Fissão ou Fusão Nuclear? Qual a diferença?

Por Alan Eduardo Wolinski

Figura 1.  Teste Nuclear realizado pelos Estados Unidos em 1946 no atol Bikini (ilhas Marshal, no Oceano Pacífico), chamada Operação Crossroads.

As reações nucleares provocam alterações na estrutura atômica, formando assim, novos núcleos e liberando uma grande quantidade de energia. Estas reações podem ser divididas em dois tipos: Fissão Nuclear e Fusão Nuclear.

Os estudos destas reações só desenvolveram-se após a descoberta da Radioatividade pelo físico francês Henri Becquerel em 1896, com a identificação do Urânio. Outras contribuições vieram do casal Marie Curie e Pierre Curie, que identificaram os elementos químicos Rádio e Polônio e, também, pelo físico neozelandês Ernest Rutherford, que formulou uma das conhecidas teorias de estrutura atômica, onde ficou clara a dificuldade de ocorrer reações entre núcleos atômicos devido à grande força de repulsão elétrica entre eles. Porém, o próprio Rutherford em 1917, realizou as primeiras experiências de reações nucleares, bombardeando átomos de Nitrogênio, com partículas Alfa, conseguiu convertê-los a Oxigênio.

Entretanto, as reações nucleares começaram a ser efetivamente estudadas na década de 30, após a descoberta do Nêutron pelo físico britânico James Chadwick em 1932. Pelo fato desta partícula ser eletricamente neutra, é facilitada a aproximação entre as mesmas e os núcleos atômicos, possibilitando a Fissão Nuclear.

FISSÃO NUCLEAR

Neste tipo de reação ocorre a ruptura de um núcleo de grande massa, originando dois núcleos menores. Átomos grandes são instáveis, mesmo com probabilidade pequena, pode ocorrer à fissão de forma espontânea. Porém quando estes núcleos são bombardeados por outras partículas, a probabilidade de ocorrer sua fissão é muito maior.

Figura 2. Fissão Nuclear do Átomo de Urânio. 

Na figura acima o átomo de Urânio-235 é bombardeado por um nêutron, absorvendo-o, este núcleo se torna instável e se divide em dois menores. Apenas o Urânio-235 sofre a fissão nuclear, seus Isótopos não.

A fissão do átomo de Urânio pode ocorrer de diversas maneiras originando pares de átomos diferentes.

Figura 3. Outras maneiras de fissão do Núcleo de Urânio.

Entretanto, juntamente com a formação dos novos núcleos, ocorre liberação de outros nêutrons que darão continuidade ao processo de fissão atingindo outros átomos. Este fenômeno é conhecido como Reação em Cadeia e, é devido a este fato, que se torna praticamente impossível parar o processo de fissão, a menos que se retirem os nêutrons livres do meio reacional.

Figura 4. Reação em Cadeia. Um nêutron liberado na fissão de um núcleo é capturado por outro, ocasionando sua fissão também, e assim sucessivamente.

A energia liberada em reações de fissão nuclear é imensamente maior que nas reações químicas. Comparando com a queima do metano, 1g de metano libera aproximadamente 52 kJ de energia. enquanto que a fissão de 1 grama de urânio libera 8×10⁷ kJ. Essa imensa quantidade de energia foi primeiramente utilizada na produção das Bombas Atômicas, que pode ser observada nos dois trágicos exemplos ao final da Segunda Guerra Mundial, nas cidades Japonesas de Hiroshima e Nagasaki, demonstrando assim, seu alto poder de destruição.

Após o surgimento de novas tecnologias de metalurgia e engenharia aliadas à física nuclear, houve a possibilidade de desenvolvimento da Energia Nuclear, que através dos reatores das usinas nucleares, a energia da fissão pode ser utilizada para a produção de Energia Elétrica.

FUSÃO NUCLEAR

Ao contrário da fissão, na Fusão Nuclear, dois ou mais núcleos atômicos se unem para dar origem a outro maior. Mas para que esse processo ocorra, é necessária uma grande quantidade de energia, fazendo com que a aproximação destes átomos seja suficiente para vencer a repulsão eletrônica entre eles, chamada repulsão coulombiana. Esta repulsão é proporcional à quantidade de carga no núcleo, quanto maior a carga elétrica dos núcleos em colisão maior será a repulsão entre eles, desta forma, a fusão nuclear pode ser provocada com mais facilidade entre núcleos com menor número de prótons.

Figura 5. Esquema da reação de fusão nuclear entre Isótopos do Hidrogênio, formando um átomo de Hélio.

A temperatura necessária para ocorrer fusão de núcleos pequenos (Hidrogênio, Deutério e Trítio) é da ordem de 10⁶ K. Nesta temperatura as unidades básicas de qualquer substância não são mais seus átomos ou moléculas, pois devido à intensidade das colisões entre eles, os núcleos correspondentes e seus elétrons não estão mais ligados uns aos outros. Este é o estado de plasma, ou seja, um gás neutro, formado de núcleos com carga positiva e de elétrons livres. O plasma não pode ser confinado por um recipiente devido às altas temperaturas, mas pode ser confinado numa região do espaço por campos elétricos e magnéticos.

As estrelas são bolas de plasma, confinado pelo próprio campo gravitacional, e as reações de fusão nuclear são as responsáveis pela produção de energia.

Figura 6. Proeminência eruptiva Solar.

Por apresentar grandes vantagens em relação à fissão nuclear, os cientistas tentam controlar a fusão de forma a produzir energia elétrica. A quantidade de energia liberada no processo de fusão é milhares de vezes maior que a liberada pela fissão e não é produzido Lixo Radioativo.

Embora existam vários métodos propostos e em fase de implementação para a geração de energia por meio da fusão, ainda não existe um reator que funcione satisfatoriamente, pois o principal problema continua sendo a incapacidade de se manter certa quantidade de plasma num estado de temperatura e pressão adequado para que ocorram as reações de fusão, durante um intervalo de tempo longo o bastante para produzir uma quantidade de energia maior do que aquela consumida no processo. O principal tipo de reator testado nestas experiências são os tokamak.

Figura 7. Esses tipos de reatores conseguem suportar temperaturas altas, mantendo um plasma longe das paredes, durante pouco tempo usando técnicas de confinamento magnético.

No dia 31 de outubro de 1952, os EUA testaram o poder de destruição gerado pela reação de fusão, na Bomba de Hidrogênio (conhecida como “Mike”) a detonação ocorreu no atol de Eniwetok (Ilhas Marshall) e teve um poder de explosão de 10 milhões de toneladas de TNT, algo como 700 vezes o poder da bomba de Hiroshima.

SAIBA MAIS

http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/nuclear-fission

REFERÊNCIAS 

www.ufsm.br/gef/Nuclear/nuclear12.pdf

www.ufsm.br/gef/Nuclear/nuclear15.pdf‎

www.ipfn.ist.utl.pt

http://www.cnen.gov.br/ensino/energ-nuc.asp

http://www.crq4.org.br/quimicaviva_energianuclear

http://www.dfn.if.usp.br/pesq/ipl/ipl/historiaNew.html

http://astro.if.ufrgs.br/estrelas/node10.htm

Rochas metamórficas!

Por Alan Eduardo Wolinski

O Metamorfismo é um conjunto de processos geológicos que provocam a transformação de uma rocha sob a ação de pressão, temperatura, gases e vapor d'água e produzem, de maneira isolada ou conjunta, uma recristalização parcial ou total, formando-se novos minerais, texturas e estruturas sem ocorrer a fusão da rocha. O estudo do metamorfismo é bastante complexo, pois está relacionado a vários fatores condicionantes, como material de origem, espécie e grau de metamorfismo, etc.

Rochas metamórficas são formadas a partir do metamorfismo de outras preexistentes na crosta terrestre, chamadas de protólitos. Os protólitos podem ser rochas sedimentares, magmáticas ou até mesmo metamórficas. Os fatores principais que controlam os processos metamórficos são: natureza do protólito, pressão (litostática e dirigida), temperatura, presença de fluidos e tempo de duração dos processos.

A grande variação mineralógica, estrutura e textural resultante da combinação de diversos fatores envolvidos no metamorfismo impossibilita o estabelecimento de um critério único de classificação das rochas metamórficas. O critério de nomenclatura mais adotado combina estruturas e composição mineralógica. Assim, temos os termos fundamentais xisto, ardósia, filito, gnaisse, mármore, quartzito e anfibolito, utilizados como nomes-raiz, podendo ser complementados com informações adicionais julgadas relevantes.

Figura 1 – Xisto: Rocha metamórfica de granulação fina a muito fina, cuja orientação de minerais micáceos define uma estrutura foliada do tipo xistosidade.

Figura 2 - Gnaisse cortado por falha. Gnaisse é um nome raiz reservado para rochas metamórficas constituídas predominantemente por feldspato e quartzo, com estrutura do tipo bandamento gnáissico.

Figura 3 – Cristais de Espinélio (mineral) em mármore. O Mármore é uma rocha metamórfica constituída principalmente por carbonatos, de estrutura foliada ou maciça, cujo protólito é um calcário.

Os processos metamórficos podem ser de amplitude local ou regional e a identificação de minerais das rochas metamórficas permite reconhecer as condições físicas em que ocorreu o metamorfismo. 

Tipos de Metamorfismo

O metamorfismo pode se desenvolver em diversos ambientes da crosta, com extensões variáveis e graus de metamorfismo e profundidade diversificados.

Figura 4 - Tipos de metamorfismo (os principais serão descritos abaixo).

Desta forma, temos os seguintes tipos principais de metamorfismo, numerados de acordo com a Figura 4:

2 - METAMORFISMO REGIONAL OU DINAMOTERMAL

Metamorfismo de grande escala, desenvolve-se por extensas regiões e profundidades na crosta, característico de cinturões orogênicos e áreas de escudo como resultado de tectonismo. As transformações metamórficas se processam pela ação combinada da pressão (litostática e dirigida) e temperatura, que persistem durante centenas de milhares a alguns milhões de anos. Há forte deformação (dobramento e falhamento) dos protólitos, sofrendo recristalização ao mesmo tempo, gerando novas texturas e assembleias minerais. As principais rochas metamórficas formam-se no metamorfismo regional.

Figura 5 - Dobras em zona orogenética atual (Cadeia Alpina).

3 – METAMORFISMO DINÂMICO OU CATACLÁSTICO

São caracterizados por esforços tectônicos intensos e geralmente localizados. Desenvolve-se em faixas estreitas nas adjacências de falhas ou zonas de cisalhamento, onde pressões dirigidas de grande intensidade causam movimentação e ruptura na crosta. O metamorfismo dinâmico é responsável pelas transformações texturais e estruturais, como microbandamento ou laminações, promovendo assim a fragmentação e orientação de minerais.

4 – METAMORFISMO DE CONTATO OU TERMAL

Desenvolve-se nas rochas ao redor de intrusões magmáticas. É influenciado principalmente pela temperatura, onde ocorre o aquecimento de rochas encaixantes durante intrusão ígnea e há formação de minerais metamórficos sem orientação. As rochas resultantes do metamorfismo de contato são denominadas de hornfels.

5 – METAMORFISMO DE FUNDO OCEÂNICO

Ocorre próximo aos rifts das cadeias meso-oceânicas, onde a água fria do mar interage com a crosta recém-formada e quente, removendo ou precipitando elementos e provocando sensíveis alterações químicas. Pode ser considerado um tipo particular de metamorfismo hidrotermal, em escala muito ampla.

6 – METAMORFISMO DE SOTERRAMENTO

Ocorre em bacias sedimentares em subsidência. É devido ao soterramento de espessas sequências de rochas sedimentares e vulcânicas a profundidades onde a temperatura pode chegar a 300°C  ou mais. Prevalece a pressão litostática, equanto a pressão dirigida é ausente ou insuficiente para causar deformações significativas.

7 – METAMORFISMO DE IMPACTO

Este tipo de metamorfismo ocorre em extensões reduzidas na crosta terrestre, e desenvolve-se em locais submetidos ao impacto de grandes meteoritos, onde o aumento da temperatura e pressão causa a fragmentação das rochas, deslocando-as e formando crateras de impacto. A transformação dos minerais é instantânea (formação de minerais densos).

Figura 6 - Meteor Crater no Arizona, Estados Unidos: Impacto de um meteorito nos arenitos cretáceos gerou uma cratera com 1,2 km de diâmetro e 200 m de profundidade.

METAMORFISMO HIDROTERMAL

É resultado da percolação de fluidos quentes ao longo de fraturas e espaços intergranulares nas rochas, sendo responsável pela alteração na composição química destas.

REFERÊNCIAS

TEIXEIRA, W.; TOLEDO, M. C. M. de; FAIRCHILD, T. R.; TAIOLI, F. Decifrando a Terra.  São Paulo: Oficina de Textos, 2000. 568 p.

http://www.mineropar.pr.gov.br

http://www.cprm.gov.br

www.rc.unesp.br/museudpm/rochas/metamorficas/metamorficas1.html

www.igc.usp.br/replicasold/rochas/metamorfica.htm‎

www.ufrgs.br/paleodigital/Rochas_metamorficas.html‎

www.ufjf.br/nugeo/files/2009/11/Geologia-Cap6.pdf

www.ige.unicamp.br/site/aulas/202/GM_420_Rochas_metamorficas.pdf‎

A preservação do patrimônio!

Por Ararê de Azambuja Vilanova Junior

O presente texto tem como objetivo um enfoque conceitual sobre a conscientização a respeito de temas como cultura, patrimônio cultural, a importância de preservar, formas de proteção e legislação. Também oferece informações sobre oi assunto e sobre os órgãos competentes envolvidos na área. Por ter finalidade educativa, usa-se uma forma de apresentação e linguagem simples, com conteúdo essencial à conscientização sobre proteção, fiscalização e repressão a atos lesivos ao patrimônio.

Considera-se cultura como tudo o que é apreendido e compartilhado pelos indivíduos de um mesmo grupo, conferindo identidade a esse grupo.

Bem cultural é o conjunto de atividades e modos de agir e de viver de um povo, onde se desenvolvem os grupos sociais que, por sua vez, formam comunidades, coletividades e noções.

O patrimônio é a nossa herança do passado, com qual convivemos hoje, e que passamos às gerações futuras. É através da preservação deste patrimônio, que se exerce a cidadania.

Patrimônio cultural é o conjunto de todos os bens materiais e imateriais que, pelo seu valor, são considerados de interesse relevante para a conservação da identidade e da cultura de um povo.

Preservar é defender, proteger, resguardar, manter livre de corrupção perigo ou dano, conservar e exercer o direito à cidadania. É manter a integridade dos seus valores pelo próprio povo, que também é parte integrante do contexto. A ação do Estado sobre estes bens é apenas o reconhecimento e a garantia deste exercício.

Exemplos de preservação:

• As mais diversas coleções e acervos;
• Arquivos de documentos;
• Conjuntos arquitetônicos;
• Reservas florestais, parques etc...

Porque preservar:

• Preservar é respeitar o direito de nossos descendentes. É garantir às gerações futuras o conhecimento de suas próprias histórias.

“Só se ama o que se conhece e só se preserva o que se ama.”

Não existem critérios definidos, mas é evidente que não se pode preservar tudo o que foi produzido por gerações. É preciso fazer uma seleção. Tudo o que se preserva é marco de um tempo dentro da história, cujos fatos não são apenas aqueles de ontem, de nossos pais e avós. A história não é sinônimo de passado. Ela é viva, atual e esta ocorrendo hoje. Cada momento é um fato histórico, ou seja, toda a nossa história, toda a nossa produção, nosso saber e fazer são bens culturais e, pelo menos, uma parcela representativa de cada período deve ser preservada como documento referencial.

O patrimônio pode ser dividido em três grandes categorias:

Natural: São os elementos pertencentes à natureza, ao meio ambiente. Por exemplo: as cachoeiras, os rios, as matas, os animais etc.

Cataratas do Iguaçu - exemplo de patrimônio natural.

 

O saber fazer: É todo o conhecimento do homem aplicado no meio em que vive. Por exemplo: o polir a pedra, o cortar uma árvore, o transformá-la em outro objeto. Enfim, todas as técnicas que envolvam o conhecimento humano. São os bens intangíveis. Neste grupo incluem-se também os usos e costumes, crenças, músicas, danças, festas, e a religiosidade, chamado de patrimônio imaterial e recentemente protegido por lei federal. 

Exemplo de patrimônio "saber fazer".

Os objetos: Neste grupo estão presentes os bens tangíveis, sólidos, resultantes do saber fazer. Por exemplo: os edifícios, artefatos em geral, os sítios arqueológicos, documentação histórica escrita, fotografia, objetos de arte etc.

Paço da Liberdade - Exemplo de edifício tombado em Curitiba.

Existem dois caminhos principais para a preservação:

1. Através da educação – ou seja, todas as atividades não governamentais que visem a conscientização da comunidade, direcionando-a ao conhecimento de si própria e de seus valores como um todo.
2. Pelo tombamento – ação do Estado. Regida pelo Decreto Lei 25/37, que normatiza a ação de proteção.

A responsabilidade penal por atos lesivos ao Patrimônio Cultural decorre de previsão inserta no art. 216, 4º, (Os danos e ameaças ao Patrimônio Cultural serão punidos, na forma da Lei), como também do próprio art. 225 3º, da Constituição Federal.

Órgãos de proteção do patrimônio:

• Federais: IPHAN – Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional.
• Estaduais: Secretaria de Estado da Cultura, através do Conselho do Patrimônio Histórico, Artístico e Natural do Paraná.
• Municipais: Secretarias da Cultura e Conselhos de Defesa do Patrimônio Cultural.
• Polícia Federal: DELEMAPH’s – Delegacias de repressão aos crimes ambientais e contra o patrimônio histórico, DMAPH – Divisão de repressão aos crimes ambientais e contra o patrimônio histórico.

A preservação não implica em tombar tudo. O tombamento é apenas a garantia de sobrevivência para determinados bens. A preservação é fundamentalmente assegurada pela própria comunidade, sendo fruto de seu sentimento.

REFERÊNCIAS:

Lemos, Carlos A.C. O que é patrimônio histórico, São Paulo: Editora Brasiliense, 1991.

Castro, Sônia Rabello de. O Estado na preservação de bens culturais, Rio de Janeiro: Renovar, 1991.

Legislação Brasileira de Proteção aos Bens Culturais, Rio de Janeiro: MEC/IPHAN, 1976.

O que é lugar?

Por Lawrence Mayer Malanski

Mais do que uma simples localização ou uma coordenada espacial, a ideia de lugar perpassa pela subjetividade e a simbologia.

A Geografia é comumente conhecida como a ciência que estuda o espaço geográfico, no entanto, o conceito de espaço é bastante abstrato. Uma forma possível de estudar o espaço é a partir das ideias da Geografia Humanista, que busca aporte na História, Filosofia e Psicologia para o pensar geográfico. A partir dessa corrente, o espaço é tido como essencialmente antropocêntrico e leva em consideração a experiência espacial das pessoas. Da relação entre pessoas e espaços emerge o conceito de lugar, que será explanado nesse texto.

Pessoas se relacionam com os espaços a partir de seus cinco sentidos e de suas mentes simultaneamente. Além disso, inserem-se nesse contexto as relações sociais e a cultura. A mente é responsável por transformar os estímulos espaciais em sentimentos, sendo que a ideia de lugar está pautada nessa relação. Espaços que despertam os mais diferentes sentimentos nas pessoas que os vivem podem ser chamados de lugar. Assim, conforme Tuan (1980), uma fração do espaço que permite ser apropriado simbolicamente por pessoas pode ser considerada um lugar. Lugares são, então, centros de significados e possuem muitos símbolos aparentes.

Centro de Curitiba. As cidades, por concentrarem grande quantidade de pessoas, são centros de lugares e possuem muitos símbolos aparentes. 

O modo como as pessoas se relacionam com os lugares varia e avaliar como isso acontece necessita conhecer os tipos de atividades que neles se desenvolvem. Assim, pode haver laços de afeto ou de recusa, pertencimento ou não para com lugares. À relação afetiva e estética entre pessoas e lugares Yi-Fu Tuan (1980) denominou topofilia. Para a ideia contrária, ou seja, a aversão ou medo entre pessoas e lugares, esse autor adotou o termo topofobia (TUAN, 1983), originalmente criado por Gaston Bachelard e divulgado em sua obra “A poética do espaço”, de 1957.

Como são subjetivos, os lugares não possuem delimitação espacial rígida e podem envolver diferentes escalas geográficas. Assim, desde uma fração do espaço de uma sala de aula até todo o Planeta Terra poderiam ser considerados lugares diante de determinados contextos sociais. A importância da valorização da ideia de lugar pode repercutir em melhorias na qualidade de vida das pessoas. Espaços que são considerados lugares geralmente recebem mais atenção e são melhores cuidados. Se os humanos compreendessem que todo o Planeta Terra é o lugar deles, por exemplo, muito provavelmente não se teriam tantos descasos com o meio ambiente e os benefícios seriam de todos. 

REFERÊNCIAS: 

TUAN, Yi-Fu. Espaço e lugar: a perspectiva da experiência. São Paulo: Difel, 1983.

TUAN, Yi-Fu. Topofilia: um estudo da percepção, atitudes e valores do meio ambiente. São Paulo: Difel, 1980.

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A Química a serviço do bem ou do mal!

Por Elizabeth Cristine Marucci Lemos

A vida em si já é um fantástico processo químico, no qual as transformações das substâncias nos permitem andar, pensar, sentir. As diversas sensações biológicas (dor, cãibra e apetite), assim como as reações psicológicas (medo, alegria e felicidade), estão associadas a substâncias presentes em nosso organismo. O corpo humano é um verdadeiro laboratório de transformações químicas.

A Química tem garantido ao ser humano uma vida mais longa e confortável. O seu desenvolvimento permitiu a busca de soluções para problemas ambientais, o tratamento de doenças antes incuráveis, o aumento da produção agrícola, a construção de prédios mais resistentes e a produção de materiais que deram origem a novos equipamentos.

Mas, associados ao progresso, temos uma infinidade de desequilíbrios ambientais. Vazamento de gases tóxicos, contaminação de rios e do solo e envenenamento por ingestão de alimentos contaminados são problemas mostrados todos os dias pelos meios de comunicação. Diariamente, lemos notícias mostrando o paradoxo do desenvolvimento científico e tecnológico, que tanto traz benefícios para a sociedade como também riscos para a própria sobrevivência humana.

Esperamos que com o estudo da Química, consigamos entender um pouco mais sobre as tecnologias que estão cada vez mais presentes em nosso cotidiano e possamos participar das decisões a elas relacionadas, levando em conta seus verdadeiros riscos e benefícios. 

Para os interessados em aprofundar um pouco mais sobre esse assunto polêmico e atual, sugiro algumas referências que utilizei para formular esse texto.

Bianch, Albrecht e Daltamir - Universo da Química - Vol. único

Sardella- Antônio - Química - Vol. único

Widson Santos e Gerson Mól - Química Cidadã - Vol. 03

Vem aí o cometa do século! Ou talvez não...

Por Anisio Lasievicz

Os fenômenos celestes foram motivo de espanto e fascinação para o ser humano desde épocas remotas. Eclipses, “estrelas cadentes”, astros cujo movimento contrariava a aparente ordem natural, “aparecimento de novas estrelas” e outros acontecimentos foram registrados em diversas formas por todas as civilizações conhecidas. 

Dentre esses fenômenos, certamente um dos mais encantadores é a passagem de um cometa, o qual, até meados do século XVI, era considerado como a alma de reis maldosos, sinais de mau presságio e, até mesmo, ataques de gigantes contra a Terra.

A palavra cometa deriva do grego antigo κομήτης, que significa “estrela de cabelo comprido”, em referência a cauda que apresentam. Sua origem remonta os restos da formação do Sistema Solar, que se concentram em uma região chamada Nuvem de Oort (em homenagem ao astrônomo holandês Jan Oort, que previu a existência desta estrutura e que ainda não foi observada diretamente), distante cerca de 50.000 U.A do Sol (1U.A. = 150 milhões de km). 

Concepção artística da Nuvem de Oort.

A Nuvem de Oort abriga bilhões corpos que foram expulsos para regiões mais afastadas do Sol devido às interações gravitacionais dos gigantes gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) na época da formação do Sistema Solar. Diante da elevada distância em relação ao Sol, este não têm uma ação gravitacional intensa sobre estes objetos, cuja órbita pode ser perturbada por interações gravitacionais de outras estrelas e até da Via Láctea, a qual atira alguns deles em direção ao Sol.

Os cometas são formados, majoritariamente, por água congelada e outras substâncias como amônia, rochas, gás carbônico, metano e alguns compostos orgânicos em menor proporção. Devido a esta composição são chamados de “bolas de gelo sujas” e apresentam diâmetros variados, até dezenas de quilômetros.

Tamanhos comparados.

Suas órbitas são elipses com grande excentricidade, chegando às proximidades do Sol e, posteriormente, afastando-se significativamente, sendo classificados, nesse quesito, em cometas de pequeno período (até 200 anos) e de longo período (de 200 a milhares ou milhões de anos). Alguns pesquisadores colocam o termo periódico para designar cometas que são vistos várias vezes (mesmo ao longo de milhares de ano, como o cometa Halley) e não periódicos, para os que são registrados uma única vez, devido, principalmente, ao fato de que seu período é de milhões de anos.

Estrutura de um cometa.

À medida que estes corpos aproximam-se do Sol, eles são aquecidos e os compostos mais voláteis se vaporizam, sendo ejetados do núcleo (o qual perde massa) e formando uma região chamada de coma, a qual, por sua vez, é deformada pelo vento solar, produzindo a famosa cauda ou cabeleira. Quando a luz solar incide nas partículas de poeira e cristais de gelo presentes na cauda, produz ionização e, consequentemente, a faz brilhar. Enquanto o núcleo de um cometa tem um tamanho da ordem de quilômetros, sua cauda pode atingir milhões de quilômetros!

Um dos cometas mais famosos é, sem dúvida, o cometa Halley, em homenagem ao astrônomo inglês Edmond Halley. Ao estudar 33 aparições de objetos registradas entre 1300 e 1700, concluiu que três delas trataram-se, na verdade do mesmo astro, prevendo seu retorno para 1759. Quando o cometa retornou de acordo com os cálculos, passou a ser designado de cometa Halley. 

Cometa Halley em 1986.

Halley possui cerca de 11km de diâmetro e o período de sua órbita é 76 anos (a cada 76 anos ele retorna), sendo a última ocorrida em 1986 e a próxima, prevista para 2061!

Em novembro de 2013 temos a previsão da chegada do cometa C/2012 S1 ISON, cujas características e os cálculos apontam que seu brilho será maior que o da Lua cheia! Mas, diante do exposto anteriormente, poderá ser extremamente frustrante...

Cometa ISON em agosto de 2013.

Como temos muitas variáveis envolvidas, uma série de situações podem ocorrer, tais como a fragmentação de seu núcleo devido ao aquecimento ou interações gravitacionais, desvios em sua órbita (fazendo-o inclusive, mergulhar em direção ao Sol), perda de muita massa por vaporização, entre outros. 

Órbita prevista.

Mas, se tudo ocorrer como nas previsões, este cometa será uma das grandes atrações do final do ano, podendo ser contemplado, inclusive, no Brasil, poucas horas antes do nascer do Sol. 

Vamos continuar acompanhando e, quando nos aproximarmos da data, fique atento ao Blog do Parque da Ciência para mais informações!

Saiba mais:

http://www.apolo11.com/cometa_73p.php?titulo=Cometa_C/2012_S1_ISON_pode_ser_o_mais_brilhante_de_todos_os_tempos&posic=dat_20121001-070937.inc

http://www.cdcc.usp.br/cda/eventos/2013/COMETA-ISON/index.html

REFERÊNCIAS

http://www.cdcc.usp.br/cda/eventos/2013/COMETA-ISON/index.html

PICAZZIO, E (org.). O céu que nos envolve. Uma introdução à astronomia para educadores e iniciantes. Editora Odysseus, São Paulo, 2011.

Pilhas e baterias: reaproveitá-las ou não?

Pro Marcos Diego Lopes

Durante muitos e muitos anos nunca se pensou que um dispositivo pequeno e aparentemente inofensivo poderia ocasionar tantas preocupações. Com o avanço da tecnologia, seus benefícios e facilidades, as consequências da utilização cada vez maior de pilhas e baterias cresceram exponencialmente. Porém, devido à presença de metais pesados e outras substâncias tóxicas, como podemos descartá-las?

Buscando a solução deste problema grave para o meio ambiente, uma das alternativas é o processo de reciclagem.

A reciclagem de pilhas e baterias é a neutralização dos metais pesados (zinco, cádmio, chumbo, mercúrio e manganês) além de outros elementos químicos que as constituem, podendo ser reaproveitados no processo industrial.

Entretanto, tal procedimento é considerado caro, pois se estima um custo de R$1.000,00 reais a cada 10 toneladas, cabendo uma avaliação de custo∕benefício para executá-lo.

Deveríamos pensar muito nessa relação, pois quando esse material é descartado em lixões ou aterro sanitários ocorre a liberação de componentes tóxicos que contaminam o solo, cursos d’agua, lençóis freáticos, a flora, a fauna e a até mesmo o homem pela cadeia alimentar. 

A ingestão desses elementos ocasiona problemas no sistema nervoso central, rins, fígado e pulmões, pois são elementos bioacumulativos (poluentes que se acumulam em alto índice no organismo).

Apesar de ser um assunto complexo e de discussão recente, algumas ações já estão sendo feitas no Brasil como, por exemplo, a campanha de coleta de uma rede bancária. Eles se responsabilizam e encaminham para a única empresa autorizada no país, que se localiza em Suzano (SP), para realizar o processo de reciclagem do material coletado.

REFERÊNCIAS:

www.mundosustentavel.com.br/2008/03/reciclagem-de-pilhas-e-baterias

www.infoescola.com/ecologia/reciclagem-de-pilhas-e-baterias

www.revistameioambiente.com.br/.../promovendo-a-reciclagem-de  pilha

http://meioambientetulio.blogspot.com.br/2012/11/descarte-correto-de-pilhas-e-baterias.html

Combustão, poluição e automóveis!

Por Rafael Vitorino de Oliveira

As fontes de energia que sustentam nossa sociedade são reações químicas. Por exemplo, 76% da energia para movimentar veículos e manter indústrias em funcionamento nasce da queima de combustíveis: Etanol, carvão, gás natural, gasolina, querosene, óleo diesel e GLP.

Existem vários problemas ambientais associados ao uso de tais produtos, sendo um deles diretamente relacionado à reação de combustão: a poluição atmosférica. Entretanto, é inegável a utilidade e a contribuição da combustão em nossa vida e no desenvolvimento de nossa sociedade.

Quem são os grandes vilões dessa história? Os principais culpados são os derivados do petróleo, substâncias chamadas de hidrocarbonetos formadas por “amigos” bem conhecidos: átomos de Carbono e Hidrogênio.

A combustão de hidrocarbonetos produz, principalmente, água e dióxido de carbono, podendo gerar, também, fuligem e/ou monóxido de carbono. Quando temos a reação de combustão ocorrendo de forma completa, acontece a produção de dióxido de carbono e água.

Exemplo de uma combustão completa:

CH₄(g) + 2 O₂ (g) ==> CO₂ (g) + 2 H₂O (g)

Metano + Oxigênio ==> Dióxido de Carbono + Água

O dióxido de carbono produzido na combustão de hidrocarbonetos é um gás incolor, inodoro e 50% mais denso que o ar. A concentração média de CO₂ na atmosfera é 0,035% (0,035 g em 100 g de ar). Concentrações acima de 5% são consideradas perigosas e acima de 10% podem levar à morte por asfixia.

A combustão de hidrocarbonetos também pode ser incompleta, onde são produzidos água (H₂O), monóxido de carbono (CO) e simplesmente carbono (C), também chamado de fuligem. Para que a combustão se realize de forma completa ou incompleta, um dos fatores determinantes é a quantidade de oxigênio.

Exemplo de uma combustão incompleta.

C₄H₁₀ (g) + 5/2 O₂ (g) ==> 4 C (s) + 5 H₂O (g)

Butano + oxigênio ==> Fuligem + Água

Podemos facilmente identificar uma queima inadequada, basta observarmos nosso fogão. Quando a coloração da chama apresentar um aspecto amarelado, que deixa preto o fundo das panelas, isto é resultante da fuligem da queima incompleta. Podemos também, observar isso em veículos: a fumaça preta que sai do escapamento de automóveis nada mais é que fuligem derivada da queima incompleta.

Veículos com combustão interna que usam como combustível etanol e gasolina não produzem fuligem, a menos que estejam desregulados. No entanto, eles geram monóxido de carbono, o que praticamente não ocorre em veículos à diesel.

Pensando em nosso cotidiano, usamos diariamente veículos com motores de combustão interna. Falaremos sobre motores que utilizam como combustível a gasolina (C₇H₁₀) e o etanol (C₂H₅OH).

Antes, vamos compreender como funciona um motor de combustão interna e, no próximo texto, analisaremos as características dos combustíveis citados acima. O vídeo abaixo explica o funcionamento de um motor:

Estágios do motor 4 tempos.

Funcionamento do motor.

REFERÊNCIAS:

http://ltc.nutes.ufrj.br/toxicologia/mIX.gas.htm

http://quimicaemaula.blogspot.com.br/2012/01/monoxido-de-carbono-um-gas-toxico.html

QUIMICA E SOCIEDADE. Vol. Único, ensino médio/ Wildson Luiz Pereira dos Santos, Gerson de Souza Mol.-São Paulo: Nova geração, 2005

Senhores do Mesozóico: Antarctosauros!

Por Marcelo Domingos Leal

Antarctosaurus brasiliensis, do grego anti, “oposto”, arktos, “norte”, e saurus “lagarto”. Seu significado então é “lagarto do sul”, e a terminação brasiliensis, refere-se a sua “nacionalidade”. O Antarctosaurus foi um dinossauro saurópode, quadrúpede e herbívoro. Foi descoberto e descrito cientificamente em 1971 pela equipe do paleontólogo Farid Arid, da Universidade Estadual Paulista (UNESP), da cidade de São José do Rio Preto. O local onde o fóssil foi encontrado também é a cidade de São José do Rio Preto, no interior paulista, em uma bacia sedimentar chamada de Bauru, porém de formação desconhecida até hoje. Este animal também é encontrado na Argentina, no Chile e no Uruguai. Seu esqueleto está exposto na Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade Estadual Paulista, em São José do Rio Preto e, para a identificação do animal, os cientistas contaram apenas com uma vértebra e ossos das patas dianteiras e traseiras. Como todos os outros dinossauros, o Antarctosaurus viveu na Era Mesozóica, mas em um período chamado de cretáceo superior, entre 83 e 65 milhões de anos atrás.

Foi um dinossauro de grandes proporções e, segundo os paleontólogos brasileiros, poderia chegar a absurdos 40 m de comprimento, 6 m de altura e ter cerca de 60 toneladas de massa. É um dinossauro da família dos saurópodes, possuindo então, algumas características comuns a este grupo de animais: Cabeça pequena, um longo pescoço, corpo em forma de barril, pernas fortes e não tão longas e um cauda tão grande quanto seu pescoço. Seus hábitos alimentares incluiam a ingestão de muitos quilos de folhas por dia, sendo que estes migravam constantemente em manadas procurando pelo alimento mais saboroso. Durante esta este processo, os filhotes ficavam ao centro, protegidos pelos membros da manada (comportamento também observado em outros saurópodes).

REFERÊNCIAS

http://animal.discovery.com/dinosaurs/antarctosaurus.htm

       

http://www.prehistoric-wildlife.com/species/a/antarctosaurus.html

http://www.unesp.br/aci_ses/revista_unespciencia/acervo/05/perfil

Livro: O Guia Completo dos Dinossauros do Brasil

SIDA (AIDS) e a Busca por uma Vacina!

Por Anelissa Carinne dos Santos Silva

BREVE HISTÓRICO MUNDIAL

A AIDS provavelmente resulta de pelo menos duas epidemias distintas causadas pelo HIV-1 e HIV-2, esta última tendo ocorrido na África oriental. “As descrições clínicas e os testes sobre soros congelados permitem demonstrar a existência de casos esporádicos de AIDS, já no meio deste século [passado], tanto nos Estados Unidos quanto na África subsaariana e na Europa”, conta Mirko Drazen Grmek em seu artigo “O enigma do aparecimento da Aids”.

É provável que alguns desses vírus tenham origem comum aos existentes em certas espécies de símios. “O parentesco entre os HIV’s e os SIV’s sugere a hipótese de uma infecção interespecífica recente, com adaptação das cepas símias ao homem. Tal hipótese explica, de modo bastante satisfatório, a maioria dos fatos conhecidos que diz respeito ao HIV-2 e seus laços genéticos com o vírus dos mangábeis africanos”, completa Mirko Grmek.

Existem duas hipóteses mais aceitáveis para explicar a repentina pandemia, de acordo com o professor:

1. O vírus tenha passado dos macacos para os seres humanos devido aos hábitos de vida de certos povos africanos;
2. A atual epidemia resultaria da aliança entre os vírus africano humano e o americano, “selecionados pelo uso de antibióticos”.

Os primeiros casos de AIDS são observados na América do Norte em 1977 porém, a nova síndrome é classificada somente em 1982. Em 1995, o número de infectados chegou a 20 milhões de pessoas.

BREVE HISTÓRICO NO BRASIL

O primeiro caso da doença é observado no Brasil em 1980 e, em 1983, é registrado o primeiro caso em pessoa do sexo feminino. No ano seguinte, instala-se um programa de controle da doença no Brasil.

Em 1985 é criada a Fundação do Grupo de Apoio à Prevenção à AIDS (GAPA), primeira ONG do Brasil e da América Latina na luta contra esta doença. Neste ano também é criado um programa federal de controle da síndrome.

Em 1987 os casos notificados chegam a 2775 e, curiosamente no ano seguinte, é diagnosticado o primeiro caso de contaminação em pessoa de etnia indígena. Em 1989, são 6295 casos notificados, dois anos depois, 11805 casos, e desde o início da epidemia até 2010, são notificados 592.914 casos de AIDS no país.

A BUSCA PELA VACINA

Em 2011 a Espanha anunciou 90% de resposta imunológica positiva em voluntários que usaram a vacina MVA-B contra o vírus da AIDS. Após testes eficientes em outras espécies animais, a nova vacina francesa contra a AIDS começou este ano a ser testada em um grupo de 48 voluntários em um hospital de Marselha.

Em terras tupiniquins, pretende-se que os testes de outra vacina em macacos durem 2 anos. De acordo com a Agência FAPESP, os primeiros resultados da vacina brasileira mostram uma diminuição de 50 vezes a quantidade de animais infectados após a vacina inicial. Espera-se, com o avanço da pesquisa, uma vacina que impeça a transmissão do vírus.

ATENÇÃO!

Apesar de inúmeros testes em busca de uma vacina eficaz contra a síndrome, a Agência Francesa de Pesquisa contra a AIDS lembra que, na melhor das hipóteses, os soropositivos poderão “controlar o vírus, mas não ficar livre dele”.

E, de acordo com Dirceu Greco, “a existência de uma vacina não é sinônimo de disponibilidade mundial para todos que dela necessitem. O que pode ocorrer é que esta hipotética vacina contra AIDS não seja distribuída de maneira equânime e não esteja disponível em áreas de alto risco: populações da África, América Latina, Ásia, além das minorias em países industrializados”.

SAIBA MAIS

http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/vacinas_hiv.pdf ou http://agencia.fapesp.br/17655

REFERÊNCIAS

http://www.aids.gov.br/pagina/historia-da-aids 

http://www.fiocruz.br/ccs/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=4868&sid=9 

http://books.scielo.org/id/p5z3b/pdf/veras-9788575412633-05.pdf 

http://www.scielo.br/pdf/ea/v9n24/v9n24a11.pdf 

http://cib.org.br/em-dia-com-a-ciencia/noticias/vacina-anti-hiv-geneticamente-modificada-tem-90-de-sucesso/

Os Sete Saberes Necessários à Educação do Futuro: uma visão sobre necessidade de transformação da educação para responder as demandas do terceiro milênio.

Por Eduardo Cordeiro Uhlmann

O psicanalista e educador Rubem Alves compara a memória a um escorredor de macarrão. No escorredor, a água que foi usada para cozinhar o macarrão é dispensada por não possuir mais utilidade e fica apenas o macarrão. Com a memória também é assim, o que aprendemos passa pelo escorredor de macarrão e a memória ”se livra do que não tem serventia por meio do esquecimento”. Para Rubem Alves, a memória retém apenas duas coisas, “primeiro, coisas que são úteis, conhecimentos-ferramentas, conhecimentos que nos ajudam a entender e a fazer coisas (…) a outra coisa que tem serventia são os prazeres.” Para o autor, o conhecimento desconexo, ensinado mecanicamente, não é retido pela memória, não passa pelo teste do escorredor de macarrão, serve para usar no vestibular, e é logo esquecido.

“A memória é uma função da vida, do corpo. E o corpo não é bobo. Aquilo que não é instrumental para a vida é logo esquecido.” (Rubem Alves)

Para a professora Silvia Helena Mousinho, da UERJ, “trabalhar visando à transdisciplinaridade é uma oportunidade ímpar de melhorar as formas de ensinar e de aprender, tornando-as muito mais prazerosas e eficientes. Quando tomamos consciência desse fato, a percepção e a sensibilidade nos conduzem à necessidade de transcender a especificidade disciplinar e enveredar por diferentes campos de conhecimento sem a identificação com apenas um deles.”

Buscando aprofundar a noção transdisciplinar da educação, a UNESCO solicitou a Edgar Morin um texto sobre as necessidades da educação do amanhã, daí surgiu o livro Os Sete Saberes Necessários à Educação do Futuro.

Estes sete saberes — As cegueiras do conhecimento: o erro e a ilusão; Os princípios do conhecimento pertinente; Ensinar a condição humana; Ensinar a identidade terrena; Enfrentar as incertezas; Ensinar a compreensão; e A ética do gênero humano — são aquilo que Morin considera imprescindível para uma educação apta a lidar com as complexas questões que o terceiro milênio impõe à humanidade.

Uma vez que a educação visa transmitir conhecimentos, é fundamental que estudemos o próprio conhecimento humano, “seus dispositivos, enfermidades, dificuldades, tendências ao erro e à ilusão”. O conhecimento, enquanto produto da sociedade, acompanha os caminhos e desvios da própria sociedade, é passível de erro e de ilusão. O estudo do conhecimento deve estar relacionado também com o estudo nossa capacidade cerebral e sensorial de perceber o mundo, assim como a influência da cultura. O conhecimento não pode ser visto como algo pronto que pode ser simplesmente acessado. 

Além disso, é preciso promover um conhecimento “capaz de apreender problemas globais e fundamentais para neles inserir os conhecimentos parciais e locais”, transcendendo a fragmentação causada pelas disciplinas para apreender os objetos em seu contexto.

“O ser humano é a um só tempo físico, biológico, psíquico, cultural, social, histórico. Esta unidade complexa da natureza humana é totalmente desintegrada na educação por meio das disciplinas, tendo-se tornado impossível aprender o que significa ser humano”. É preciso reunir os conhecimentos que estão espalhados pelas disciplinas para tentar apreender a condição humana.

A identidade terrena precisa ser reconhecida, o nosso destino e o da Terra devem ser estudados. A era planetária, com início quando a comunicação foi estabelecida entre os continentes, deve ser estudada pelo o que une e também pelos processos de opressão e desigualdade que definem relações entre as diferentes partes do mundo.

A educação deve abordar as “incertezas que surgiram nas ciências físicas”, deve ensinar princípios de estratégia que permitiriam enfrentar os imprevistos, o inesperado e a incerteza “é preciso aprender a navegar em um oceano de incertezas em meio a arquipélagos de certeza.”

É preciso estudar a compreensão entre os povos e estudar também as bases da incompreensão.

“A educação deve conduzir à ‘antropo-ética’ (...) todo desenvolvimento verdadeiramente humano deve compreender o desenvolvimento conjunto das autonomias individuais, das participações comunitárias e da consciência de pertencer à espécie humana.”

REFERÊNCIAS

http://www1.folha.uol.com.br/folha/sinapse/ult1063u525.shtml

http://www.educacaopublica.rj.gov.br/biblioteca/educacao/0288.html

Morin, Edgar, 1921- Os sete saberes necessários à educação do futuro; tradução de Catarina Eleonora F. da Silva e Jeanne Sawaya ; revisão técnica de Edgard de Assis Carvalho. – 2. ed. – São Paulo : Cortez ; Brasília, DF : UNESCO, 2000.

Breve análise do Projeto de Fomento do Turismo em Parques e Entorno!

Por Ararê de Azambuja Vilanova Junior

Este projeto objetiva o desenvolvimento de ações de integração dos Parques com a cadeia produtiva do turismo do entorno dos mesmos e a qualificação e estruturação desta para o desenvolvimento e fortalecimento da atividade turística nos destinos priorizados. Também objetiva desenvolver ações que envolvam conjuntamente a cadeia produtiva do turismo e os parques, promovendo a cultura da sustentabilidade e estabelecendo ferramentas que auxiliem no planejamento e promoção dos destinos, através da disponibilização de estudos e informações sobre turismo e referenciais e boas práticas empresariais, além de fortalecer os relacionamentos e geração de negócios no setor. A iniciativa desta proposta é resultado da parceria firmada entre Ministério do Turismo, SEBRAE Nacional, Instituto Chico Mendes da Biodiversidade - ICMBIO, Associação Brasileira das Empresas de Ecoturismo e Turismo de Aventura - ABETA e os SEBRAE Estaduais. 

Os resultados esperados

• Integração e cooperação entre a cadeia produtiva do turismo e desta com o Parque Nacional; 
• Estabelecimento de uma instância de governança e dialogo perene (por ex.: associação); 
• Geração de recursos para ações de visitação e conservação no Parque Nacional e ações de marketing cooperador do destino (por ex.: taxa de turismo administrada por associação local); 
• Aprimoramento de produto com a incorporação dos valores e identidade do parque; 
• Fortalecimento da identidade regional; 
• Destinos turísticos mais competitivos.

A cadeia produtiva do turismo “se refere ao encadeamento de atividades econômicas, que se articulam em elos e integram o processo produtivo do turismo. (...) Os agentes da cadeia produtiva atuam com foco no consumidor final –o turista – para impulsionar o desenvolvimento integrado do setor” (BRASIL, MTur, 2010). O turismo resulta da combinação de diversas atividades econômicas que se relacionam e interagem em uma rede de negócios formando a cadeia produtiva: são agências de turismo, guias de turismo, transportadoras turísticas, meios de hospedagem, serviços de alimentos e bebidas, organizadoras de eventos, centros de convenções, entre outros atores econômicos. Abaixo estão descritos alguns presentes no entorno de Parques Nacionais:

a) Atrativos turísticos organizados;

b) Bares e restaurantes (serviços de alimentos e bebidas);

c) Guias e condutores;

d) Lojas de artesanato e produtos orgânicos e produção associada;

e) Meios de hospedagem;

f) Operadores e receptivos turísticos;

g) Parques;

h) Transportadoras.

O turismo, ao mesmo tempo em que fortalece a apropriação das unidades pela sociedade, dinamiza as economias locais e incrementa os recursos financeiros para a manutenção destas áreas. O desafio consiste, no entanto, em desenvolver atividades turísticas responsáveis e integradas à diversidade sociocultural, aos conhecimentos tradicionais e à conservação da biodiversidade. Desse modo, o Programa de Turismo nos Parques deve contribuir para o desenvolvimento local e regional, valorizando o patrimônio natural e cultural e promovendo a aproximação entre sociedade e natureza.

Em contrapartida a este programa, se encontra a realidade do Parque Newton Freire Maia que trabalha com o atendimento de público escolar e tem a intenção de trabalhar com a recepção de turistas e comunidade, mas alguns fatores reduzem a presença destes visitantes. Por se tratar de tema similar, este projeto se enquadra com as realidades do Parque que, por estar dentro de uma área de proteção ambiental, é disciplinado por necessidades de conservação e uso de suas dependências de maneira sustentável.  Sendo assim, este projeto um indutor de novos métodos de trabalho, conciliando o Parque, a comunidade, os turistas e todos os elos da cadeia produtiva do turismo, instigando possíveis alternativas de um desenvolvimento da atividade turística nas dependências do Parque.

REFERÊNCIAS

Manual de Orientações Fomento ao Turismo em Parques e Entorno

www.turismo.gov.br/turismo, acesso em: 16/08/2013.

Programa de Turismo nos Parques - ICMBio

 www.icmbio.gov.br ,acesso em: 16/08/2013.

Sons e o Efeito Doppler!

Por Elisiane Campos de Oliveira Albrecht

Você já teve ter percebido que a sirene de uma ambulância varia à medida que esta se aproxima ou se afasta. Isto ocorre devido ao chamado efeito Doppler. Mas o que é este fenômeno físico?

O efeito Doppler é a alteração da frequência de uma onda percebida por um observador em virtude do movimento relativo de aproximação ou afastamento da fonte emissora. Vale ressaltar que tanto o observador quanto a fonte podem estar em movimento.

Analisando o caso da ambulância, percebemos que à medida que ela se aproxima de um observador (parado ou não), a frequência por ele percebida é maior que a real (som mais agudo). Porém, quando ela esta se afastando, a frequência percebida é menor (som mais grave). Essa relação também vale para ondas eletromagnéticas porém, no caso do espectro visível, a percepção está relacionada com a cor observada. O vermelho corresponde ao afastamento e o azul, à aproximação. O efeito Doppler da luz é um dos fatores que contribuíram para fortalecer a Teoria do Big Bang, uma vez que os cientistas constataram, através do desvio da radiação emitida pelas galáxias, que elas estão se afastando.

Existe uma relação matemática geral para o efeito Doppler que é dado por:

, onde: 

f´ = frequência percebida pelo observador (chamada frequência aparente);

f = frequência emitida pela fonte (chamada frequência real);

v = velocidade da onda;

v_o = velocidade do observador;

v_s  = velocidade da fonte.

Esta equação é a mais geral logo, devemos analisar os casos de aproximação ou afastamento entre a fonte e o observador para utilizar os sinais adequadamente.

Além de ajudar a comprovar a Teoria do Big Bang e nos avisar se uma ambulância está se aproximando ou se afastando, o efeito Doppler tem outras aplicações, tais como: medida da velocidade de objetos através da reflexão de ondas emitidas pelo próprio equipamento de medição baseados em radiofrequência (radares) ou lasers (frequências luminosas). Na medicina, um eco-cardiograma utiliza este efeito para medir a direção e velocidade do fluxo sanguíneo ou do tecido cardíaco. Na Astronomia, como já foi citado, permite a medição da velocidade relativa de objetos celestes luminosos em relação à Terra.

REFERÊNCIAS

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/doppler.php

http://www.infoescola.com/fisica/efeito-doppler/

A piezoeletricidade no cotidiano!

Por Rafael Gama Vieira

Em nosso cotidiano utilizamos diversos equipamentos eletrônicos, tais como televisão, carregador de celular, computador, lâmpadas elétricas, entre outros. Para que eles funcionem, precisamos de energia elétrica, que pode ser “gerada” nas hidroelétricas. Porém, a construção destas estruturas gera impactos consideráveis, não apenas ambientais, mas também sociais. Devido a estes problemas, surgiu a necessidade de encontrar outras formas de gerar energia elétrica, dentre as quais podemos citar as termoelétricas, a energia nuclear, eólica, solar, entre outras.

Porém, cada uma destas modalidades apresentam problemas, seja referente a poluição, aos impactos ambientais e sociais (termoelétrica, hidroelétrica, nuclear) ou por não funcionarem em qualquer ocasião (solar e eólica).

Neste texto mostramos uma alternativa para a geração de energia elétrica de forma “limpa”, a chamada Piezoeletricidade.

A palavra piezo é de origem grega e significa pressionar, torcer. Logo, Piezoeletricidade é uma forma de gerar energia elétrica através de uma pressão exercia sobre alguns materiais, chamados de piezoelétricos.

No final do século 19, Charles Coulomb e Henri Becquerel descobriram que alguns materiais demonstravam comportamento elétrico ao serem aquecidos, sendo este efeito denominado Piroeletricidade. Os dois cientistas sugeriram então, a possibilidade de gerar energia elétrica em outros materiais e métodos e, dentre eles, através de deformações mecânicas. 

Em 1880, os irmãos Pierre e Jacques Currie descobrem que, ao pressionar alguns materiais fazendo-os deformar, estes geram uma tensão elétrica, comprovando assim a piezoeletricidade. Na natureza encontramos alguns cristais que possuem este comportamento, tais como a Turmalina, o Sal de Rochelle e o Quartzo (figura abaixo, da esquerda para a direita).


Apesar de encontrarmos estes elementos na natureza, é possível também, produzir materiais que terão o mesmo comportamento: as cerâmicas piezoelétricas. Uma das vantagens na fabricação destas cerâmicas é a variedade de formas e tamanhos possíveis, conforme visto na figura a seguir:

Para conseguir o efeito piezoelétrico, elas devem ser feitas com uma estrutura cúbica denominada Perovskita, que possui uma configuração genérica ABO₃, onde A corresponde a cátions divalentes (Pb²⁺, Ba²⁺, Ca²⁺...), B a cátions divalentes, trivalentes, tetravalentes ou pentavalentes (Nb⁵⁺, Mg²⁺, Ti⁴⁺, Zr⁴⁺, La³⁺...) e O é o oxigênio. Esta estrutura pode ser vista na figura a seguir:

Podemos citar como exemplos destes materiais o Titanato de Bário (BaTiO₃) e o Titanato Zirconato de Chumbo (Pb(Zr,Ti)O₃- PZT). 

A energia elétrica é gerada ao pressionar a cerâmica, fazendo a estrutura cúbica adquirir diferentes formas:

Esta deformação faz surgir uma polarização no material, gerando assim uma diferença de potencial:

Este efeito é utilizado em diversos equipamentos como o microfone, o acendedor de fogão (tipo magiclick), balanças eletrônicas, guitarras elétricas, entre outros. Em todos estes casos, a energia mecânica é convertida em energia elétrica através do efeito piezoelétrico.

Ele também pode ser usado na geração de energia elétrica em maior escala. Um exemplo disto é uma casa noturna em Londres que utiliza a piezoeletricidade para alimentar os equipamentos eletrônicos durante as noites. Para isso, cerâmicas piezoelétricas são colocadas nas pistas de dança, assim, quando as pessoas estão dançando estes materiais são pressionados pelos seus pés, gerando então a energia elétrica necessária. 

Fonte: Planeta Sustentável.

Futuras aplicações

Acredita-se que, futuramente, esta tecnologia poderá ter outras aplicações, como, por exemplo: 

• Carregador de celular por toque: Não será mais necessário encontrar uma tomada assim que a bateria do seu celular acabar. Com cerâmicas piezoelétricas instaladas em celulares, bastará pressionar a tela do aparelho para que sua bateria seja recarregada;
• Vestuário carregador de bateria: Instalando estas cerâmicas em roupas ou em solas de calçados, ao se movimentar podemos gerar a energia elétrica necessária para carregar aparelhos de celular ou mp3;
• Marca-passo alimentado pela respiração: Algumas pessoas utilizam este equipamento para regular os batimentos cardíacos. Neste caso, o movimento dos pulmões causados pela respiração do paciente poderá fornecer a energia elétrica necessária para a alimentação do aparelho.

No próximo texto veremos o efeito contrário ao descrito acima mostrando, também, suas aplicações.

REFERÊNCIAS

http://www.ppgme.ufpa.br/doc/diss/pedropaulosantos.PDF

http://revistagalileu.globo.com/Revista/Common/0,,EMI270836-17770,00-APARELHO+USA+RESPIRACAO+HUMANA+PARA+GERAR+ENERGIA.html