com informações da Agência Brasil 

Os satélites da missão Copernicus fotografam a Terra a cada 5 dias.[Imagem: ESA]

Copernicus

Brasil, Chile e Colômbia assinaram um acordo de cooperação para participar do programa Copernicus de Observação e Monitoramento da Terra da União Europeia (UE).

Com isso, os países latino-americanos passam a ter acesso às informações produzidas pelos seis conjuntos de satélite da missão. Em troca, os parceiros vão compartilhar os resultados das análises dessas informações com os outros participantes do sistema.

"A contribuição do Brasil, Chile e da Colômbia é no sentido de obter os dados e poder utilizá-los para enfrentar os problemas e depois nos dar o feedback. Dizer que os dados foram úteis desta e daquela maneira", explicou João Gomes Cravinhos, embaixador da União Europeia no Brasil.

Os satélites coletam diversos tipos de informações, observando eventos climáticos, condições atmosféricas, uso da terra e atividades nos oceanos.

"Tudo que tem a ver com alterações climáticas, desastres naturais, mudanças nos mares - desde os estoques de peixes até questões de temperatura, o que se passa com o El Niño. Todos esses fenômenos ficam facilmente monitorados para permitir autoridades do Brasil, da Colômbia e do Chile a encontrar respostas em suas políticas públicas em relação aos problemas que surgirem", acrescentou o embaixador.

Combate ao desmatamento

No Brasil, os dados serão processados pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. "Os satélites de radar são importantes porque permitem que se tirem imagens até quando há uma cobertura de nuvens", explicou Ricardo Galvão, do Inpe.

Os satélites europeus também vão permitir monitoramento mais rápido do desmatamento da Amazônia e outros biomas, como o Cerrado. Segundo Galvão, o sistema brasileiro tem um intervalo de dez dias entre uma passagem e outra, permitindo que alguns criminosos atuem nos intervalos do monitoramento. "As pessoas que executam o corte da floresta estão muito espertas. Eles procuram fazer rapidamente em áreas não muito grandes para escapar da vigilância", contou.

O sistema Copernicus já foi usado no Chile, facilitando o combate dos incêndios florestais durante o verão de 2017, e auxiliando na ação governamental durante o terremoto de 2016.

Célula solar agora gera energia também de pingos de chuva

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Faça chuva ou faça sol, esta célula solar-pluvial gera eletricidade. [Imagem: Yuqiang Liu et al. - 10.1021/acsnano.8b00416]

Energia do Sol e da chuva

Apesar dos inúmeros avanços nas células solares, uma coisa permanece constante: dias chuvosos e nublados significam uma queda certa na quantidade de eletricidade gerada.

Mas, e se usarmos a força mecânica das gotas da chuva para gerar energia quando as células fotovoltaicas não conseguem funcionar?

A ideia não é tão original, e vários pesquisadores já tentaram adicionar um pseudocapacitor ou um nanogerador triboelétrico (TENG) a uma célula solar fotovoltaica, criando um dispositivo que gera energia sob sol ou sob chuva. Mas esses dispositivos geralmente são complicados de fabricar e são volumosos, atrapalhando as células solares nos dias claros.

Agora, Yuqiang Liu, da Universidade Soochow, na China, desenvolveu um sistema híbrido de colheita de energia que produz eletricidade das gotas das chuvas sem atrapalhar a geração de eletricidade nos dias de sol.

O avanço foi possível graças ao uso de polímeros orgânicos para otimizar o nanogerador e a célula solar. [Imagem: Yuqiang Liu et al. - 10.1021/acsnano.8b00416]

Célula solar-pluvial

Liu traçou sulcos em filmes finos de dois polímeros condutores bem conhecidos da eletrônica orgânica e das células solares de plástico - PDMS e PEDOT:PSS - e os colocou sobre um painel solar.

A adição das texturas ao PDMS (polidimetilsiloxano) aumentou o desempenho do nanogerador quando ele é acionado pelas gotas de chuva.

A camada texturizada de PEDOT:PSS (polietilenodioxitiofeno: poliestirenosulfonato), por sua vez, atuou como um eletrodo tanto para o nanogerador como para a célula solar. Colocado entre os dois dispositivos, o material conduziu a energia do nanogerador para a célula solar.

Como os polímeros são transparentes, a célula solar continua gerando energia da luz do Sol em seu potencial máximo, ao mesmo tempo aproveitando as gotas de chuva.

Liu afirma que este design simples demonstra um novo conceito de colheita de energia durante várias condições climáticas que pode ajudar a eliminar o problema da intermitência da energia solar.

Bibliografia:

Integrating a Silicon Solar Cell with a Triboelectric Nanogenerator via a Mutual Electrode for Harvesting Energy from Sunlight and Raindrops
Yuqiang Liu, Na Sun, Jiawei Liu, Zhen Wen, Xuhui Sun, Shuit-Tong Lee, Baoquan Sun
ACS Nano
DOI: 10.1021/acsnano.8b00416

Almofada fisga e arranca contaminantes biológicos da água

Redação do Site Inovação Tecnológica

Uma almofada - alto à esquerda - é imersa em água com azul de metileno como contaminante. O contaminante é absorvido no canto superior direito e, nas imagens de baixo, destruído pela exposição à luz. A almofada então está pronta para ser reutilizada.[Imagem: Rice University/NEWT]

Contaminantes biológicos

Uma almofada feita com um polímero e um catalisador comuns apresentou uma capacidade inédita de capturar contaminantes biologicamente prejudiciais da água.

Testes com águas residuais mostraram que a almofada - que pode ser fabricada do tamanho de um tapete, de um edredom ou mesmo maior - remove poluentes específicos, neste caso um par de disruptores endócrinos biologicamente prejudiciais, com alta eficiência e usando uma fração da energia requerida pela tecnologia tradicional.

A técnica também pode ser usada para tratar água potável e é mais econômica, já que o material pode ser reutilizado diretamente, sem tratamentos adicionais.

O elemento ativo é o bem conhecido dióxido de titânio (TiO2). Depois de usado para capturar os poluentes, o material é exposto à luz, que degrada os componentes através da oxidação, formando subprodutos inofensivos. A equipe compara o mecanismo a uma pescaria: o TiO2 é o anzol, que fica esperando para fisgar os contaminantes conforme eles se aproximam, arrancando-os então da água.

O dióxido de titânio já é usado em sistemas de tratamento de águas residuais. Geralmente ele é fabricado na forma de uma pasta, que é combinada com as águas residuais e exposta à luz ultravioleta para destruir os contaminantes. A pasta deve então ser filtrada da água.

A almofada simplifica o processo, sendo tecida com fibras de polivinila. Os pesquisadores a tornaram porosa adicionando pequenas contas de plástico, que são a seguir "quebradas" com produtos químicos, criando poros que oferecem uma grande área superficial para as partículas de óxido de titânio se alojarem enquanto aguardam suas presas.

Fotocatalisador imobilizado

As fibras são hidrofóbicas (repelem água), o que naturalmente as faz atrair contaminantes hidrofóbicos, como os disruptores endócrinos usados nos testes. A exposição à luz ativa o dióxido de titânio fotocatalítico, que produz espécies reativas de oxigênio que destroem os contaminantes.

"Não apenas destruímos os poluentes mais rapidamente, mas também diminuímos significativamente nossa energia elétrica por ordem de reação - essa é uma medida da quantidade de energia necessária para remover uma ordem de grandeza do poluente, quantos quilowatts-hora você precisa para remover 90% ou 99% ou 99,9%.

"Nós demonstramos que, para a lama [usada tradicionalmente], conforme você passa do tratamento da água destilada para o efluente de uma estação de tratamento, a quantidade de energia necessária aumenta em 11 vezes. Mas, quando você faz isso com nosso fotocatalisador imobilizado, o aumento comparável é de apenas duas vezes. É uma economia significativa," disse o pesquisador Pedro Alvarez, da Universidade Rice, nos EUA.

Bibliografia:

Porous electrospun fibers embedding TiO2 for adsorption and photocatalytic degradation of water pollutants
Chang-Gu Lee, Hassan Javed, Danning Zhang, Jae-Hong Kim, Paul Westerhoff, Qilin Li, Pedro J. J. Alvarez
Environmental Science & Technology
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/acs.est.7b06508

Luva robótica controla tremores de pacientes com Parkinson

Redação do Site Inovação Tecnológica 

O pesquisador Yue Zhou demonstra o protótipo da luva para supressão de tremores.[Imagem: Paul Mayne]

Luva contra tremores

Esta luva robótica foi projetada para atenuar os tremores involuntários típicos de doenças neurológicas, como Parkinson, ou mesmo do envelhecimento natural.

"Se você olhar para alguém com Parkinson que tem tremores, perceberá que a pessoa tem tremores em todo o seu corpo, mas são os dedos que realmente impedem que eles realizem as atividades da vida diária," detalha a pesquisadora Ana Luisa Trejos, da Universidade Ontário Ocidental, no Canadá.

A luva robótica dá firmeza aos dedos, mas não impede os movimentos: Em vez de tentar reprimir os tremores, o aparelho rastreia o movimento voluntário; quando a pessoa tenta executar uma determinada tarefa, a luva acompanha a ação, minimizando os efeitos do tremor.

"Nossas luvas não suprimem todos os movimentos, que é o que a maioria dos sistemas de tecnologia de vestir fazem. Esses dispositivos realmente impedem que eles executem a ação que estão tentando executar e as pessoas têm que agir contra isso," compara Trejos. "Nossas luvas na verdade permitem que o movimento voluntário ocorra e, ao mesmo tempo, evita que o tremor ocorra."

Para isso, cada luva precisa ser customizada não apenas para cada paciente, mas para cada uma das mãos do paciente.

A luva propriamente dita pesa apenas 129 gramas e todo o sistema é alimentado por um único motor de corrente contínua de 2 watts, permitindo que uma bateria seja suficiente para um longo tempo de operação.

Com o sucesso no desenvolvimento da parte eletrônica e do software, a equipe agora pretende miniaturizar o equipamento para torná-lo mais fácil de ser incorporado no dia a dia das pessoas.

Bibliografia:

Design and validation of a novel mechatronic transmission system for a wearable tremor suppression device
Yue Zhou, Michael D. Naish, Mary E. Jenkins, Ana Luisa Trejos
Robotics and Autonomous Systems
Vol.: 91, pp. 38-48
DOI: 10.1016/j.robot.2016.12.009

Chip brasileiro será peça-chave no upgraHCde do L

Com informações da Agência Fapesp

Alice, um dos quatro grandes detectores do LHC, será equipado com 88 mil chips Sampa, aumentando a coleta de dados em 100 vezes.[Imagem: Marcos Santos/USP]

Chip Sampa

Um chip brasileiro vai renovar o sistema de detecção do Alice (sigla de A Large Ion Collider Experiment), um dos quatro grandes detectores do LHC (Large Hadron Collider), o maior colisor de partículas do mundo, situado na fronteira franco-suíça.

Trata-se do chip Sampa, projetado na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.

Testado em vários países e submetido ao escrutínio de um conjunto internacional de especialistas, o Sampa passou com louvor, recebendo o sinal verde para a fabricação em larga escala. Serão produzidas 88 mil unidades, necessárias ao upgrade do Alice, pela empresa TSMC, em Taiwan.

"Os novos chips vão instrumentalizar dois detectores do Alice: o TPC [Time Projection Chamber] e o MCH [Muon Chamber]. O TPC detecta as trajetórias das partículas carregadas produzidas e o MCH mede, especificamente, a produção de múons," disse Marcelo Gameiro Munhoz, que coordenou o desenvolvimento do Sampa juntamente com seus colegas Wilhelmus Van Noije e Marco Bregant.

O múon é uma partícula pertencente à classe dos léptons. Apresenta a mesma carga elétrica (-1) e o mesmo spin (1/2) do elétron, porém possui massa mais de 200 vezes maior.

O principal foco do Alice é o estudo do plasma de quarks e glúons, que se forma quando, devido ao altíssimo patamar de energia, essas partículas deixam de ficar confinadas nos hádrons (prótons, nêutrons, mésons) e passam a se movimentar livremente. Foi ele que permitiu concluir que o Universo era líquido logo depois do Big Bang.

Detector de múons

O experimento UPC (Time Projection Chamber), que constitui o principal sistema de detecção do Alice, é basicamente composto por dois cilindros concêntricos, o maior com 5 metros de comprimento e 5 metros de diâmetro, sendo a região entre o cilindro menor e o maior fechada nas extremidades. Por dentro do cilindro menor, passa a canalização por onde transitam os feixes de partículas que devem colidir, cujo interior é um ambiente dominado pelo vácuo. A região entre os dois cilindros é preenchida por um gás.

Quando ocorrem as colisões, são produzidos milhares de partículas, que atravessam a parede do cilindro interior, ionizam as moléculas do gás e passam também pela parede do cilindro exterior, antes de serem absorvidas.

Entre as extremidades fechadas é aplicada uma grande diferença de potencial elétrico. Devido à tensão elétrica, os elétrons arrancados das moléculas do gás são projetados de encontro a essas extremidades. Em função das posições onde incidem as cargas, é possível determinar as trajetórias e, por decorrência, as naturezas das partículas produzidas nas colisões.

Para determinar as posições dos pontos de incidência e os valores das cargas incidentes, as extremidades são quadriculadas, em mais de 500 mil quadradinhos. Cada conjunto de 32 quadradinhos será instrumentalizado por um chip Sampa. O experimento MCH (Muon Chamber) funciona de maneira um pouco diferente, mas o princípio é o mesmo.

"A função de cada chip é ler as cargas incidentes, transformar a leitura em um sinal de tensão, converter o sinal de analógico em digital, realizar um processamento digital interno e enviar a informação para os processadores externos. A operação de conjunto de todos os chips permitirá obter aquelas famosas imagens das colisões, com o jorro de milhares de partículas, cada qual seguindo uma trajetória específica," explicou o professor Marcelo Munhoz.

Esquema do detector ALICE. [Imagem: Cern]

Upgrade do LHC

O Sampa vai substituir a atual geração de chips do Alice. Na configuração atual, para cada conjunto de 16 quadrados são necessários dois chips: um lê as cargas e gera o sinal de tensão correspondente, enquanto o outro converte o sinal analógico em bits e faz o pré-processamento digital. Com uma eletrônica muito mais compacta, o Sampa realizará as duas operações e, além disso, deverá operar em 32 canais, em vez de 16.

Depois de produzidos em Taiwan, os chips serão testados, um a um, na Suécia. Serão instalados no Alice no biênio 2019-2020, quando todo o LHC vai passar por um upgrade. Essa atualização deverá aumentar a taxa de colisões entre núcleos de chumbo por um fator de 100.

"Até por isso o Sampa foi necessário, porque o equipamento atual não daria conta desse aumento na taxa de colisões. Atualmente, o Alice opera com 500 colisões por segundo. A expectativa é que, em 2021, consiga operar com 50 mil colisões por segundo. Com isso, os cientistas esperam aumentar a probabilidade de ocorrência de eventos raros, como a produção de quarks mais pesados, ou a formação de antinúcleos de elementos leves," disse Marcelo.

IPT terá laboratório para testar soluções para cidades inteligentes

Com informações da Agência Fapesp 

IPT terá espaço para experimentar tecnologias de empresas e de grupos de pesquisa voltadas a melhorar a qualidade de vida da população. [Imagem: IPT]

Cidades mais inteligentes e sustentáveis

O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) iniciará a construção em seu campus, na capital paulista, de um espaço tecnológico modelo voltado à experimentação e demonstração de soluções para cidades inteligentes - como são chamados locais que utilizam tecnologias integradas com o objetivo de promover a sustentabilidade ambiental e melhorar a qualidade de vida da população.

O espaço, de 30 mil m² - equivalente a um terço da área total do IPT -, deverá ficar pronto até o final deste ano e será permanente. Ali serão testadas soluções tecnológicas em estágio avançado de desenvolvimento que possam contribuir para tornar as cidades mais inteligentes e sustentáveis.

"A ideia é que o campus do IPT seja transformado em um ambiente em que empresas e grupos de pesquisa demonstrem soluções maduras, que teriam impacto na melhoria da qualidade de vida das cidades e que poderiam ser colocadas para demonstração imediatamente", disse o pesquisador Alessandro Santiago dos Santos.

"Uma vez que essas tecnologias forem experimentadas e demonstradas nesse ambiente real podem surgir novos desafios de pesquisa fundamental para aprimorá-las. Para isso, podemos promover cooperações com nossos próprios pesquisadores, além de universidades e outras instituições de pesquisa", explicou Santos.

Laboratório vivo

O espaço também servirá para que prefeitos e gestores públicos possam conhecer o conceito de cidades inteligentes e soluções tecnológicas para essa finalidade que têm sido desenvolvidas por empresas e grupos de pesquisa. Ao conhecer essas tecnologias, poderão implementá-las em seus municípios.

"Sabemos que há muitas empresas e grupos de pesquisa oferecendo soluções para prefeituras voltadas a melhorar a vida nas cidades. Mas ainda não tínhamos identificado um lugar onde as diversas soluções existentes pudessem ser testadas simultaneamente para poder apoiar a decisão de prefeitos e gestores públicos por uma determinada tecnologia.

"Pensamos que, em razão do tamanho da área do campus do IPT, podíamos usá-lo como um laboratório vivo, onde boa parte dessas soluções poderia ser implementada e testada," explicou o pesquisador Alex Fedozzi Vallone.

Big Bang é ciência ou dogma científico?

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Há teorias alternativas ao Big Bang, mas poucos físicos e astrônomos trabalham com elas. [Imagem: Cortesia www.grandunificationtheory.com]

A ciência da cosmologia

"Os cosmologistas estão frequentemente errados, mas nunca estão em dúvida," brincou certa vez o físico russo Lev Landau.

Provavelmente não daria para ser diferente, uma vez que os cosmologistas trabalham com poucas possibilidades de colher dados experimentais, dependendo largamente de hipóteses e modelos que façam sentido. Além disso, é bem sabido que a ciência funciona em um sistema de autocorreção no qual estar certo nem sempre é o mais importante.

Os astrônomos começaram observando e modelando estrelas em diferentes estágios de evolução e comparando seus resultados com previsões teóricas para validá-las ou descartá-las. E essa modelagem estelar usa física bem testada, com conceitos como equilíbrio hidrostático, lei da gravitação, termodinâmica, reações nucleares etc.

Por outro lado, a cosmologia é baseada em uma grande quantidade de suposições não testadas, como a matéria escura não bariônica e a energia escura, cuja física não possui vínculo comprovado com o resto da física. Acima disso quase tudo é uma matemática árida e altamente simplificadora, com universos uni e bi-dimensionais que pouco têm a ver - se é que têm - com o que comumente chamamos de realidade.

Dogma do Big Bang

Dadas essas discrepâncias, Jayant Narlikar, professor do Centro Inter-Universitário de Astronomia e Astrofísica em Pune, na Índia, resolveu fazer um retrospecto do desenvolvimento da cosmologia ao longo das últimas seis décadas, com vistas a dar um choque de realidade nos atuais teóricos.

E sua conclusão é chocante: "Nossa confiança no modelo padrão da cosmologia, o bem conhecido modelo do Big Bang, cresceu a tal ponto que o modelo se tornou um dogma."

Narlikar primeiro descreve a pesquisa cosmológica nos anos 1960 e 1970 e explica como esses trabalhos abrangeram áreas-chave, incluindo a teoria Wheeler-Feynman, relacionando a seta eletromagnética local do tempo com a seta do tempo cosmológica, a singularidade na cosmologia quântica e os testes observacionais de diferentes modelos de um Universo em expansão.

Nos testes subsequentes para validar hipóteses e teorias, uma descoberta chave - a radiação cósmica de fundo de micro-ondas -, em meados dos anos sessenta, mudou a perspectiva que os físicos tinham do Big Bang, que passou à categoria de quase unanimidade - ou, para usar um termo mais recente, um "consenso científico".

Outros estudos já mostraram que mesmo um Universo em expansão pode surgir sem o Big Bang. [Imagem: TU Vienna]

Suporte observacional

No entanto, alerta Narlikar, os cosmólogos de hoje parecem estar presos em uma série de especulações em suas tentativas de mostrar que o modelo do Big Bang é correto, em oposição a qualquer modelo alternativo.

O bem aceito modelo cosmológico padrão, ou cosmologia padrão do Big Bang, não apenas não possui suporte observacional independente para seus pressupostos básicos, tais como a matéria escura não-bariônica, a inflação e a energia escura, como também não tem uma base teórica estabelecida, escreve Narlikar.

O físico alemão Max Born disse há muitos anos que "A cosmologia moderna se desviou da firme estrada empírica para uma região selvagem onde as declarações podem ser feitas sem medo de uma checagem observacional..."

Narlikar afirma que esses comentários se aplicam muito bem ao estado atual da cosmologia.

Bibliografia:

The evolution of modern cosmology as seen through a personal walk across six decades
Jayant V. Narlikar
The European Physical Journal H
DOI: 10.1140/epjh/e2017-80048-5

Criado um interruptor para desligar o calor

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Esquema do interruptor térmico mostrando o estado ligado (ON), com a gota de metal líquido que conecta a fonte de calor ao dissipador, e o estado desligado (OFF), com o metal líquido removido do canal. [Imagem: Center for Power Optimized Electro Thermal Systems]

Chave que desliga o calor

Os interruptores são usados para controlar quase tudo na vida moderna.

Interruptores mecânicos são usados para bloquear ou desbloquear portas, ou para selecionar engrenagens no sistema de transmissão de um carro. Os interruptores elétricos são usados para ligar e desligar lâmpadas e, em uma escala menor, interruptores elétricos na forma de transistores são usados para ligar e desligar sinais de lógica dentro dos circuitos eletrônicos.

Agora, pesquisadores da Universidade de Illinois, nos EUA, desenvolveram uma nova tecnologia para ligar e desligar fluxos de calor, que tipicamente fluem de zonas mais quentes para zonas mais frias - menos quando a termodinâmica falha em nanoescala ou quando o calor flui do frio para o quente.

Os engenheiros sonham há muito tempo com interruptores para os fluxos de calor, especialmente nos sistemas eletrônicos, onde o controle do calor pode melhorar significativamente o desempenho e a confiabilidade dos processadores e outros circuitos integrados.

"A fim de controlar o fluxo de calor, construímos um caminho específico para o fluxo de calor entre a região quente e a região fria, e então criamos uma maneira de quebrar o caminho do fluxo de calor quando desejado," explicou o professor William King.

Essa interrupção é feita usando uma gota de metal líquido. A gota de metal pode ser posicionada para conectar o caminho do fluxo de calor, como se fosse uma ponte, ou afastar-se do caminho do fluxo de calor, para limitar seu fluxo.

Em um sistema eletrônico de teste, quando o interruptor foi ligado ele extraiu calor a uma taxa de 10 W/cm2. Quando o interruptor foi desligado, o fluxo de calor caiu quase 100 vezes.

O próximo passo será integrar o interruptor com a eletrônica de potência em uma placa de circuito impresso. Os pesquisadores afirmam que deverão ter um protótipo funcional até o final deste ano.

Bibliografia:

Millimeter-scale liquid metal droplet thermal switch
Tianyu Yang, Beomjin Kwon, Patricia B. Weisensee, Jin Gu Kang, Xuejiao Li, Paul Braun, Nenad Miljkovic, William P. King
Applied Physics Letters
Vol.: 112, 063505
DOI: 10.1063/1.5013623