Calor e som acionam motores e geladeiras de estado sólido

Redação do Site Inovação Tecnológica 

A termoacústica em sólidos permitirá fabricar motores sem partes móveis que podem até permanecer operando indefinidamente. [Imagem: Mo Lifton/Purdue University]

Motores sólidos

Um sólido pode funcionar como um meio para que ondas de calor e ondas sonoras interajam exatamente como ocorre com os fluidos usados nos motores termoacústicos e nos refrigeradores - com a vantagem de resultarem em motores sem vazamentos e que podem até permanecer operando indefinidamente.

Pesquisadores das universidades de Purdue e Notre Dame, nos EUA, demonstraram pela primeira vez que a termoacústica pode ocorrer também nos sólidos, assim como ela opera nos fluidos.

Até agora, o projeto de motores termoacústicos, que dependem da interação entre oscilações de temperatura e ondas sonoras, tem andado de lado devido à etapa extra de construir algo para conter os fluidos - eles insistem em vazar.

Então, a saída pode ser fazer tudo sólido.

"Embora ainda esteja em sua infância, essa tecnologia pode ser particularmente eficaz em ambientes agressivos, como o espaço exterior, onde fortes variações de temperatura estão disponíveis gratuitamente, e onde falhas no sistema colocam em risco toda a missão," disse o professor Fabio Semperlotti.

Máquinas termoacústicas

A termoacústica é um fenômeno estabelecido e bem estudado em fluidos - gases e líquidos. "A aplicação de calor a um fluido contido em um duto ou cavidade induzirá a geração espontânea de ondas sonoras se propagando no próprio fluido. Isso resulta nos chamados tubos cantantes [experimentos usados em feiras de ciências] ou em máquinas termoacústicas," explicou o pesquisador Carlo Scalo.

Ou seja, a termoacústica permite que vibrações mecânicas residuais ou calor sejam convertidos em outras formas úteis de energia.

Para refrigeração, as ondas sonoras geram um gradiente de temperatura de quente e frio - o movimento vibratório torna as áreas frias mais frias e as quentes mais quentes. Os motores usam o processo oposto: um gradiente de temperatura - o calor residual de uma máquina ou forno, por exemplo - é transformado em vibrações mecânicas.

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Termoacústica de estado sólido

A termoacústica de estado sólido inicialmente parecia improvável, uma vez que os sólidos são um pouco mais estáveis do que os fluidos e tendem a dissipar a energia mecânica mais rapidamente, tornando mais difícil para o calor gerar ondas sonoras.

Mas a equipe desenvolveu um modelo teórico demonstrando que uma haste fina de metal pode apresentar vibrações mecânicas autossustentadas se um gradiente de temperatura for aplicado periodicamente aos segmentos da haste. Isso equilibra a dissipação de energia mecânica indesejada. Se o sólido contrair menos quando resfriado e expandir mais quando aquecido, o movimento resultante aumentará com o tempo.

Os sólidos também podem ser fabricados de forma a alcançar as propriedades necessárias para alcançar um alto desempenho termoacústico. "Os fluidos não nos permitem fazer isso," disse Semperlotti.

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Geradores espaciais

As diferenças de temperatura extremas no espaço são perfeitas para gerar vibrações mecânicas, que poderão então ser convertidas em energia elétrica para alimentar espaçonaves, satélites e sondas espaciais.

"Um dispositivo de estado sólido usaria o Sol como sua fonte de calor e a radiação para o espaço profundo como sua fonte fria," explicou Semperlotti. "Esses sistemas podem operar indefinidamente, dado que eles não têm qualquer parte móvel ou fluido que possa vazar."

A equipe está agora construindo uma configuração experimental para validar sua teoria e entender melhor a termoacústica de sólidos.

Bibliografia:

Thermoacoustics of solids: A pathway to solid state engines and refrigerators
Haitian Hao, Carlo Scalo, Mihir Sen, Fabio Semperlotti
Journal of Applied Physics
Vol.: 123, 024903
DOI: 10.1063/1.5006489

Busca de vida em outros planetas não pode ser terra-cêntrica

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Seja algum tipo de vida orgânica em planetas extrassolares ou mesmo tipos exóticos de vida, muito além da vida que conhecemos, o fato é que a busca por vida espalhada pelo Universo agora é uma pesquisa levada a sério.[Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Vidas passadas a limpo

Assim que a busca por sinais de vida em outros planetas se estabeleceu como uma disciplina científica de pleno direito, ficou claro que as coisas são bem mais complicadas do que simplesmente colocar um radar no espaço para encontrar discos voadores.

Em vez disso, o caminho natural parece ser identificar bioassinaturas, sinais de processos biológicos nas atmosferas dos exoplanetas que possam ser detectados aqui da Terra.

O problema é que descobertas feitas aqui mesmo no Sistema Solar estão colocando em dúvida as primeiras hipóteses sobre a vida em outros planetas, que se baseiam na definição de zonas habitáveis ou na presença de placas tectônicas nos exoplanetas, por exemplo.

"Vinha sendo padrão pensar que a vida só poderia existir em uma zona estreita perto da estrela de um planeta, porque você precisa estar lá para manter a água líquida," disse Adrian Lenardic, da Universidade Rice, nos EUA. Mas nossas sondas espaciais já mostraram fortes indícios de oceanos subterrâneos nas geladas luas de Júpiter, muito distante do que seria a zona habitável do nosso próprio sistema planetário.

"Isso porque existe uma outra fonte de energia, derivada da intensa atração gravitacional de Júpiter," explicou Lenardic. "Isso ampliou a região do nosso próprio Sistema Solar na qual a vida pode existir, e acho que muito da essência [das próximas pesquisas] é que muito do que estamos vendo está expandindo a zona e expandindo nossas ideias sobre as condições necessárias para a vida. Então, à medida que procuramos vida em torno de outras estrelas, devemos também expandir nossas estratégias de busca ou podemos perder alguma coisa."

O inverso também é verdadeiro: Há poucas semanas, uma molécula que se acreditava ser um indicador de vida foi encontrado onde não há vida.

Hoje já se aceita que é grande a chance de haver vida na lua Europa, de Júpiter - Ganimedes e Calisto também parecem ter oceanos líquidos de subsuperfície. [Imagem: NASA/JPL]

O que é vida?

Já foram catalogados mais de 3.700 exoplanetas, e a comunidade astronômica espera com ansiedade o lançamento do Telescópio Espacial James Webb, cujo espelho de sete metros de diâmetro será capaz de examinar as atmosferas dos planetas rochosos em torno de estrelas distantes.

Assim, uma das tarefas será equacionar a busca, chegando a um meio de atribuir uma probabilidade de vida baseada em um determinado conjunto de observações de um planeta.

Para isso, a primeira pergunta básica é: O que é a vida? Não há uma resposta fácil, apesar das inúmeras tentativas de estabelecer definições - cada definição adicional parece aumentar exponencialmente as divergências entre os cientistas.

"Mas se podemos concordar em uma coisa, é que a vida precisa de energia. Nós pensamos sobre o Sol como uma fonte de energia por um longo tempo, e chegamos a calcular a energia interna de um planeta, que vem da decomposição de elementos radioativos dentro do seu interior rochoso. As luas de Júpiter nos ensinaram a calcular também a força das marés, e estamos começando a encontrar exoplanetas que têm órbitas que permitem forças de maré significativas," acrescentou Lenardic.

As placas tectônicas também não parecem ser uma exigência assim tão especial - a tectônica de placas é o processo de larga escala que governa os movimentos da crosta terrestre. "É uma manifestação superficial particular da energia interna de um planeta, mas não é o único modo possível de atividade vulcânica e tectônica em um planeta," disse Lenardic.

"Pode ser fácil ser terra-cêntrico e assumir que a vida exige um planeta como o nosso. Mas o que estamos vendo dentro do nosso Sistema Solar está nos fazendo questionar isso. Uma das coisas que aprendi com a história da exploração do nosso próprio Sistema Solar é que devemos estar preparados para surpresas. À medida que nos movemos para além [do Sistema Solar], em nossa busca pela vida, essa lição está nos levando a adaptar nossas estratégias de busca," finalizou o pesquisador.

Bibliografia:

Exoplanet Biosignatures: Future Directions
Sara I. Walker, William Bains, Leroy Cronin, Shiladitya DasSarma, Sebastian Danielache, Shawn Domagal-Goldman, Betul Kacar, Nancy Y. Kiang, Adrian Lenardic, Christopher T. Reinhard, William Moore, Edward W. Schwieterman, Evgenya L. Shkolnik, Harrison B. Smith
Astrobiology
Vol.: 1 pp 1-20
DOI: 10.1007/978-3-319-30648-3_65-1
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1705/1705.08071.pdf

Volcanic-Tectonic Modes and Planetary Life Potential
Adrian Lenardic
Handbook of Exoplanets

Marte: Como produzir oxigênio e combustível para a volta

Com informações da New Scientist 

O experimento MOXIE, que irá a Marte a bordo do robô da missão Mars 2020, é mais complexo e mais pesado do que a ideia dos pesquisadores portugueses.[Imagem: NASA]

Salvação da missão

A ideia de ir a Marte antes de colonizar a Lua anda meio em decadência ultimamente, por isso alguns pesquisadores estão procurando formas de facilitar a ida ao Planeta Vermelho - se for mais simples e mais barato, talvez valha a pena.

Vasco Guerra, da Universidade de Lisboa, em Portugal, faz parte desse time.

Ele lembra que a atmosfera de Marte consiste em nada menos do que 96% de dióxido de carbono.

Embora não seja suficiente para produzir um efeito estufa suficiente para aquecer o planeta, as moléculas de CO₂ podem ser quebradas para produzir oxigênio respirável e monóxido de carbono, o precursor de um combustível que poderia significar um "posto de gasolina no planeta vermelho".

Quebra do CO₂ com plasma

Guerra e sua equipe calcularam que criar um plasma de dióxido de carbono - uma massa de íons gerada passando uma corrente elétrica através de um gás - pode dividir o CO₂ com mais facilidade em Marte do que na Terra porque a pressão atmosférica mais baixa em Marte permite criar plasmas sem as bombas de vácuo ou compressores necessários na Terra.

Além disso, a temperatura de cerca de -60 °C é perfeita para que o plasma quebre mais facilmente um dos laços químicos que mantêm o carbono e o oxigênio firmemente ancorados, ao mesmo tempo impedindo a recombinação do dióxido de carbono.

Por enquanto, tudo é amplamente teórico, mas a equipe afirma que um sistema desse tipo precisará de apenas 150 a 200 Watts por 4 horas a cada dia de 25 horas de Marte para produzir de 8 a 16 quilogramas de oxigênio. "A Estação Espacial Internacional atualmente consome oxigênio na faixa de 2 a 5 quilogramas por dia, então isso seria suficiente para suportar um pequeno assentamento," disse Guerra.

Mais avançado

Como o sistema não exigiria calor ou pressão adicionais, ele poderia ser mais leve do que outras propostas, como o MOXIE (sigla em inglês para Experimento Oxigênio Local em Marte), um sistema que divide dióxido de carbono usando eletrólise e que será testado pelo robô da missão Marte 2020. O MOXIE precisa de temperaturas de 800 °C e compressores.

Os criadores do MOXIE defenderam-se rapidamente do ataque português, afirmando que seu sistema é mais avançado do que o sistema a plasma. "Eles se esqueceram de como o dióxido de carbono é coletado e como o oxigênio é separado dos outros gases. O diabo está nos detalhes," disse Michael Hecht, membro da iniciativa MOXIE.

A palavra agora está de volta com a equipe portuguesa, que ainda está estudando como resolver esses detalhes.

Bibliografia:

The case for in situ resource utilisation for oxygen production on Mars by non-equilibrium plasmas
Vasco Guerra, Tiago Silva, Polina Ogloblina, Marija Grofulovic, Loann Terraz, Mário Lino da Silva, Carlos D. Pintassilgo, Luís L. Alves, Olivier Guaitella3
Plasma Sources Science and Technology
Vol.: 26, Number 11
DOI: 10.1088/1361-6595/aa8dcc

NASA enviará helicóptero a Marte em 2020

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Impressão artística do Helicóptero de Marte.[Imagem: NASA/JPL-Caltech]

Primeiro helicóptero espacial

Seu nome é "helicóptero de Marte", e o pequeno drone autônomo será enviado a Marte dentro de apenas dois anos, aproveitando a carona da missão Marte 2020.

O pequeno helicóptero é considerado uma missão de alto risco, por seu ineditismo. Afinal, fazer um helicóptero obter sustentação em uma atmosfera tão rarefeita quanto a de Marte não é um desafio trivial. O que conta a favor é que a gravidade de Marte é cerca de 40% menor que a da Terra.

"A altitude recorde para um helicóptero voando aqui na Terra é de cerca de 12.000 metros. A atmosfera de Marte equivale a apenas 1% da atmosfera da Terra, de forma que, quando nosso helicóptero estiver na superfície marciana, ele já estará no equivalente a 30.000 metros de altitude da Terra," disse Mimi Aung, líder do projeto.

Por isso mesmo, o equipamento será enviado como um "adicional" da missão, ou seja, não interferirá com os demais aspectos do robô Marte 2020, que tem entre seus principais objetivos produzir oxigênio em Marte, visando uma futura exploração. A missão também terá um sistema de monitoramento climático mais avançado e vai usar um radar para analisar abaixo da superfície marciana.

O robô Marte 2020 é muito similar ao Curiosity, mas leva uma quantidade menor de instrumentos para deixar espaço para coletar amostras. A expectativa da NASA é que isso poupe trabalho às missões futuras, que poderão simplesmente pegar as amostras no velho rover e trazê-las para a Terra.

Os testes do protótipo foram feitos em uma câmara onde foi reproduzida a atmosfera rarefeita de Marte. [Imagem: NASA/JPL]

Helicóptero de Marte

O desenvolvimento do helicóptero de Marte começou em 2013, quando a NASA se deu conta de que a visão dos robôs, comparável à de um ser humano de pé, limita a escolha de alvos interessantes a serem estudados. Um helicóptero fazendo voos rasantes pode obter um mapa detalhado em alta resolução da região, ajudando a traçar melhor as rotas.

O veículo pesa apenas 1,8 quilograma, tem 60 centímetros de altura, e suas asas duplas contra-rotativas de 1,1 metro de circunferência vão tentar aproveitar a fina atmosfera marciana girando a quase 3.000 rpm - cerca de 10 vezes a rotação das asas móveis de um helicóptero na Terra.

Células solares deverão recarregar as baterias de íons de lítio que alimentam os motores do pequeno drone, que conta ainda com um sistema de aquecimento para manter seus instrumentos na temperatura operacional - a temperatura média em Marte fica por volta dos -60° C.

O helicóptero irá a Marte pendurado na parte inferior do robô Marte 2020, que irá deixá-lo em um lugar seguro e depois se afastar, para que o veículo possa ser posto em funcionamento e mostrar seu valor.

Em seu primeiro voo, o helicóptero fará uma breve subida vertical até 3 metros de altitude, onde ficará por cerca de 30 segundos. A campanha inicial de testes, prevista para durar 30 dias, incluirá cinco voos a distâncias cada vez maiores, até algumas centenas de metros, e durações de até 90 segundos.

"Nós não temos um piloto e a Terra estará a vários minutos-luz de distância, então não há como controlar esta missão em tempo real. Em vez disso, temos uma capacidade autônoma, que será capaz de receber e interpretar comandos e depois voar por conta própria," contou Aung.

Os cientistas acabam de descobrir uma maneira de transformar a madeira em um material mais forte que o aço

Pelo site Engenharia é

Aseda da aranha sempre foi o biomaterial que tinha o recorde em ser mais forte, mas cientistas do KTH Royal Institute of Technology usaram nanofibras de madeira para criar um novo biomaterial que é ainda mais forte que a seda de aranha.

Os pesquisadores “densificaram” a madeira para transformar um material já resistente em uma “super madeira” que é tão forte quanto o aço.

Para conseguir isso, os pesquisadores alinharam pequenas nanofibrilas de celulose (CNF) na mesma direção para criar pequenos pacotes compactados. Esses pacotes formam um material que é super forte e pode ser usado em tudo, desde carros até aviões.

“Esta descoberta foi possível através da compreensão e controle dos principais parâmetros fundamentais essenciais para a nanoestruturação perfeita, como tamanho de partícula, interações, alinhamento, difusão, formação de redes e montagem”, disse o coautor do estudo, Daniel Söderberg.

“As fibras de nanocelulose de base biológica fabricadas no instituto são oito vezes mais rígidas e têm resistência superior às fibras de seda de aranha, geralmente consideradas o material de base biológica mais forte”, disse Söderberg. “A força específica é superior à dos metais, ligas, cerâmicas e fibras de vidro “. O estudo foi publicado esta semana na revista ACS NANO.

Este hotel futurista vai ser movido por energia das marés

Pelo site Engenharia é

Aarquiteta Margot Krasojević revelou o projeto de sua mais recente obra – um hotel de luxo que utiliza energia das marés para produzir mais energia do que o necessário.

Concebido para a Baía de Yalong, em Hainan, o Harmonic Turbine Tidal Hotel visa reformular a tipologia tradicional de hotéis, do desperdício à auto-suficiência e sustentabilidade.

Apesar de sua aparência futurista, o projeto tem uma data de conclusão prevista para 2020, o que poderia torná-lo o primeiro hotel de energia positiva do mundo – superando o hotel proposto por Snøhetta no Círculo Polar Ártico em um ano.

O Hotel foi projetado para ser ancorado em um “local com alta captação de energia” no litoral exposto a ventos e ondas fortes. Turbinas giratórias de água parcialmente enterradas na areia aproveitariam a energia das marés para o hotel. Ao produzir mais energia do que o necessário, o hotel poderia devolver energia excedente à rede e gerar um lucro adicional.

Com a semelhança de uma nave espacial futurista, o hotel dispõe de dois volumes de estrutura de aço entrelaçados revestidos de alumínio. Ele vai oferecer vistas subaquáticas em todos os 30 quartos com banheiro privativo. “A ideia por trás do hotel veio de piscinas naturais e energia das marés, para projetar um hotel que mergulha no mar apenas o suficiente para captar a maré, enquanto é capaz de influenciar a corrente”, escreveram os arquitetos.

Pesquisadores desenvolvem o material biológico mais forte do mundo

Pelo site Engenharia é

Um novo estudo, publicado na revista American Chemical Society (ACS Nano), revela um novo material de base biológica gerado por pesquisadores do Instituto Real de Tecnologia KTH, em Estocolmo, na Suécia, que é mais forte do que todos os materiais biológicos atualmente existentes.

Isso inclui seda de aranha. O material foi criado usando um novo método que recria a capacidade da natureza de organizar as nanofibras de celulose em arranjos de macroescala.

Na natureza, os blocos de construção em nanoescala de alguns materiais têm propriedades mecânicas únicas causadas por uma estrutura molecular livre de defeitos. No entanto, até agora, a recriação dessas propriedades mecânicas para materiais macroscópicos sempre foi problemática, pois exige a organização desses blocos de construção nos padrões multiescala, ao mesmo tempo em que lida com os defeitos que surgem nessas escalas maiores.

“Ultimamente, os cientistas têm buscado idéias de imitar a arquitetura de materiais naturais baseados em princípios de projeto de engenharia, tipicamente chamados de: montagem bioinspirada “. Um desafio global na fabricação de materiais estruturais é traduzir as extraordinárias propriedades mecânicas de blocos de construção em nanoescala”, afirma o jornal. .

Neste estudo, os pesquisadores da KTH trabalharam com nanofibras de celulose (CNF), os blocos de construção de plantas, para superar esses problemas. Os cientistas escolheram os  CNFs porque são um dos elementos estruturais mais abundantes da natureza e possuem grande rigidez e resistência mecânica.

O resultado foi a criação de materiais ainda maiores e leves, que também exibiam uma força e rigidez impressionantes. “As fibras de nanocelulose de base biológica fabricadas aqui são 8 vezes mais rígidas e têm resistência superior às fibras de seda de aranha, geralmente consideradas o material biológico mais forte”, disse Daniel Söderberg, pesquisador do KTH Royal Institute of Technology.

“A força específica é superior à dos metais, ligas, cerâmicas e fibras de vidro”, acrescentou Söderberg.

O novo material é o resultado de um processo complexo que vê as nanofibras suspensas em água em um canal de 1 mm de largura fresado em aço inoxidável, enquanto seu fluxo é monitorado.

Este novo material leve de alto desempenho também é ecológico, eficiente em termos de energia e é proveniente de recursos renováveis ​​sustentáveis. Aplicações futuras para o biomaterial  podem variar desde a produção de automóveis e aeronaves até móveis e outros produtos.

Pedale uma hora e gere energia para um dia

De acordo com NZN 

Bicicleta ergométrica energiza  sua casa por 24 horas com apenas por 1 hora de pedaladas por dia.

A ideia é da Billions in Change (BiC), um movimento que busca  por sua vez “salvar o mundo” ao criar soluções para os problemas mais simples e básicos, como água, energia e também saúde.

Uma das questões do projeto é a ajuda comunitária, poder levar energia aonde ainda não tem.

Assim sendo, foi criada uma bicicleta híbrido que você simplesmente pedala por uma hora para conseguir energizar uma casa por 24 horas. Seu nome é “Free Electric”.

No vídeo baixo, você pode conferir os modos de uso e como ela funciona.

https://youtu.be/Cgb9lfKW_d4

Este sistema permite controlar aviões de papel com o seu smartphone

Pelo site Engenharia é

Aviões de papel entretiveram crianças e adultos por gerações, eles são fáceis de fazer, baratos, divertidos, mas têm limitações. Shai Goitein é um fã de aviões de papel, mas ele queria pegar o avião de papel humilde e torná-lo ainda mais incrível. Então ele inventou o POWERART DART .

Com o POWERUP DART tudo o que você precisa fazer é dobrar um pequeno plano de papel usando o modelo de papel fornecido, anexar o DART e decolar.

O kit inclui uma hélice e estabilizadores de asa, para que você não só possa fazer vôos regulares, mas voar verticalmente e qualquer outro truque que você possa imaginar.

O equipamento usa a tecnologia Bluetooth para que você possa controlar facilmente seu avião com seu smartphone. Há duas maneiras de controlar o seu avião de papel você pode usar seu telefone no modo de game pad, ou seja é como usar um joystick, ou você pode controlar por gestos. Simplesmente manobre seu telefone e o avião segue seus movimentos.

Drones serão usados para a reparação da grande muralha da China

Pelo site Engenharia é

Nós todos sabemos que a Grande Muralha da China é uma das grandes maravilhas do mundo. No entanto, sendo uma estrutura que foi construída há 2.700 anos atrás, sempre tem o desgaste por causa do clima em constante mudança e da passagem do tempo.

A seção de Jiankou em particular é um dos trechos mais íngremes da Grande Muralha que percorre mais de 20 quilômetros a 1.141 metros acima do nível do mar. Localizado a 70 km ao norte do centro de Pequim, a seção é construída em penhascos íngremes. A floresta densa torna ainda mais difícil para a equipe de conservação inspecionar fisicamente toda a seção e tirar fotos do local.

Os chineses, no entanto, são flexíveis em restaurar o monumento e seu método é algo inteiramente futurista! A Fundação China para Conservação do Patrimônio Cultural se uniu com a Intel para usar drones para fazer a restauração.

O vice-presidente e gerente geral da equipe de drones da Intel, Anil Nanduri, disse:“Usando drones, podemos inspecionar múltiplos aspectos da estrutura, incluindo áreas que são bastante inacessíveis”

Esses drones são controlados remotamente para que o usuário possa pilotá-los fazendo a reparação da muralha.

Robôs descobriram uma zona morta gigante que pode trazer consequências ambientais graves

Pelo site Engenharia é

Robôs submarinos exploraram a costa de Omã e fizeram uma descoberta devastadora: a maior zona morta do mundo, cobrindo pelo menos o tamanho da Escócia e possivelmente mais. Enquanto os cientistas já sabiam que havia uma zona morta no Golfo de Omã, eles não tinham ideia do quão ruim era – até agora.

Cientistas da  Universidade de East Anglia e da Universidade Sultan Qaboos de Omã lançaram robôs submarinos para explorar a zona morta, e publicaram suas descobertas na Geophysical Research Letters . “Nossa pesquisa mostra que a situação é realmente pior do que o temido – e que a área de zona morta é vasta e crescente”, disse o médico Bastien Queste, que liderou a pesquisa. “O oceano está ficando sufocado.”

Uma zona morta é um lugar onde o oxigênio é esgotado por causa da mudança climática e/ou do escoamento químico da terra. A vida no mar requer oxigênio para viver, e assim, nessas áreas, nada pode sobreviver. “É um problema ambiental real, com conseqüências terríveis para os seres humanos, também, que dependem dos oceanos para alimentação e emprego”, disse Queste.

Os robôs se aventuraram a 1.000 metros debaixo d’água no Golfo de Omã e passaram oito meses coletando dados. Os robôs descobriram que a zona morta existe entre uma profundidade de 200 e 800 metros, ocupa uma área maior que a Escócia e continua crescendo. A menos que resolvamos o problema, isso pode ter enormes consequências para a vida dentro e fora do mar.

Geoengenharia climática afetaria sobretudo países mais pobres

Com informações da Agência Fapesp

Ainda há dúvidas fundamentais sobre as alterações climáticas em curso. Por exemplo, os cientistas não sabem onde está o calor do aquecimento global.[Imagem: NASA]

Contra a geoengenharia climática

A colocação de espelhos gigantescos em volta da Terra com o intuito de refletir parte da radiação solar e o lançamento de milhões de toneladas de enxofre na estratosfera para simular efeitos de uma grande erupção vulcânica são alguns dos projetos mirabolantes da geoengenharia climáticaque começam a ser discutidos pelos cientistas para tentar mascarar o aquecimento do planeta.

Ocorre que o impacto desse tipo de iniciativa sobre o ecossistema global ainda é muito incerto.

E, segundo um alerta publicado pela revista Nature, a única certeza é que os países em desenvolvimento serão os mais afetados - tanto pelos efeitos das mudanças climáticas em si como pelas estratégias que venham eventualmente a ser implementadas na tentativa de frear a elevação da temperatura.

O texto é assinado por cientistas de países como Bangladesh, Etiópia, Índia, Jamaica, Quênia e Tailândia - são quatro autores e oito cossignatários. Do Brasil, assina Paulo Artaxo, professor do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP) e membro da coordenação do Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais.

Para o grupo, a adoção de geoengenharia não pode ser uma alternativa à redução de emissões de gases de efeito estufa. "Reconhecemos os potenciais riscos físicos e implicações sociais e políticas. E nos opomos à sua implantação até que a pesquisa sobre sua segurança e eficácia tenha sido concluída e que os mecanismos de governança internacional tenham sido estabelecidos. Mas estamos comprometidos com a coprodução de pesquisa e com o debate bem informado", afirmaram os cientistas na revista.

Burrada maior

De acordo com Artaxo, projetos dedicados a criar modelos computadorizados para estudar os resultados de estratégias de geoengenharia climática têm sido conduzidos em países como Estados Unidos, Inglaterra e Alemanha, mas por enquanto sem a participação de cientistas de países em desenvolvimento.

O interesse pelo tema cresce à medida que aumentam as evidências de que o Acordo de Paris - assinado por 195 países em 2015 para conter as emissões de gases estufa - não será suficiente para limitar o aquecimento do planeta a 2 ºC acima dos níveis pré-industriais.

O Mar de Aral praticamente desapareceu depois de uma das primeiras experiências de manipulação de ecossistemas feitas no mundo, mostrando que a geoengenharia deve ser vista com extrema cautela. [Imagem: Wikimedia]

"Se continuarmos no ritmo atual de emissões, o aumento médio da temperatura pode chegar de 4 a 7 ºC ao longo deste século. Para evitar o colapso dos ecossistemas que sustentam nosso planeta, talvez venha a ser necessário, em algum momento, o uso de geoengenharia. Mas sem estudos sérios e que envolvam todo o globo, corremos um grande risco de fazer uma burrada ainda maior com o clima do que já estamos fazendo hoje. Um erro na aplicação de qualquer técnica pode matar centenas de milhões de pessoas de fome, sede e outras causas," disse Artaxo.

Pesquisas feitas até o momento indicam que as técnicas de geoengenharia climática poderiam contribuir para resfriar temporariamente a Terra, porém com efeitos adversos consideráveis, que podem até ser piores que os malefícios que tentam combater.

Experimentos de geoengenharia

Uma das estratégias já testadas em pequena escala até agora foi o lançamento de ferro solúvel no oceano - medida que aumenta a absorção de dióxido de carbono (CO2) pela biota marinha.

"Isso de fato pode ser eficaz para remover CO2 da atmosfera, mas causa a forte e rápida acidificação da água do mar. Simulações sugerem que a adoção dessa medida em larga escala poderia reduzir em muito o pH dos oceanos, o que significaria a extinção de praticamente todas as espécies marinhas," disse Artaxo.

Já no caso do lançamento de enxofre na estratosfera, os principais impactos seriam sentidos pelas plantas que dependem de radiação solar direta para fazer fotossíntese de maneira eficiente. "Esse tipo de técnica pode beneficiar espécies mais capazes de realizar a fotossíntese com radiação difusa. Ou seja, alteraria muito a biodiversidade do planeta, sem que a humanidade tenha qualquer ideia do impacto no longo prazo", afirmou.

A geoengenharia pode desacelerar o ciclo da água na Terra inteira. [Imagem: Kathleen Smith/LLNL]

Para Artaxo, contudo, não são as questões físicas e químicas as que mais preocupam e sim como seria a governança do processo. Uma vez que as medidas adotadas por um único país poderão afetar todo o planeta, quem será o responsável por decidir qual técnica aplicar, em qual momento, em quais locais e com qual dimensão? Quem vai arcar com os prejuízos eventualmente sofridos por determinadas nações? E, acima de tudo, quem pode garantir a continuidade da implementação das medidas adotadas ao longo de 100 ou 200 anos?

"Imagine que começamos a lançar enxofre na atmosfera e, após uma ou duas décadas, a medida se torne inviável devido a uma forte crise econômica internacional ou uma grande guerra mundial. Toda a temperatura do planeta que foi reduzida ao longo do período de aplicação pode voltar em apenas um ano", alertou Artaxo.

De fato, um estudo recente mostrou que, se começar, a geoengenharia não poderia ser interrompida rapidamente sob risco de tornar as coisas muito piores.

Esta não é a primeira vez, e certamente não será a última, que grupos de cientistas com preocupações mais amplas vêm a público chamar a atenção para os riscos e ameaças da geoengenharia.

Bibliografia:

Developing countries must lead on solar geoengineering research
A. Atiq Rahman, Paulo Artaxo, Asfawossen Asrat, Andy Parker
Nature
Vol.: 556, 22-24
DOI: 10.1038/d41586-018-03917-8

Primeiro navio com vela rotativa entra em testes

Redação do Site Inovação Tecnológica 

O teste está sendo feito com apenas uma vela rotativa, mas um cargueiro pode facilmente acomodar seis delas. [Imagem: RotorDEMO]

Rotor Flettner e efeito Magnus

Existem projetos de navios a velaque tornam os cargueiros marítimos modernos bem parecidos com seus similares antes do advento do vapor, mas existem também designs que tornam o navio inteiro uma enorme vela.

O estaleiro finlandês Norsepower queria algo mais imediato, que tornasse possível dotar os navios atuais, que já estão navegando, de uma fonte adicional de impulso que lhes permita economizar combustível.

A solução encontrada é uma vela rotativa, uma versão modernizada de um rotor Flettner, inventado pelo engenheiro alemão Anton Flettner há cerca de 100 anos.

A vela rotativa baseia-se no efeito Magnus, pelo qual o vento que passa por um cilindro giratório move o ar mais rapidamente de um lado do que de outro, o que resulta em um empuxo a 90º da direção do vento - o efeito Magnus já foi usado para projetar bolas de futebol e um sistema de geração de eletricidade usando balões.

O rotor Flettner tira proveito do efeito Magnus. [Imagem: RotorDEMO]

Navio com vela rotativa

A disponibilidade de materiais compósitos de última geração permitiu construir a vela rotativa de 24 metros com a resistência necessária, mas também com um peso que permite sua instalação rápida em navios já operacionais usando guindastes comuns.

A primeira vela rotativa foi instalada no navio M/S Viking Grace, que deverá ter uma redução no consumo de combustível de até 30% e redução de emissões de carbono de 900 toneladas por ano, dependendo da rota - durante os testes ele está fazendo o trajeto entre Turku, na Finlândia, e Estocolmo, na Suécia.

Os testes deverão durar até o final deste ano. Se as previsões de economia se confirmarem, o estaleiro estima que a vela rotativa poderá ser instalada em até 20.000 navios atualmente em circulação.

Telescópio caçador de exoplanetas é lançado

Redação do Site Inovação Tecnológica 

As quatro câmeras do telescópio Tess deverão encontrar exoplanetas mais próximos da Terra.[Imagem: NASA]

Pesquisas de exoplanetas em trânsito

Subiu ao espaço no começo da noite desta quarta-feira o observatório espacial TESS - Transiting Exoplanet Survey Satellite, ou satélite de pesquisas de exoplanetas em trânsito, em tradução livre.

É a primeira missão da NASA desde que o telescópio espacial Kepler, lançado em 2009, transformou a ciência de descobrir exoplanetas de buscas de agulhas em palheiros para um levantamento de rotina. O Kepler descobriu mais de 2.600 exoplanetas, mas infelizmente teve uma morte prematura - pelo menos em sua missão principal -, quando suas rodas de reação, que permitiam mantê-lo alinhado, apresentaram defeito.

O objetivo do TESS é não apenas encontrar exoplanetas pela técnica do trânsito planetário - observando as variações da luz das estrelas quando os planetas passam à sua frente - como também começar a estudar esses planetas extrassolares observando suas atmosferas.

Quase 80% dos cerca de 3.700 exoplanetas cuja existência já foi confirmada até agora foram descobertos pela técnica do trânsito. E, ao estudar em detalhes a luz das estrelas, em busca de suas variações, os astrônomos poderão usar os dados para estudar as próprias estrelas, uma vez que sua luz traz uma ampla gama de informações, da temperatura à composição da estrela.

Exoplanetas menores e mais próximos

O TESS terá mais vantagens em relação ao Kepler do que equipamentos mais novos e mais modernos: ele enxergará com mais precisão, rastreará uma porção maior do céu e, mais importante, começará a estudar a atmosfera dos exoplanetas - até que o telescópio espacial James Webb, cujo lançamento foi mais uma vez adiado, chegue ao espaço e faça isso com maior precisão.

"Há muito interesse em procurar bioassinaturas como as da Terra, como metano, dióxido de carbono, vapor de água e oxigênio," explicou Paul Hertz, diretor de astrofísica da NASA.

O TESS começará catalogando milhares de estrelas. Enquanto o Kepler fez a maior parte das suas descobertas em estrelas localizadas entre 300 e 3.000 anos-luz de distância - longe demais para estudos da atmosfera com a tecnologia atual - o TESS irá se concentrar na faixa de 30 a 300 anos-luz de distância. Isso deverá permitir encontrar exoplanetas menores, com mais chances de serem rochosos como a Terra - e não gigantes gasosos, como Júpiter ou Saturno - e que poderão ser estudados em detalhes com outros telescópios, como o VLT.

Para a missão inicial, durante os primeiros dois anos, o céu foi dividido em 26 setores. As quatro câmeras de campo amplo do telescópio irão mapear 13 setores que abrangem o céu austral - hemisfério Sul - durante o primeiro ano e 13 setores do céu do Norte durante o segundo ano, cobrindo 85% do céu.

É um telescópio pequeno, mas que deverá abrir um novo capítulo na descoberta de exoplanetas. [Imagem: NASA]

Entre a Terra e a Lua

A expectativa é que o TESS continue trabalhando por muitos anos. Para isso, a NASA projetou uma órbita em que o observatório aproveita um ponto de equilíbrio entre as gravidades da Terra e da Lua, o que permitirá usar muito pouco combustível.

Ao longo das próximas semanas, o TESS colocará seus motores de propulsão em funcionamento seis vezes, para passar por uma série de órbitas cada vez mais alongadas, até alcançar a Lua, que então fornecerá uma assistência gravitacional para que o telescópio possa se transferir para sua órbita final de 13,7 dias em torno da Terra.

Após aproximadamente 60 dias de verificação e teste dos instrumentos, o telescópio deverá entrar em modo científico, começando seu trabalho para valer.

Tecnologia inédita de monitoramento da Amazônia começa a funcionar

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Tecnologia inédita faz primeiro registro de monitoramento de animais na Amazônia.[Imagem: Instituto Mamirauá]

Monitoramento automático

Com o filhote a tiracolo, uma fêmea de macaco-prego faz seu caminho pela floresta até subir numa árvore em busca de alimento. Este pode até parecer um registro comum, mas a cena ganha contornos inéditos por representar um importante passo no conhecimento sobre a Amazônia.

Trata-se do primeiro registro feito por um sistema pioneiro para monitorar a biodiversidade em tempo real. Em abril, os pesquisadores concluíram os testes para o funcionamento da tecnologia, que deverá ajudar na conservação das espécies na Amazônia.

O projeto Providence, colaboração científica internacional liderada no Brasil pelo Instituto Mamirauá, é formado por uma rede de sensores instalada na floresta amazônica. Os equipamentos foram colocados numa área de 3,5 milhões de hectares onde estão as reservas Mamirauá e Amanã - duas das maiores unidades de conservação do país.

Os módulos da tecnologia Providence são equipados com câmeras e microfones, que vão captar, 24 horas por dia, o movimento e o comportamento da vida que habita o interior da floresta.

Transmissão automática

O grande avanço trazido pela tecnologia é a sua capacidade de identificar espécies de animais por imagem e som e transmitir essas informações automaticamente, por satélite, WiFi ou 3G. A ideia é criar um observatório da biodiversidade da Amazônia de fácil acesso para a sociedade.

Segundo o pesquisador Emiliano Ramalho, do Instituto Mamirauá, na próxima fase, o projeto Providence terá uma plataforma online para acesso livre e gratuito à informação gerada a partir da tecnologia.

"Queremos que essas informações sejam úteis para outros pesquisadores, para que a ciência avance. Que o sistema seja usado como ferramenta de educação, de manejo de recursos naturais e conservação pelas comunidades locais e gestores de unidades e, de maneira geral, ser usado para enviar uma mensagem para todo o mundo sobre o que está acontecendo com a biodiversidade na Amazônia", afirmou Ramalho.

Projeto Providence

O Providence é composto por dois módulos de imagem e som que operam em conjunto para gravar e identificar espécies da fauna. Graças ao clima quente e úmido da Amazônia, o sistema é alimentado com painéis de energia solar. Para evitar consumo desnecessário, parte dos dispositivos funciona em estado semidormente, ou seja, é ativada somente quando um animal se aproxima. Completando a estrutura, antenas transmitem os dados - fotos e áudios - para o banco de dados do projeto.

Para a comunicação ser bem-sucedida, as antenas da tecnologia foram instaladas em pontos altos da floresta, em geral, árvores de grande porte, a exemplo da urucurana e do apuí. "Um módulo sonoro também foi implantado dentro de um lago para registrar sons de espécies subaquáticas, como o boto cor-de-rosa e o tucuxi," explica o pesquisador Michel André, do Laboratório de Aplicações Bioacústinas da Universidade Politécnica da Catalunha, que integra a colaboração.

André lembra que as tecnologias de som são um valioso recurso de monitoramento uma vez que conseguem alcançar distâncias maiores de captação do que os dispositivos de imagem. "Então, mesmo que não tenhamos a imagem do animal, seremos capazes de identificá-lo pelo som que ele emite."

Os módulos de som do Providence têm dois microfones - um para frequências sonoras audíveis por seres humanos e outro para sons que escapam aos nossos ouvidos, como os produzidos por morcegos.

Já os módulos de imagem são "os olhos" do sistema e estão habilitados para filmar à luz do dia, na escuridão da mata à noite (com o auxílio de lentes infravermelho) e mesmo em condições climáticas adversas, como em temporais. "Com os testes feitos ao longo do ano passado até o momento, conseguimos adaptar os equipamentos às condições desafiadoras da Amazônia," ressalta o cientista Paulo Borges, da organização científica CSIRO, da Austrália.

A identificação das espécies é feita por um sistema de inteligência artificial desenvolvido pelo Instituto de Computação da Universidade Federal do Amazonas. O sistema, de acordo com a pesquisadora Eulanda Santos, está sendo treinado para reconhecer espécies de animais característicos da Amazônia, como a onça-pintada e o mutum.