quinta-feira, 31 de julho de 2014

Escola Interativa 01/08/2014 - Ficiências!


A elaboração de propostas de pesquisa com os estudantes será mais uma vez objeto de discussão na Escola Interativa desta sexta, 01/08/2014 em duas edições diferentes - às 10:00h e às 14:00h. Fabiano Pavoni Nogueira, coordenador da Ficiencias e Débora Santana, da Universidade Estadual de Maringá, trarão reflexões sobre o desenvolvimento de projetos de pesquisa científica na educação básica, sobre os elementos de um bom trabalho, questões de ética, entre outros assuntos pertinentes.

Clique na imagem para acessar a página
da Escola Interativa.
Professores e estudantes podem assistir através do link "Escola Interativa" presente no Portal Dia a Dia Educação da Secretaria de Estado da Educação do Paraná - seção "Educadores" e interagir com a equipe e demais colegas via chat. Lembramos que  as gravações estarão disponíveis na mesma página e no canal "Escola Interativa" no Youtube após os programas.

A Feira de Inovação das Ciências e Engenharias (Ficiencias) é um espaço para estudantes apresentarem ideias criativas e inovadoras com intuito de contribuir com o conhecimento e a evolução no mundo das ciências, além de promover a integração e troca de experiências entre estudantes, professores e pesquisadores do Brasil, Paraguai e Argentina. A feira visa ainda instigar a cultura científica, a disseminação e a popularização do método científico e experimentação como ferramenta do conhecimento. Ao término do evento, as melhores pesquisas são premiadas e poderão receber o acompanhamento de um professor de nível superior para continuar seus projetos. Assim, a Ficiencias pretende estimular, incentivar e valorizar os talentos em todas as áreas do conhecimento. 

Maiores informações você encontra em www.ficiencias.org! 

Acesse a página da Escola Interativa clicando aqui ou na imagem ao lado!

quarta-feira, 30 de julho de 2014

DIECAST – COLECIONISMO DE MINIATURAS DE VEÍCULOS: GASTO OU INVESTIMENTO?

Por: Ednilson Rotini

Figura 01: Miniatura de um VW Fusca 1961. Fonte: VW Boxer Art

COLECIONISMO

Talvez você que está lendo esse texto, já deve em algum momento de sua vida ter colecionado algum tipo de objeto. No mundo, milhões de pessoas colecionam os mais variados objetos como autógrafos, bonecas, calendários, figurinhas, cartões telefônicos, moedas, cédulas, cartões postais, selos, livros, tampinhas, bonés, esqueletos, sapatos, miniaturas de carros, entre tantos outros.


Figura 02: Coleção de Latinhas. Fonte: Mercado Livre


Figura 03: Coleção de Girafas.  Fonte: Girafamania

Figura 04: Coleção de Violas Caipiras. Fonte: Cultura Caipira

A prática que as pessoas têm de guardar, organizar, selecionar, trocar e expor diversos itens por categoria, em função de interesses pessoais é denominada colecionismo.

Historicamente, em diversos momentos do desenvolvimento do homem, uma série de indivíduos, em diferentes locais preocupou-se em guardar e armazenar objetos com o objetivo de preservá-los. Essa prática foi muito importante, pois sem ela não teríamos o conhecimento que temos do nosso passado. Os grandes acervos pelo mundo a fora iniciaram, na grande maioria, a partir de pequenas coleções particulares.

A prática do colecionismo dura certo tempo na existência do colecionador, que pode ser muitos anos e, às vezes, a vida inteira. A faixa etária dos colecionadores varia desde a infância até a terceira idade e, para cada colecionador, as coleções apresentam diferentes formas de prazer e satisfação. Para alguns, o que vale é a quantidade, para outros, a variabilidade ou ainda, o que importa é exclusividade e a raridade dos objetos colecionados.

Muitos acreditam que o colecionismo é uma prática elitista, o que não é verdade, pois pode-se construir uma coleção de acordo com o bolso de cada colecionador. Colecionadores mais antigos sugerem que deve-se iniciar uma coleção de forma bem simples, sem preocupação financeira. Aos poucos a coleção vai crescendo, tomando forma e, caso, o colecionador queira, poderá aumentá-la de acordo com suas possibilidades. O colecionador propriamente dito não tem por objetivo o lucro, uma vez que seu investimento se baseia na aquisição de conhecimentos, o que faz com que ele torne-se, ao longo do tempo, um especialista em sua área.

DIECAST

Entre os diversos tipos de coleções será dado destaque neste texto ao colecionismo de miniaturas de veículos, chamado de Diecast. Esse nome é atribuído popularmente aos modelos de veículos em miniaturas confeccionados em metal injetado nas mais diversas escalas. Também é conhecido como diecasting, nome derivado do processo de fundição injetada.

Figura 05: Miniatura de Ford F-100.  Fonte: Diecas Lovers

Desde muitos anos, várias marcas oferecem esse tipo de miniaturas que, na maioria das vezes, são réplicas de carros verdadeiros antigos e novos, mas também podem ser criações de designers que usam de sua imaginação para criar veículos diferenciados. Entre as principais marcas mundiais estão Greenlight, Matchbox, Maisto, Hot Wheels, Johnny Lighting, Jada e Kyosho que produzem miniaturas principalmente nas escalas 1:18, 1:24 e 1:64.

O processo de fabricação do diecast é feito a partir de uma liga de metal fundido que é injetada em alta temperatura em um molde, sendo retirada para obtenção do produto final depois de solidificada. Essa técnica é usada, pois é a mais adequada para a produção de grandes quantidades de peças idênticas e que necessitam de certo grau de precisão em relação aos detalhes. O zinco é um dos materiais mais usados neste processo, principalmente em combinação com outros elementos químicos como cobre, alumínio, magnésio e níquel formando ligas variadas conhecidas como zamac. 

O Brasil é o terceiro maior mercado consumidor mundial de miniaturas de veículos, ficando atrás somente de Estados Unidos e Japão. Entre os brasileiros, a fabricante que mais atrai o público é a americana Mattel, que produz a popular série Hot Wheels. Essa série foi lançada pela primeira vez em 1968 nos Estados Unidos com 16 veículos. Inicialmente, a Mattel tinha o objetivo de alcançar o público infanto-juvenil, mas com o passar do tempo, adolescentes e adultos colecionadores do mundo todo também começaram a interessar-se por essa linha. 


Figura 06: Logo da Hot Wheels. Fonte: Hot Wheels

Atualmente, no Brasil, são mais de um milhão de colecionadores de miniaturas da Hot Wheels que compram, vendem, trocam e participam de clubes e de convenções no intuito de aumentar suas coleções ou de adquirir alguma peça rara ou exclusiva. Vale ressaltar que a expansão deste mercado no país se deu principalmente no início da década de 90, graças à liberação das vendas de produtos importados. 

Assim, o que era apenas uma brincadeira, virou algo sério e que vem atraindo cada vez mais adeptos pelo mundo todo.


REFERÊNCIAS


Site Girafamania. Acesso em 2014. Disponível em: http://www.girafamania.com.br/introducao/colecao.html

Site Colecionismo. Acesso em 2014. Disponível em: http://www.colecionismo.com.br/outras/miniaturismo/materias/materia003/index.htm

Site de notícias Veja SP. Acesso em 2014. Disponível em: http://vejasp.abril.com.br/materia/motoristas-de-brinquedo

Site t-hunted.blogspot. Acesso em 2014. Disponível em: www.t-hunted.com.br

Site Hotweels. Acesso em 2014. Disponível em: http://www.hotwheelsbr.com/

terça-feira, 29 de julho de 2014

FISICA FORENSE – A Ciência Aplicada em Acidentes de Trânsito

Por: Rafael Gama Vieira


Todo professor de Física certamente já ouviu a pergunta: “Professor, por que devemos estudar Física?”. Nesta hora pensamos em milhares de aplicações para esta ciência, tentando justificar para o aluno o seu estudo. Neste texto mostrarei uma aplicação bastante interessante, a Física Forense.

Segundo o dicionário Michaelis, a palavra Forense significa “algo que se refere ao foro judicial, relativo aos tribunais”. De acordo com o professor e perito criminal Dr. Osvaldo Negrini Neto:
 ”Física Forense é a parte da Física destinada à observação, análise e interpretação dos fenômenos físicos - naturais - de interesse judiciário. Dentre estes se destacam os relativos aos acidentes de trânsito. Tais fenômenos podem ser vistos como parte da dinâmica dos corpos rígidos, sob certas condições, e assim têm sido tratados por especialistas na área.”

Ao lermos estas explicações, logo nos lembramos dos filmes e seriados norte americanos baseados em investigações criminais, onde os peritos trabalham em laboratórios com equipamentos de última geração e supercomputadores capazes de fazer coisas incríveis. Porém, veremos que apenas a Física básica ensinada no ensino médio é suficiente na resolução de alguns casos envolvendo acidentes de trânsito, por exemplo.

Imagine que você está andando tranquilamente com o seu carro e, quando vai atravessar uma rua, um motorista apressado que vinha pela rua perpendicular não consegue parar, colidindo então com o seu veículo.

Figura 1 - Colisão de Veículos. Fonte: http://medcore.com.br

O motorista afirma para os policiais que sua velocidade era compatível com a via, porém, se isto fosse verdade ele provavelmente teria conseguido parar o carro antes da colisão. 

Para saber a real velocidade do veículo, os peritos utilizam o conceito de conservação da Quantidade de Movimento. Vemos em Física que esta grandeza é obtida através do produto entre a massa e a velocidade de um móvel, ou seja:


onde P é quantidade de movimento, m a massa e v a velocidade do móvel.
Como temos a conservação da quantidade de movimento, dizemos que Pinicial é igual a Pfinal:


Considerando agora um sistema envolvendo os dois carros, temos:


onde v é a velocidade inicial e u a velocidade final dos carros. 
Considere que após a colisão, os automóveis seguem nas direções conforme a figura a seguir:


Figura 2 – Posição dos veículos antes e depois da colisão. Fonte: O Autor


Chamamos de αa e αb os ângulos antes da colisão e βa e βb os ângulos depois da colisão.

Neste caso, manipulando a equação acima e considerando estes ângulos temos as seguintes equações para as velocidades iniciais dos carros:


Note que nestas duas equações precisamos saber as velocidades dos veículos após a colisão. Para isso, novamente utilizamos a Física básica.

O perito irá verificar a marca dos pneus deixada pelos carros no asfalto, medindo então a distância que eles percorreram até parar completamente. Como o pneu está deslizando sobre o asfalto, temos então uma força de atrito envolvida e, sabendo disso, podemos encontrar a velocidade final dos automóveis.

Para isso precisamos então da equação de força de atrito:


Como estamos lidando com forças, precisamos relembrar também a segunda Lei de Newton:


Igualamos então as duas equações e evidenciamos a aceleração:



onde μ é o coeficiente de atrito entre o pneu e o asfalto e g a aceleração da gravidade.

O valor do coeficiente de atrito depende dos materiais envolvidos. Para saber os valores basta consultar uma tabela, como a mostrada a seguir:


Figura 3 - Tabela coeficiente de atrito – Fonte: http://3.bp.blogspot.com/

Possuímos então os valores da aceleração e da distância percorrida, medida pelo perito no local do acidente.
Como estamos querendo encontrar o valor da velocidade, usaremos a equação de Torricelli: 


Onde v é a velocidade final (igual a zero pois os carros param), v0 a velocidade inicial (que estamos querendo saber) e D é a distância percorrida até parar.
Basta agora substituir a equação de aceleração e evidenciar a velocidade inicial. Fazendo isto obtemos: 



Tendo agora o valor das velocidades finais de cada um dos carros, podemos encontrar a velocidade de cada um antes da colisão e saber se o motorista do outro carro estava em velocidade compatível com a via antes de colidir com o seu.

Vimos neste texto que um simples caso de colisão entre dois carros é suficiente para mostrar diversas aplicações da Física estudada no Ensino Médio. 

REFERÊNCIAS 

NETO, Osvaldo Negrini. Soluções Eletrônicas para Cálculos de Velocidade em Acidentes de Trânsito. Disponível em: <http://www.scielo.br/>. Acesso em 2014

VIANA, Rubens Moreira. Perícia Física em Acidentes de Trânsito. Disponível em: <http://www.fisicajp.net/tccs/2009/tccrubens.pdf> Acesso em 2014.

segunda-feira, 28 de julho de 2014

Ciência do Cubo Mágico

Por: Alan Eduardo Wolinski


Figura 1: Cubo Mágico. Fonte: Imagemturbo.com

A História do Cubo Mágico

Um dos quebra-cabeças mais interessantes da história, conhecido como Cubo Mágico, foi inventado em Budapeste pelo húngaro Ernö Rubik em 1974. Originalmente foi chamado de "cubo Mágico" por seu inventor, mas teve seu nome alterado para"Cubo de Rubik" pela companhia de brinquedos Ideal Toys.
Rubik era professor na Academia de Artes no departamento de Projetos de Ambientes Interiores, sua intenção ao elaborar o cubo, era demonstrar aos seus alunos de arquitetura o conceito de terceira dimensão. Inspirado no cubo criado por Larry Nichols em Março de 1970, um cubo 2x2x2, e com interesse em geometria e jogos como o Tangram, originou a ideia. Inicialmente achou que seria impossível montar um mecanismo que sustentasse o cubo devido a grande quantidade de movimentos possíveis. Enfim solucionou o problema, e no mesmo ano ganhou o prêmio alemão de "Jogo do Ano" (SpieldesJahres). Em 1975 patenteou sua invenção, e três anos depois começou a ser produzido sem incentivos.

Figura 2: Réplica do primeiro Cubo Mágico inventado por Rubik. Fonte: tonyfisherpuzzles.net



Por ter sido considerado "muito abstrato", "complicado" e "difícil de atrair a atenção na televisão", foi inicialmente rejeitado. Porém um ano depois, atingiu uma publicidade significativa, de forma que era possível encontrar pessoas nas ruas, praças e restaurantes entretidas com o brinquedo. A explosão de popularidade do Cubo de Rubik ocorreu na década seguinte e hoje é considerado um dos brinquedos mais populares do mundo, com mais de 1 bilhão de unidades vendidas, chamando atenção de crianças, jovens e adultos.

Em 1985, a SevenTowns comprou os direitos autorais sobre o cubo, reintroduzindo no mercado, obtendo muito sucesso. Atualmente Erno Rubik e SevenTowns trabalham juntos, e Rubik continua sendo o principal beneficiado com sua invenção, estando engajado a descobrir novos quebra-cabeças.

O Cubo

O Cubo de Rubik geralmente é confeccionado de plástico, formado por 26 peças e o núcleo distribuídas em 6 faces com cores diferentes. Atualmente existem várias versões para este brinquedo, onde a mais comum é a 3x3x3, mas é possível encontrar em versões 2x2x2, 4x4x4, 5x5x5, entre outras. Além do número de peças, suas variações podem ser encontradas em diferentes cores e formatos como, por exemplo, pirâmides, paralelepípedos, e dodecaedro.

Figura 3: Coleção do autor


Figura 4: Cubo Elementos Químicos. Fonte: stayhappyanddontdie.com


A Solução do Problema

A solução do cubo era algo raro e valioso, o próprio inventor, conseguiu resolvê-lo pela primeira vez, um mês após sua invenção. Com seu sucesso, surgiram dezenas de livros explicando ou sugerindo métodos para sua resolução.

O método mais utilizado atualmente pelos “cubistas” é o método Fridrich, desenvolvido por Jessica Fridrich, no qual apresenta 119 fórmulas diferentes, e que permite a resolução do cubo em menos de 1 minuto. O Recorde Mundial na resolução do Cubo atualmente é de apenas 5,55 segundos, conseguido pelo Holandês MatsValk em Março de 2013. (http://www.youtube.com/watch?v=MPfvBGUXGn0) acessado em 05/2014.

Calculando todas as configurações possíveis para o cubo mágico, temos um total de 43.252.003.274.489.856.000 (43 quintilhões) de combinações diferentes, se alguém pudesse realizar todas as combinações possíveis a uma velocidade de 10 por segundo, demoraria 137.151.202.672 anos, supondo que nunca repetisse a mesma combinação.

Em 2010, Morley Davidson, da Kent StateUniversity, John Dethridge, engenheiro do Google, Herbert Kociemba, professor de matemática da Alemanha, e Tomas Rokicki, programador da Califórnia, com a ajuda dos supercomputadores do Google descobriram que 20 movimentos é o número máximo para resolver qualquer combinação do cubo mágico.


Arte “ao Cubo”


Figura 5: Mosaico de Einstein montado com 8.484 cubos de rubik. Por Pete Fecteau.

Não basta conseguir resolver o cubo mágico, o Artista Pete Fecteau consegue monta-los da forma que, utilizando destes brinquedos para “fazer arte”, constrói ilustrações gigantes. E o grupo Cube Works, especialista na elaboração de grandes murais com cubos entrou para o Record do Guinness em 2012, com um mural construído em Macau, na China utilizando de 85,794 cubos de Rubik.

REFERÊNCIAS

http://rubiks.com
http://www.las.inpe.br/~fabbri/cube.htm
http://www.cubovelocidade.com.br
http://www.cinoto.com.br
http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/20-passos-resolvem-qualquer-cubo-magico-13082010-17.shl
http://stayhappyanddontdie.com/?p=1204
http://cubomagico.forums-free.com/historia-do-cubo-magico-e-algumas-curiosidades-t6.html
http://tonyfisherpuzzles.net/175RubiksCubeWoodenPrototypeReplica.html
http://petefecteau.com/
http://www.cubeworks.ca/
http://info.abril.com.br/noticias/ciencia/20-passos-resolvem-qualquer-cubo-magico-13082010-17.shl?p=2
http://cubomagicobrasil.com/siscube/sobreocubomagico.html
Fontes acessadas em 05/2014.

Tutoriais para resolução do Cubo:
www.cinoto.com.br/tutorial/
www.cubovelocidade.com.br/solucoes/

Cubos de Rubik On Line:
http://www.montarcubomagico.com.br/jogo-de-montar-o-cubo-magico/
https://www.google.com/logos/2014/rubiks/rubiks.html

sábado, 26 de julho de 2014

DINOSSAUROS: SENHORES DO MESOZÓICO: STAURIKOSARUS

Por: Marcelo Domingos Leal
Dinossauro Brasileiro, Staurikosaurus

Figura 01 – Reconstituição de um Staurikosaurus pricei. Modificado de Kellner et al., 1999. 
Fonte: http://www.fgel.uerj.br/

O Staurikosaurus pricei tem seu nome relacionado com uma constelação presente no céu brasileiro e ao seu descobridor. Então, Staurikosaurus significa lagarto do Cruzeiro do Sul, e pricei, é em homenagem ao seu descobridor, o paleontólogo brasileiro Llewellyn Ivor Price. Essa citação ao Cruzeiro se dá pela dificuldade de se achar dinossauros no hemisfério Sul, e quando este espécime foi descrito cientificamente em 1970 por Edwin Harris Colbert, que trabalhava no Museu Americano de História Natural, decidiu-se por este nome. 

O primeiro espécime conhecido de Staurikosaurus foi recuperado a partir do Sítio Paleontológico Jazigo Cinco da Formação Santa Maria na Bacia do Paraná, na cidade de Santa Maria, no Rio Grande do Sul. O único espécime encontrado está depositado no Museu de História Natural de Nova York, EUA. Porém, uma réplica de altíssima qualidade encontra-s em exposição no Museu Nacional do Rio de Janeiro.

Esta espécie foi uma das mais completas já encontrada em solo brasileiro, o que facilitou e muito a identificação desta nova espécie para o mundo dos dinossauros. Esse animal está classificado na família Herrerasauridae, juntamente com Herrerasaurus, um dinossauro encontrado no norte da Argentina. A posição desse grupo ainda é incerta, mas acredita-se que esteja na base da evolução do grupo Saurischia, de forma que Staurikosaurus tem importância no entendimento da evolução inicial de Dinosauria. Como todos os outros dinossauros, o Staurikosaurus viveu na Era Mesozóica, mas em um período chamado de Triássico Superior, a cerca de 225 milhões de anos atrás.

Era um dinossauro de porte pequeno, considerado por muitos paleontólogos como um dinossauros primitivo, ou seja, um dos que vem a dar origem a grande gama destes animais presentes no planeta no período Jurássico e Cretáceo. Tinha cerca de 2 m de comprimento, por até 1 m de altura, podendo chegar a uma massa de 30 Kg. Apesar de pequeno, o Staurikosaurus era um predador ativo, que praticava o bipedalismo (era bípede, ou seja, apoiava-se sobre dois membros locomotores posteriores), e caçava vertebrados terrestres como cinodontes, rincossauros e sinapsídeos. Estudos relacionados a anatomia do animal, sugerem que sua mandíbula podia movimentar-se para frente e para trás, bem como para cima e para baixo. Esta característica era comum em terápodes de sua época, mas sumiu em terápodes posteriores.

PARA SABER MAIS:

ANELLI, L. E. O Guia Completo dos Dinossauros do Brasil. Ilustrações de Felipe Alves Elias. São Paulo: Peirópolis, 2010.

Dinos Virtuais – Exposição de Paleovertebrados – Staurikosaurus pricei. Acesso em 2014. Disponível em: http://www.latec.ufrj.br/dinosvirtuais/catalogo/staurikosaurus_pricei.html

REFERÊNCIAS

ANELLI, L. E. O Guia Completo dos Dinossauros do Brasil. Ilustrações de Felipe Alves Elias. São Paulo: Peirópolis, 2010.
LEAL, M. D. Apostila Procurando os Dinossauros. Pinhais: PNFM, 2007.

Dinossauros no Brasil. Acesso em: 2014. Disponível em: http://www.fgel.uerj.br/dgrg/webdgrg/Timescale/Dinossauros.htm
Dinos Virtuais – Exposição de Paleovertebrados – Staurikosaurus pricei. Acesso em 2014. Disponível em: http://www.latec.ufrj.br/dinosvirtuais/catalogo/staurikosaurus_pricei.html

sexta-feira, 25 de julho de 2014

Etnoastronomia


Por: Ana Caroline Pscheidt

A observação do céu é uma prática humana muito antiga, sendo registrada por diversos povos. A curiosidade sobre os mistérios do céu, fez com que o homem o observasse continuamente e, com o passar do tempo, a humanidade foi conhecendo o céu e desvendando alguns de seus mistérios. Foi aos poucos entendendo a periodicidade do movimento dos astros, podendo, por exemplo, se orientar geograficamente, prever estações do ano, utilizar o céu para marcar o tempo, construir seus calendários e relógios. O céu passa a ser uma ferramenta cotidiana que facilita muito a vida do homem.

Durante esse observar o homem desenhou no céu, utilizando estrelas e manchas visíveis. Hoje chamamos esses desenhos de constelações, e cada cultura ou sociedade diferente representaram no céu seus próprios desenhos. Esses desenhos representam mitos, personagens e história próprias de cada cultura especifica, estão intimamente ligados com a construção social de cada sociedade. A localização no planeta também interfere na criação das constelações pois o céu visível depende de onde se olha, por exemplo: o cruzeiro do sul é facilmente visível para povos do sul do planeta, mas não é visível para povos do extremo norte, logo, seria impossível que os povos nórdicos, por exemplo, criassem uma constelação utilizando essas estrelas, já os índios aqui no Brasil  utilizaram algumas das estrelas dessa região para compor sua constelação chamada Ema. 

Nas imagens abaixo podemos perceber as diferenças no céu causada pela localização do observador, sendo que ambas mostram o céu do dia 25/08/1500 às 21 horas. Na Figura 01 temos o céu visto por um observador em Curitiba-PR, no Brasil. Na Figura 02 temos o céu do mesmo dia e horário, mas agora visto da Groelândia. 
Obs: clique na imagem para ver maior!

Figura 01 – Céu de Curitiba dia 25/08/1500 às 21 horas.
 Fonte:  Software Stellarium

Figura 02 – Céu da Groelandia dia 25/08/1500 às 21 horas.
Fonte:  Software Stellarium
 
Perceba que não são as mesmas estrelas que aparecem nas duas imagens, apenas algumas são comuns aos dois observadores mas suas posições são diferente. Portanto é natural povos de locais diferentes do planeta criem constelações bem distintas. 

O estudo das constelações e do uso do céu por diferentes culturas recebe o nome de Etnoastronomia. Esta ciência estuda intimamente o conhecimento sobre o céu das diversas civilizações que surgiram durante a história da humanidade. Também nos faz perceber a diversidade e pluralidade cultural de cada sociedade, mostrando a importância de reconhecer a contribuição cultural e cientifica de cada um dos povos do planeta, e principalmente de proteger essa bagagem cultural e respeitar as diferenças. 

Para entender um pouco mais sobre esta ciência, você pode conhecer o trabalho do professor Dr. Germano Bruno Afonso. Trata-se de  um resgate etnoastronômico bastante rico sobre a cultura astronômica indígena no Brasil, onde se pode conhecer as suas constelações, histórias e mitos assim como os métodos utilizados pelos índios para se localizar geograficamente e no tempo.

Para SABER MAIS 

Existem muitos trabalhos publicados sobre etnoastronomia, abaixo seguem alguns links para saber mais sobre o assunto.

Etnoastronomia dos Índios Guarani na Região da Grande Dourados/Ms  http://www.neppi.org/anais/Ciencias%20da%20terra/ETNOASTRONOMIA%20DOS%20%CDNDIOS%20GUARANI%20NA%20REGI%C3O%20DA%20GRANDE%20DOURADOS%20MS.pdf

A etnoastronomia dos africanos trazidos como escravos para o Brasil se misturou com a dos nativos do nosso país constituindo novas formas de saber
http://www.mat.uc.pt/mpt2013/files/brasil_outros_GA.pdf

Astronomia Indígena
http://www.sbpcnet.org.br/livro/61ra/conferencias/CO_GermanoAfonso.pdf

Etnoastronomia no Brasil: a contribuição de Charles Frederick Hartt e José Vieira Couto de Magalhães
 http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1981-81222010000200007

REFERÊNCIAS

Etnoastronomia no Brasil: a contribuição de Charles Frederick Hartt e José Vieira Couto de Magalhães, Revista de divulgação de artigos científicos acesso em 2014, disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1981-81222010000200007

Kássia Ribeiro Vera, Paulo Souza da Silva, Dr. Germano Bruno Afonso, Etnoastronomia dos Índios Guarani na Região da Grande Dourados. Disponivel em: http://www.neppi.org/anais/Ciencias%20da%20terra/ETNOASTRONOMIA%20DOS%20%CDNDIOS%20GUARANI%20NA%20REGI%C3O%20DA%20GRANDE%20DOURADOS%20MS.pdf

quarta-feira, 23 de julho de 2014

A MAIS CARA FORMA DE ENERGIA – O Desafio Químico das Pilhas

Por: Leandro Bossy Schip

Pequenas notáveis
Figura1:. Pilha de Alessandro Volta.
Fonte: vintageephemera.blogspot.com

Quando utilizamos um controle remoto para ligar a TV ou trocamos as pilhas daquele despertador com barulho irritante que nos acorda todas as manhãs, nem sempre nos damos conta do fascínio que estas fontes de eletricidade despertaram na sociedade do século XIX. Se o físico italiano Alessandro Volta (1745-1827) estivesse vivo para vislumbrar o resultado que sua rústica pilha trouxe, depois de inúmeras melhorias que conferiram aos geradores químicos de eletricidade um formato muito mais compacto e robusto, certamente ficaria maravilhado com as possibilidades inimaginadas para seu invento.
Embora exista uma infinidade de configurações de matérias aplicáveis na construção das pilhas químicas o principio básico de todas é fundamentalmente o mesmo. Criar uma diferença de potencial elétrico entre dois materiais condutores diferentes, forçando o movimento de cargas entre eles a partir de uma reação química.





Desafio ambiental 

Nem sempre é possível aliar grande desempenho com um caráter inofensivo. Nos últimos anos os diversos aprimoramentos introduzidos ao processo de fabricação e as matérias primas empregadas na construção destas compactas fontes de energia conferiram a elas também um caráter venenoso para o meio ambiente. Como é o caso das pilhas recarregáveis que levam na sua composição o cádmio. Um modelo de pilha recarregável que vem substituindo as antigas pilhas de níquel-cádmio são as chamadas níquel-hidreto metálico (Ni-MH), que possui uma maior vida útil sendo também menos nocivo ao meio ambiente e possui uma densidade de energia superior a sua antecessora, mas também não está isenta de impacto ambiental se pensarmos que todo o manejo das matérias primas e os processos industriais empregados até que a pilha esteja montada e pronta para ser utilizada, toda essa cadeia de produção emprega um grande consumo de energia e também produz uma quantidade de resíduos diversos que devem ser contabilizados quando pensamos no custo benefício destas fontes de energia.

No caso das pilhas secas comuns e das pilhas alcalinas, embora a maioria delas tenha uma composição menos tóxica, sua principal desvantagem está no caráter descartável após a primeira descarga, uma vez que estas não podem ser recarregadas.

Figura2:. Comparação entre tamanhos das pilhas secas comuns com destaque para o tamanho AA.
Fonte: Rightbattery.com

Quanto custa uma pilha?

Quando pensamos em impacto ambiental é preciso tomar o cuidado para não simplificar o problema apenas ao resíduo descartado depois que o produto não tem mais utilidade, ou seja, quando nossas pilhas estão descarregadas ou inutilizadas. Isso porque as pilhas já poluíram e consumiram muita energia antes mesmo de saírem da fábrica. Em todo o processo de fabricação, desde a extração e manejo das matérias primas, até sua fabricação e distribuição ao consumidor a energia total gasta para fazer uma pilha é imensamente maior do que a energia que ela devolve ao longo de sua vida útil.

Entretanto é impossível estimar de maneira confiável todos os custos e perdas envolvidos no processo, mas podemos comparar alguns dados levantados pela empresa de tecnologia cadex.
 

AAA
AA
C
D
9 Volt
Capacidade (alcalina)
1.100 mAh
2.500 mAh
7.000 mAh
14.000 mAh
600 mAh
Energia (única célula)
1.4 Wh
3 Wh
9 Wh
18 Wh
4.2 Wh
Custo por célula (EUA $)
$1,25
$1,00
$1,60
$1,60
$3,10
Custo por KW/h (EUA $)
$ 890
$ 330
$ 180
$ 90
$ 730
Tabela 1:. Energia e custo comparado de pilhas primárias alcalinas. Fonte: batteryuniversity

Os custos estão expressos em dólar por conta de o estudo ter sido realizado nos EUA, mas para fins comparativos servem perfeitamente para percebermos que o custo das pilhas primárias, que são aquelas que não podem ser recarregadas, aumenta quanto mais compacta é sua construção. Como o é o caso do modelo AAA, comumente utilizada em aplicações de baixa potência como controle remoto de TV. Claro que o custo da energia diminui quando comparamos da mesma forma as baterias recarregáveis.


Chumbo Ácido
NiCd
NiMH
Li-ion
Capacidade
2.000 mAh
600 mAh
1.000 mAh
1.200 mAh
Tensão
12V
7.2V
7.2V
7.2V
Energia por ciclo
24 Wh
4.5 Wh
7.5 Wh
8.6 Wh
Numero de ciclos
250
1000
500
500
Custo da bateria
$ 50
$ 50
$ 70
$ 100
Custo por kW/h
$ 8,50
$ 11,00
$ 18,50
$ 24,00
Tabela 2:. Energia e custo comparado de baterias recarregáveis. Fonte: batteryuniversity
As pilhas e baterias recarregáveis apresentam um custo-benefício muito superior, mas em termos da densidade de energia, empregar fontes químicas de eletricidade ainda pode ser pouco vantajoso em alguns casos. Este tem sido o grande desafio da indústria automobilística que em alguns anos tem lançado novos veículos elétricos como uma alternativa de mobilidade, mas eles ainda esbarram no custo das baterias que apresentam limitações muito maiores para funcionar em condições extremas de temperatura e possuem uma vida útil muito mais curta que um motor a explosão. Mesmo com os motores de combustível fóssil sendo maquinas extremamente ineficientes, aproveitando não muito mais que 25% da energia liberada na queima do combustível, contra os quase 100% de eficiência de recarga das baterias. Os velhos mal e cheirosos motores ainda são mais vantajosos em aplicações de grande escala, como maquinas pesadas. 

A densidade de energia refere-se a relação entre o peso de uma fonte qualquer com a capacidade de energia que ela pode fornecer. No caso das baterias de chumbo-ácido, apesar de elas terem uma capacidade de armazenamento superior e maior vida útil que outros modelos de baterias listados, estas são também as baterias mais pesadas do mercado, o que torna impraticável seu uso para aplicações como a aviação. E mesmo se fossem utilizadas baterias de lítio, como as usadas em alguns modelos de carro elétrico, se imaginar uma bateria destas com 100 kg ela produziria cerca de 10 kW de energia a um custo de 10.000 dólares, sem considerar o gasto com recarga e substituição já que sua vida útil de apenas 2.500h - um motor de combustão com o mesmo peso fornece 100 kW, sendo que o motor tem uma vida útil da ordem de 4.000h a um custo de aproximadamente 3.000 dólares.

Um passo para o futuro

As baterias já evoluíram muito, mas ainda faltam alguns passos para que alcancem um patamar de destaque na tecnologia ocupando completamente o espaço de outras fontes de energia menos eficientes.

Uma notícia animadora foi publicada recentemente no diário Nature Communications por uma equipe de cientistas dos laboratórios do Departamento de Energia dos EUA – incluindo Lawrence Berkeley, Brookhaven, SLAC e o National Renewable Energy Laboratory. Os pesquisadores analisaram exaustivamente com uso de microscopia eletrônica o comportamento da deterioração dos eletrodos que levam as baterias de lítio a perder sua capacidade de recarga com o passar do tempo e encontraram finalmente uma explicação detalhada do fenômeno que acontece para tal degradação. Essa pesquisa pode em alguns anos permitir construir baterias que previnam o fenômeno da cristalização envolvida com tal deterioração permitindo aumentar a vida útil das baterias recarregáveis.

Mais informações leia também:

http://parquedaciencia.blogspot.com.br/2013/08/a-melhor-bateria-descoberta.html
http://parquedaciencia.blogspot.com.br/2013/06/voce-tem-coragem-de-fazer-uma-pilha-em.html
http://parquedaciencia.blogspot.com.br/2013/08/pilhas-e-baterias-reaproveita-las-ou-nao.html

REFERÊNCIAS:

Renato Canha Ambrosio e Edson Antonio Ticianelli, Baterias de níquel-hidreto metálico, uma alternativa para as baterias de níquel-cádmio, Instituto de Química de São Carlos, USP, CP 780, 13560-970 São Carlos – SP. Quím. Nova vol.24 no.2 São Paulo Mar./Apr. 2001- 
Disponível em:
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422001000200015

Comparing the Battery with other Power Sources
Batteries against Fossil Fuel
Comparing Battery Power
Primary Batteries
Disponíveis em:
http://batteryuniversity.com/

Pilhas recarregáveis mais eficientes. Disponível em:
http://www.dicasverdes.com/2008/12/pilhas-recarregaveis-mais-eficientes/

How to choose the best battery for your specific needs. Disponível em:
http://rightbattery.com/tag/battery-types/

Scientists pinpoint the creeping nanocrystals behind lithium-ion battery degradation. Disponível em: http://www.rdmag.com/news/2014/05/scientists-pinpoint-creeping-nanocrystals-behind-lithium-ion-battery-degradation