Yes, nós temos banana!

    Cada dia nos surpreendemos mais com as propriedades nutritivas e a importância ecológica que os alimentos possuem. A banana, figura constante na nossa alimentação, possui além de suas propriedades nutritivas, das fibras e dos minerais uma nova função que vem animando os pesquisadores: a capacidade de filtrar metais pesados existentes nas águas.
   Em uma pesquisa desenvolvida pela Melina Boniolo, doutoranda pela UFSCAR, foi comprovada a propriedade que a casca da fruta apresenta de se combinar com os metais pesados presentes na água realizando uma filtragem de até 65% das impurezas presentes.
   A idéia de utilizar a casca da banana surgiu da necessidade de se criar alguma finalidade para um produto que antes estava se tornando um problema. Por dia, os restaurantes da cidade de São Paulo geravam cerca de 4 toneladas de cascas de banana que eram jogadas no lixo. Estudando as propriedades da cascas, foi possível notar que ela possuía uma quantidade enorme de moléculas com cargas negativas. Como os opostos se atraem, a pesquisadora teve a idéia de utilizá-las para se combinar com os metais pesados carregados positivamene presentes nas águas resultantes de processos industriais.
   O projeto da pesquisadora foi pensado com o Urânio, mas outros metais como níquel, cádmio e chumbo, bastante usados na indústria também podem ser filtrados pelo processo. O projeto foi um sucesso e Boniolo recebeu o Prêmio Jovem Cientista e convites para apresentar seu trabalho na Inglaterra.

Fonte:  http://essetalmeioambiente.com/?p=4197

Motores ecológicos e 50% mais eficientes

   Você já parou pra pensar como os carros funcionam? O que está por trás daquele tanto de metal, fios e tubos que você vê quando dá uma espiada no capô? Para quem nunca se interessou, dá uma olhada neste post pra ficar por dentro do que acontece e de uma nova pesquisa que vem sendo feita pra aumentar a eficiência do seu motor.

   Os motores convencionais são motores de 4 tempos: Admissão, Compressão, Combustão e Expansão. Neste ciclo de quatro tempos temos um movimento linear de um pistão que é convertido através de um virabrequim em movimento de rotação que faz o carro andar.

   A admissão de combustível ocorre através da válvula de admissão, responsável por injetar poucas gotas de combustível que se mistura ao ar presente na câmara. Na fase de compressão a mistura ar e combustível é comprimida de forma a potencializar a combustão. Na etapa seguinte temos a geração de um centelha no interior da câmara de combustão, fazendo o ar expandir e empurrar o pistão para a sua posição inicial. Por fim, os gases presentes no interior da câmara de combustão devem ser expulsos, sendo por isso, denominada de exaustão. Este ciclo então se repete.

   Através deste ciclo de funcionamento o motor 4 tempos ou motor de Otto é capaz de converter apenas 30% da energia presente nos combustíveis em movimento, o restante é perdido na forma de calor, ruído, entre outras formas de energia. Mas, segundo uma nova pesquisa realizada pela Tour Engine é possível aumentar esta eficiência, sendo necessário apenas dividir o motor em duas partes, sendo cada uma especializada em suas funções.

    Segundo os pesquisadores, a baixa eficiência observada é produto das tarefas contraditórias que o motor de combustão interna convencional tem que realizar: compressão e combustão.

    Para que o processo de compressão funcione é necessário que a câmara seja resfriada, utilizando para isso o radiador. Assim, o radiador retira constantemente energia do processo, diminuindo a energia aproveitada durante a combustão.Porém, durante a combustão geramos calor que aquece a câmara. Fica bem claro que mandamos o motor realizar tarefas contraditórios!

   Buscando um novo design com maior rendimento os engenheiros da Tour Engine dividiram o motor em duas metades conectadas através de válvulas. Em uma das metades, a quente, ficaram concentrados os processos de combustão e admissão. Na parte fria do motor, os processos de compressão e exaustão. Neste design, os pesquisadores conseguem isolar termicamente os componentes, sem ,no entanto, desprezar a importância deles no resultado final.

    Separando o motor em partes os pesquisadores puderam também se atentar para detalhes do design que atendiam especificamente a uma etapa. Como cada parte faz uma diferente tarefa, cada uma tem especificações de tamanho próprias que antes eram negligenciadas pela união dos processos. Um exemplo é a câmara para compressão que é mais eficiente em tamanhos menores, enquanto que para a combustão a câmara têm que ser maiores, permitindo um aproveitando melhor da energia gerada na expansão. Dessa forma, no motor convencional, como a câmara de expansão é menor que o tamanho ideal, uma parcela da energia é perdida por falta de espaço durante o processo de combustão.

   A empresa está produzindo atualmente seu segundo protótipo. Eles estão na expectativa de aumentarem o rendimento do motor em mais de 50% e reduzirem a emissão de dióxido de carbono em um terço.

   Quer ler mais sobre carros ecológicos e revolucionários, confira este post...

Veículo totalmente controlado pela mente

   Em uma publicação mais antiga o OCoxambra já havia falado sobre os projetos que a DARPA, a Agência para Projetos Avançados de Defesa, vinha desenvolvendo para estimular o desenvolvimento de carros autônomos, permitindo que as várias horas perdidas anualmente ao volante pudessem ser aproveitadas para outras atividades, tais como a leitura de um livro, navegar na internet, dormir, entre outras. Além, é claro, das aplicações militares para quaisquer veículos não-tripulados. Mais deste post aqui...

  Agora, a um passo atrás dos carros autônomos, capazes de nos guiar com agilidade, conforto e ,principalmente, segurança foi desenvolvido um carro capaz de ser conduzido por nada menos que os nossos pensamentos. O carro é capaz de acelerar, frear, virar à esquerda ou à direita através de 16 sensores de eletroencefalogramas(EEG). O funcionamento destes sensores está relacionado a um software desenvolvido por pela Emotiv, de São Francisco, que permite que determinados padrões neurais sejam identificados e correspondam as diferentes funções existentes no veículo.

   Você pode estar se perguntando, qual a utilidade deste serviço? Podemos pensar em termo de praticidade, controlar um veículo através do pensamento requer menor esforço e permite que o motorista desfrute melhor o passeio. Porém, os principais favorecidos com este tipo de tecnologia são as pessoas que por alguma deficiência física tenham ficado limitados a dirigir e agora com poderão guiar seus carros e cadeiras de  rodas com conforto e segurança.

   A equipe de alemães que estão envolvidos na pesquisa concluíram os testes dizendo que o tempo transcorrido entre os sinais cerebrais e a execução das ações foi muito bom para um projeto em fase inicial e que já planejam futuras aplicações desta interface homem-máquina em carros totalmente automatizados.

  Podemos pensar em aplicações mais imediatas para os sensores de EEG, tais como o controle sobre membros artificiais, dirigir uma cadeira de rodas e até mesmo acessar as funções do iPad.

  
fonte: http://www.newscientist.com/blogs/onepercent/2011/02/mind-control-puts-you-in-charg.html

Asas Ajustáveis - Uma lição da natureza

    O homem vem dominado os céus há mais de um século. Voar já é algo comum e várias aeronaves já cumprem seus papéis em aplicações militares e civis. Nos últimos anos temos notado um interesse crescente dos setores de Defesa por aeronaves não-tripuladas, acelerando o desenvolvimento de formas mais complexas de vôo.

  Para que os aviões consigam voar é necessário que o ar flua através de suas asas, gerando uma força vertical para cima capaz de sustenta-lo no ar. Aeronaves capazes de mudar as formas de suas asas, são capazes de se adaptarem a diferentes condições de vôo, economizando combustível e sendo mais ágeis.

  O interesse por asas versáteis vem da inspiração encontrada na natureza. Engenharia é, de uma forma mais ampla, derivada do mundo natural: Engenheiros observam a natureza, a forma como a evolução tem resolvido vários problemas ao longo de milhões de anos, e então buscam soluções análogas. Todas as criaturas vivas que voam apresentam asas com formas ajustáveis, estando um passo a frente da nossa tecnologia atual, a qual não é capaz de voar em condições em que o número de Reynolds é muito baixo.

   O número de Reynolds é um valor adimensional usado para caracterizar o escoamento do fluido, sendo função da velocidade de movimento no fluido, da densidade, da viscosidade e do tamanho do objeto que se move. Grandes aeronaves ao se moverem de forma rápida no fluído são capazes de gerar sustentação nas asas devido a diferença de pressão causada pelo formato aerodinâmico das mesmas. Dessa forma, a pressão na parte inferior da asa é maior que a pressão na parte superior, surgindo uma força de sustentação que puxa o avião para cima.

   No entanto, insetos, pássaros, morcegos e qualquer pequeno objeto que voe em altitudes menores e com menor velocidade possuem números de Reynolds baixos, implicando em uma maior influência da resistência do ar no vôo. Para superarem tais dificuldades, eles desenvolveram a capacidade de variar o formato de suas asas, criando diferentes padrões de turbulência que fazem surgir forças de impulsão e sustentação. Neste tipo de vôo que se encaixam os veículos não-tripulados que estão sendo desenvolvidos.

   A principal inspiração para os pesquisadores têm sido os beija-flor devido as suas peculiaridades: um beija-flor é capaz de permanecer em vôo por mais de quatro anos, pousando apenas para alimentar os filhotes e colocar novos ovos. Além disso, eles têm também uma habilidade incomum de fazer manobras e pairar no ar.

Materiais Semicondutores

Semicondutores

    Os materiais semicondutores se caracterizam por possuir como portadores as lacunas e os elétrons livres. Estes materiais se ligam através de ligações covalentes formando cristais. Os cristais formados podem ser classificados em dois grupos, os de cristais intrínsecos e os de cristais extrínsecos. Os cristais intrínsecos se caracterizam pela presença de átomos de semicondutores apenas, enquanto que os extrínsecos apresentam elementos que adicionam propriedades aos cristais.

   Nos semicondutores intrínsecos temos a presença de átomos do semicondutor puro, sendo estes átomos constituídos por quatro elétrons na camada de valência. Para que seja possível forma cristais, tais átomos se unem através de ligações covalentes. A condução nestes elementos ocorre devido a formação de elétrons livres durante a agitação térmica, os quais, caso exista algum campo elétrico aplicado, tendem a se movimentar em um sentido e suas lacunas em sentido oposto. Portanto, a condução em materiais semicondutores ocorre devido à excitação dos elétrons da banda de valência para a banda de condução e devido às lacunas. Sendo a quantidade de energia necessária para levar um elétron da banda de valência para a banda de condução, conhecida como gap de energia, o que determina em última instância se o elemento será um condutor, semicondutor ou isolante. Nos semicondutores, esta energia está em torno de 1 eV, enquanto que nos isolantes é dezenas de vezes maior. Sendo assim, à temperatura de zero Kelvin (-273.15 °C) os semicondutores se comportam como isolantes, pois os elétrons não terão energia suficiente para passarem para a banda de condução.

   No grupo dos semicondutores extrínsecos temos dois tipos: n e p. Essas siglas vêm de negativo e positivo e está diretamente associado com elemento que é utilizado na dopagem. Quando a dopagem é feito com elementos pentavalentes, como fósforo e antimônio, temos que estes elementos passam a assumir a posição dos átomos do semicondutor, fazendo quadro ligações covalentes e apresentando um elétron de valência sem realizar ligação.Como a estabilidade é alcançada com o octeto,os elétrons excedentes, nos semicondutores tipo n,dão origem à elétrons livres e os átomos pentavalentes apresentam carga positiva. Já no caso dos cristais do tipo p, temos que os elementos utilizados para dopagem são trivalentes. Neste caso, quando o átomo dopante assume a posição de um átomo do cristal, temos um ausência de um elétron, com o conseqüente surgimento de uma lacuna.

   Portanto, podemos concluir que nos condutores do tipo n, os portadores de carga majoritários são os elétrons livres e nos condutores do tipo p são as lacunas.

   Quando juntos, temos a formação de uma junção do tipo pn, a qual dá origem a várias aplicações envolvendo os semicondutores, tais como diodos e transistores.

Representação esquemática dos Semicondutores tipo n e p.

Representação esquemática da junção pn

      Nas regiões próximas a junções destes semicondutores, temos a formação da camada de depleção. Nesta camada, ocorre a união dos elétrons livres provenientes do tipo n com as lacunas que estão no tipo p. Sendo assim, temos a formação de vários íons e o estabelecimento de uma barreira de potencial para a passagem dos elétrons.

    Quando ligamos os semicondutores a uma fonte de tensão, temos duas possíveis situações. Quando a polarização é direta, ou seja, liga-se o pólo positivo da fonte ao semicondutor tipo p e o pólo negativo ao semicondutor tipo n, os elétrons livres presentes no lado n tende a circular em direção ao pólo positivo enquanto que as lacunas presentes no lado p tende a circular em direção ao pólo negativo da fonte, combinando-se com os íons presentes na região de depleção, a qual diminui. Dessa forma, desde que a tensão da fonte seja superior à barreira de potencial do semicondutor, teremos uma corrente incessante.

   No caso de uma polarização reversa, temos que a ligação é feita de forma que o pólo positivo da fonte fique ligado ao semicondutor tipo n e o pólo negativo da fonte esteja ligado ao do tipo p. Dessa forma, os elétrons presentes na região do tipo n tende a circular em direção ao pólo positivo e as lacunas do lado p em direção ao pólo negativo, ou seja, eles se afastam da região de depleção, que vai aumentando. Em determinado momento a diferença de potencial na camada de depleção será igual a tensão da fonte, sendo cessado este tipo de movimento dos elétrons. Porém, devido a agitação térmica, continuam sendo formados elétrons e lacunas, os quais permanecem circulando, constituindo a corrente de portadores minoritários ou corrente de saturação. Uma das razões de o silício ser mais utilizado que o germânio como semicondutor está nesta corrente de saturação que é menor no silício quando comparado com o germânio.

   Além da corrente de saturação, temos também uma corrente de fuga, resultado das impurezas na superfície e imperfeições na estrutura cristalina. A corrente de fuga é uma função do esforço que o material é submetido da mesma forma que a de saturação é função da temperatura.

   Portanto, existem correntes em um diodo polarizado reversamente, sendo estas a maioria das vezes desprezíveis.

   Os semicondutores apresentam uma tensão denominada tensão de ruptura, a partir da qual os matérias são danificados, sendo no caso dos diodos retificadores, ou seja, que conduzem bem em um único sentido, em torno de 50V. A partir desta tensão, os elétrons que formam a corrente de saturação são acelerados de tal forma que conseguem fornecer energia aos demais elétrons, passando estes a estarem livres e constituírem a corrente, de forma que o material passa a conduzir bem. Tal efeito é denominado efeito avalanche.

Um dos destaques da Consumer Electronics Show 2011 (CES) foram os tablets, os smartphones com tecnologia 4G, TVs 3D e conectadas à internet e os veículos elétricos. Para quem ainda não sabe, a CES é uma das maiores feiras de eletrônicos do mundo que ocorreu este ano no período de 6 a 9 de janeiro em Las Vegas, Estados Unidos. A feira é a responsável por mostrar as tendências da tecnologia através de protótipos apresentados pelas maiores empresas do segmento. Este ano a feira atraiu um público de 140 mil visitantes, superior aos 120 mil do ano anterior. Além disso, o sucesso da feira pode ser constatado pelo público recorde de visitantes de fora dos EUA, que este ano foi de 30 mil pessoas de mais de 80 países.
Como já dito, os tablets ocuparam um lugar de destaque entre os vários stands da feira. Mas afinal, o que são estes tablets? Como o iPad, o mais famoso dos tablets, ainda tem um preço elevado e inacessível para a maioria da população, poucas são as pessoas que conhecem estes aparelhos. Pensando nisso, resolvi fazer uma pesquisa e apresentar aqui uma pequena introdução sobre os tablets.
Tablets


Primeiramente, os tablets são um dispositivo pessoal em forma de prancheta que fornecem serviços como acesso a internet, organização pessoal, visualização de fotos, vídeos, leitura de livros, jornais e revistas além de entretenimento através de jogos. Apresentam telas sensíveis ao toque, dispensando o uso de mouse e teclado.
É uma tecnologia nova que reúne algumas das funcionalidades dos computadores convencionais e smartphones. Mesmo não sendo um concorrente direto dos notebooks e netbooks, o tablet já vem, segundo analistas de mercado, provocando uma diminuição no crescimento das vendas destes. Dados da ABI research apontavam para um venda de 11 milhões de unidades de tablets pelo mundo em 2010. Para este ano, as expectativas são de mais de 50 milhões de unidades vendidas e um mercado que vai valer mais de 25 bilhões de dólares.
Na CES 2011 foi possível notar que as empresas querem acabar com a hegemonia da Apple ,com o iPad, no mercado de Tablets e que isto não será uma tarefa fácil. Ainda mais depois da Apple abrir mão de uma parte de sua margem de lucros para que os tablets chegassem ao preço de US$ 500,00 no mercado americano.
Duas empresas conseguiram destaque com seus tablets: a Motorola e a Research in Motion(RIM).
O modelo da Motorola apresentado na CES 2011 foi o Motorola Xoom. Ele utiliza o sistema operacional do Google, o Android OS 3.0, o Honeycomb. O Honeycomb é voltado especialmente para tablets e permite funcionalidades otimizadas para serviços do Google tais como vídeo chamada via Gtalk, sistema de mapeamento GMaps 5 em 3D , acesso a mais de 10000 livros através do Google eBooks e suporte para conteúdo em flash. Além do Android 3.0, o Xoom apresenta uma tela de 10.1 polegadas com resolução de 1280x800, duas câmeras digitais, uma frontal de 2mp e uma traseira de 5mp, 32 Gb de memória interna e dois núcleos de 1Ghz. O Xoom será lançado no primeiro bimestre de 2011 nos Estados Unidos em parceria com a Verizon, que fornecerá a rede 3G do aparelho. As atualizações para a tecnologia 4G serão feitas ainda no primeiro semestre. O preço ainda não foi divulgado. No Brasil ele deve ser disponibilizado em Abril, segundo Sérgio Buniac, diretor de produtos da Motorola Mobility no Brasil.
A RIM vem fazer frente ao iPad e aos modelos com sistema operacional Android com o BlackBerry PlayBook. Com um sistema operacional próprio, o Tablet OS, da QNX, duas câmeras digitais, uma frontal de 3mp e uma traseira de 5 mp, permitindo vídeos e fotografias, tela de 7 polegadas com resolução de 1024x600, além de dois processadores simétricos de 1Ghz e uma memória de 1Gb. A comunicação com o celulares BlackBerry é possível, além de possuir aplicativos para Kindle e permitir uma comunicação ilimitada por possuir comunicação com aplicativos Flash e Adobe AIR. O tablet da RIM deve está disponível no mercado em setembro de 2011 para os americanos. A RIM o lançará em parceria com a empresa de telefonia Sprint, responsável pela rede 4G do aparelho. No Brasil ainda não existem previsões de lançamento e nem de preço.

Motorola Xoom - CES 2011

Aquecedor Solar Caseiro

   Encontrei na internet um projeto bastante interessante e que promete ótimos resultados: trata-se de um aquecedor solar caseiro, feito com materiais recicláveis tais como garrafas pet e caixas de leite tetra pack. Além da economia em energia elétrica, o projeto também propõe uma finalidade social para compostos que são descartados e se tornam um problema para o meio ambiente.

   Tal projeto pode ser uma alternativa para famílias de baixa renda para que possam tomar um banho agradável. Além disso, há uma conscientização das pessoas e um incentivo para buscar finalidades sociais para produtos que após utilizados se tornam um problema para o meio ambiente.

   Segundo a ONG Sociedade do Sol, é possível reduzir o consumo de energia elétrica do chuveiro com o aquecedor solar caseiro em até 30%. Levando em conta que no Brasil 90% dos domicílios possuem chuveiro podemos ter uma idéia do impacto da difusão de tal projeto. A demanda menor por energia elétrica significaria não ter que construir novas usinas hidroelétricas, já que no Brasil 90% da energia provém desta fonte. Assim, não teríamos que desabrigar famílias das áreas que serão alagadas, não iríamos interferir na piracema, alagar áreas verdes e etc. 

   O projeto se baseia na circulação chamada de termo sifão. Esta circulação nada mais é do que uma convecção que faz com que a água quente, menos densa, suba para a caixa de água levando calor e a água fria, mais densa, desça para os coletores térmicos onde capta o calor do sol.

Descrição do Projeto:

  

   O projeto aqui descrito é a versão desenvolvida pelo aposentado José Alcino. Este projeto está registrado no Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) pelo José Alcino como uma forma de preserva sua finalidade social e impedir que alguém se aproveita da invenção com interesses comerciais. Ele foi premiado em 2004 pela revista Super Interessante, circulação nacional, com o Prêmio Super Ecológico.

   É importante resaltar que como são utilizados produtos descartados é extremamente importante lavá-los após o uso, evitando a proliferação de microorganismo e a incidência de doenças tais como a leptospirose.

   Para que a circulação por termo sifão funcione é necessário que o aquecedor esteja a uma altura inferior à caixa de àgua, não podem ser esta distância menor que 30cm e maior do que 3m com relação a caixa de água. A água fria então abandona a caixa e desce para o aquecedor, enquanto que a água quente sobe para a caixa. Cada vez que a água percorre este percurso ocorre um aquecimento de até 10°C, sendo possível alcançar em 6 horas de exposição uma temperatura na caixa de água de 52°C no verão e 38°C no inverno. Outros projeto com maior rendimento térmico podem ser encontrados na internet, diferenciando deste apenas nos materiais empregados. As tubulações empregadas aqui serão de PVC, material mais barato e acessível. Além disso, ao invés de se empregar a caixa metálica, painel de absorção térmica e o vidro utilizamos garrafas pet e caixas de leite Tetra Park pintadas com preto fosco.

   Quando os raios solares atingem a garrafa pet ele é em parte absorvido pelas caixas de leite pintadas em preto fosco, ficando o calor retido no interior das garrafas em uma espécie de estufa. O calor é também absorvido pelo cano de PVC que também deve ser pintado em preto fosco, aquecendo a água. Apesar de simples, o aquecedor deve ser muito bem dimensionado de forma a limitar a temperatura no interior do PVC a um máximo de 55°C, pois acima desse valor ocorre um comprometimento da tubulação. 

   Para cada pessoa para aquecer a água de um banho são necessários 1 m² de aquecedor solar. Cada metro quadrado necessita de 60 garrafas pet e 50 caixas de leite tetra park pós-consumo. Além disso são necessários 11m de canos de 1/2" e coneções em T de 1/2 ".

   As garrafas pet utilizadas devem ser preferencialmente da Coca ou da Pepsi devido ao formato cônico das mesmas. Garrafas de outras cores não são recomendadas, pois absorvem calor e se degradam com o tempo. Para o corte é recomendada a utilização de gabaritos feitos em canos PVC de 100mm, com comprimentos de 31cm para a Coca e de 29 cm para a Pepsi. Introduza  a garrafa nos mesmos e realize o corte com um estilete.

     As embalagens longa vida pós-consumo devem ser muito bem higienizadas após utilizadas para eviatar o mal cheiro e o desenvolvimento de microorganismos. Em sua composição elas apresentam 75% de papel, 5% de alumínio e 20% de polietileno. Por isso, não podem ser recicladas como papel, sendo necessário um processamento para separação dos compostos. Para a nossa finalidade, no entanto, elas se mostram mais eficientes que o papel convencional pois não se deformam quando colocadas no interior da garrafa pet e submetidas ao aquecimento. Para armazená-las para futura utilização é recomendável planificá-las. A figura abaixo mostra uma padronização que pode ser adotada para corte da caixa de leite. Este corte é necessário para que ela entre na garrafa pet cortada anteriormente.

   Após o corte devemos passar para a etapa de pintura. Utilizando tinta esmalte sintético preto fosco de secagem rápida vamos pintar todas as embalagens. O lado correto de pintura é o lado liso, devendo o lado que possui algumas emendas ficar voltado para baixo durante o processo. Uma observação importante é que não se pode utilizar tinta com brilho, pois esta compromete a captação da energia solar.

   Os tubos de PVC devem ser todos de mesmo comprimento, sendo um tamanho de 105cm para a Coca e de 100cm para a Pepsi um tamanho padronizado neste projeto. Eles devem ser pintados em preto fosco também. É importante que todos tenham o mesmo comprimento para que não tenhamos depois problemas no encaixe e ,consequentemente, vazamento.

   Para o encaixe, são usado canos de PVC de 1/2" com 8.5cm de comprimento e conexões do tipo T. No barramento superior eles são unidos com uma cola para PVC já no inferior não se deve usar cola para facilitar uma futura manutenção.Caso fossem colados teríamos que cortá-los quando fosse necessário alguma alteração.