ESA lança mapa-múndi mais preciso já feito

Inovação Tecnológica

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Mapas da cobertura terrestre são úteis no estudo dos efeitos das mudanças climáticas,
da conservação da biodiversidade e da gestão dos recursos naturais
ESA/Université Catholique de Louvain

A Agência Espacial Europeia anunciou o lançamento de uma nova versão do seu mapa-múndi, o GlobCover, ou "mapa global de cobertura terrestre".

Segundo a agência, o novo GlobCover, que atualiza a versão original, lançada em 2005, tem a melhor resolução já obtida até hoje para um mapa dessa natureza.

O mapa-múndi foi produzido com dados coletados pelo Espectrômetro de Média Resolução do satélite Envisat durante 12 meses seguidos, de 1 de Janeiro a 31 de Dezembro de 2009. Esse espectrômetro tem uma resolução de 300 metros.

O programa utilizado para transformar os dados do espectrômetro na imagem de um mapa-múndi foi desenvolvido pelas empresas Medias France e Brockmann Consult.

Download gratuito

Esses mapas são úteis no estudo dos efeitos das mudanças climáticas, da conservação da biodiversidade e da gestão dos recursos naturais.

As legendas do mapa adotam o Sistema de Classificação de Cobertura Territorial da Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO, na sigla em inglês).

A versão anterior do mapa, o GlobCover 2005, foi baixada por cerca de 8.000 usuários.

As informações para baixar o novo GlobCover estão disponíveis, em inglês, no endereço http://ionia1.esrin.esa.int.

IPT moderniza laboratório de ensaios navais

Inovação Tecnológica

O IPT está reinaugurando seu túnel de cavitação do IPT, usado para testes de embarcações.

Depois de 47 anos de atividades, o laboratório foi totalmente reestruturado e será reaberto com uma estrutura remodelada e modernizada.

Teste de cavitação

O túnel consiste em um circuito fechado de água, fabricado em aço, montado de forma a permitir a instalação de um modelo de propulsor em sua seção de teste.

A água em circulação dentro do túnel torna possível medir os parâmetros de operação da hélice (empuxo e torque) não só na chamada condição estática, mas em todas as faixas de operação.

Em determinadas condições de rotação e pressão interna, é possível ocorrer o fenômeno da cavitação, ou seja, a água muda para o estado gasoso, onde a pressão local é mais baixa que a pressão de vaporização da água. Formam-se bolhas que produzem vibrações, diminuem a eficiência do propulsor e podem causar a erosão do material.

Velocimetria

A estrutura principal do túnel de água é a mesma desde 1963, com comprimento de 8 metros e 6 metros de altura.

A lista de equipamentos para os testes, no entanto, inclui agora células de carga, manômetros, uma nova bomba de vácuo para controle das condições internas e, principalmente, o sistema de velocimetria por imagem de partículas (PIV, de particle image velocimetry).

Trata-se de uma técnica que lança mão de emissões de feixes de laser para a medição de campos de velocidade em escoamentos, de forma não-intrusiva.

Para recriar as condições exigidas no túnel para os ensaios, o pesquisador Marco Antonio P. Carmignotto, do Laboratório de Tecnologia Naval do IPT, explica que é necessária a reprodução da chamada "esteira nominal", isto é, o escoamento na área da popa da embarcação onde o propulsor é instalado.

A esteira é caracterizada com o sistema de medição de mapas de velocidades em escoamento, o PIV, e ajustada até que se reproduzam as condições reais de operação.

Novas técnicas

Entre o período de quase um ano entre a reinauguração das novas instalações do CNaval e a execução do primeiro ensaio no túnel de cavitação, os pesquisadores dedicaram-se a testes de caracterização da estrutura e dos equipamentos de medição.

Foram comparadas novas e antigas técnicas em um processo de benchmarking para validação de parâmetros e certificação dos próprios métodos do Instituto, antes da retomada dos serviços no único laboratório da América Latina.

"Pelo fato de o PIV ser uma técnica nova de medição, fizemos estudos de comparação com práticas consolidadas, como o tubo de Pitot", explica Adriano Axel P. Pereira, do Laboratório de Hidrodinâmica do IPT. "Existem diferenças na comparação entre diferentes tecnologias: enquanto o tubo de Pitot fornece valores médios e localizados, o PIV informa as velocidades de todo o campo de escoamento. No entanto, foi importante comparar semelhanças e diferenças para propiciar um domínio maior em hidrodinâmica, garantindo qualidade dos resultados para ensaios com as mais diversas velocidades e rotações nas hélices".

Propulsores

Em paralelo aos investimentos em nova instrumentação, os propulsores ensaiados no túnel de cavitação passaram a ser fabricados no próprio IPT com o auxílio da máquina de prototipagem rápida recentemente adquirida dentro do Projeto Multiusuários (Finep e Petrobras).

Moldes são agora construídos no novo equipamento para a confecção de hélices de metal, um requisito necessário em razão das condições mais rigorosas do túnel de cavitação - isso acelerou o tempo de construção das peças e tornou viável o estudo de uma gama maior de geometrias dos modelos.

A maldição do Titanic: bactéria desconhecida acelera corrosão

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A imagem mostra os rustículos, saliências ferruginosas sobre o casco do navio Titanic, que está a 3.800 metros de profundidade. [Imagem: RMS Titanic Inc.]

Cientistas identificaram uma espécie até agora desconhecida de bactéria ajudando a enferrujar cada vez mais o que sobrou do navio Titanic.

Segundo os pesquisadores, a bactéria está contribuindo para a rápida deterioração dos destroços do navio.

A descoberta revela uma potencial nova ameaça microbiana para o casco dos navios e das estruturas metálicas submarinas, como plataformas de petróleo.

Bactéria da ferrugem

Os pesquisadores isolaram o novo microrganismo de um "rustículo" - um aglomerado de ferrugem - retirado do Titanic, que está 3,8 km abaixo da superfície do oceano.

A nova bactéria foi batizada de Halomonas titanicae.

A avaliar a capacidade do microrganismo causar corrosão em metais, os cientistas das universidades de Halifax, no Canadá, e Sevilha, na Espanha, descobriram que ele é capaz de aderir a superfícies de aço, criando saliências de ferrugem.

Eles acreditam que os rustículos, saliências de ferrugem que lembram as estalactites das cavernas, encontradas ao redor de todo o casco do Titanic, sejam formados por um processo bacteriano similar.

Embora os rustículos pareçam ser estruturas sólidas, eles são altamente porosos e contêm uma complexa variedade de bactérias, sugerindo que a H. titanicae pode trabalhar em conjunto com outros organismos para acelerar a corrosão do metal.

Biodegradação de metais

Mas os cientistas veem um lado positivo na ação da bactéria, que pode ajudar na biodegradação de materiais que afundam no oceano.

"Nós acreditamos que a H. titanicae desempenha um papel na reciclagem de estruturas de ferro em determinadas profundidades. Isto pode ser útil no descarte de navios antigos e plataformas petrolíferas que tenham sido limpos de toxinas e produtos à base de óleo e, em seguida, enviados para o fundo do oceano," afirmaram eles.

Contudo, eles alertam que não é possível determinar se a bactéria chegou ao Titanic antes ou depois dele afundar. E, como não era conhecida, ninguém sabe ao certo a ação da bactéria sobre outras estruturas metálicas.

"Encontrar respostas para essas perguntas não apenas nos dará uma melhor compreensão dos nossos oceanos, mas também pode nos ajudar a projetar revestimentos que possam evitar deterioração semelhante em outras estruturas metálicas," concluem eles em seu artigo.

Bibliografia:

Halomonas titanicae sp. nov., a halophilic bacterium isolated from the RMS Titanic
Cristina Sánchez-Porro, Bhavleen Kaur, Henrietta Mann, Antonio Ventosa
International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology
Vol.: Early View
DOI: 10.1099/ijs.0.020628-0

Máquina quântica é escolhida a descoberta do ano pela Science

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Esta máquina quântica aparentemente simples abre o caminho para que se discuta os limites da mecânica quântica e até mesmo o nosso próprio sentido do que é a realidade. [Imagem: O'Connel et al.]

Clássico e quântico

Até o ano de 2010, todos os objetos construídos pelo homem moviam-se seguindo as leis da mecânica clássica.

No início deste ano, porém, um grupo de cientistas criou a primeira máquina quântica, um dispositivo visível a olho nu que se move de uma forma que só pode ser descrita pela mecânica quântica, segundo as leis que regem o comportamento das coisas muito pequenas, como moléculas, átomos e partículas subatômicas.

O Site Inovação Tecnológica anunciou o feito, na reportagem Mecânica quântica aplica-se ao movimento de objetos macroscópicos, destacando então que se tratava de um experimento histórico.

Agora, a revista Science decidiu eleger a criação dessa primeira máquina quântica como sendo o avanço científico mais significativo do ano de 2010 - a propósito, o artigo que descreveu a descoberta foi publicado na revista Nature.

Máquina quântica

A máquina quântica tem uma aparência muito simples: uma pequena haste metálica, semelhante à extremidade de um estilete, fixada de modo a vibrar no interior de um sulco escavado em um material semicondutor - tecnicamente trata-se de um ressonador mecânico.

Com a máquina quântica pronta, os cientistas resfriaram-na até que ela atingisse seu estado fundamental de energia, que é o estado de menor energia permitida pelas leis da mecânica quântica - de resto um objetivo longamente perseguido pelos físicos.

Em seguida, os cientistas injetaram na máquina quântica um único quantum de energia, um fónon, a menor unidade física de vibração mecânica, provocando-lhe o menor grau de excitação possível.

Então verificaram aquilo que era previsto pela mecânica quântica: a máquina quântica, visível a olho nu, vibrava muito e vibrava pouco ao mesmo tempo, um fenômeno absolutamente bizarro, que só pode ser explicado pela mecânica quântica (veja o artigo indicado acima para mais detalhes).

Sentido da realidade

A máquina quântica prova que os princípios da mecânica quântica podem ser aplicados ao movimento de objetos macroscópicos, assim como às partículas atômicas e subatômicas. Ela fornece o primeiro passo fundamental rumo à obtenção de um controle completo sobre as vibrações de um objeto no nível quântico.

Tal controle sobre o movimento de um dispositivo deverá permitir aos cientistas manipularem esses movimentos minúsculos, de forma parecida com o que eles fazem hoje ao manipular as correntes elétricas e as partículas de luz.

Por sua vez, essa capacidade poderá permitir a criação de novos dispositivos para controlar os estados quânticos da luz, detectores de força ultrassensíveis e, em última instância, abrirá o caminho para que se discuta os limites da mecânica quântica e até mesmo o nosso próprio sentido do que é a realidade.

Por exemplo, a mecânica quântica permite que uma partícula esteja em dois lugares ao mesmo tempo. Um experimento assim poderia nos dizer porque algo grande como um ser humano não pode conseguir o mesmo feito - ou poderia?

Bibliografia:

Quantum ground state and single-phonon control of a mechanical resonator
A. D. O’Connell, M. Hofheinz, M. Ansmann, Radoslaw C. Bialczak, M. Lenander, Erik Lucero, M. Neeley, D. Sank, H. Wang, M. Weides, J. Wenner, John M. Martinis, A. N. Cleland
Nature
April 2010
Vol.: 464, 697-703
DOI: 10.1038/nature08967

Quarto estado da matéria deixa físicos em êxtase

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Tabela Periódica será corrigida pela primeira vez na história

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Pela primeira vez na história, os pesos atômicos de alguns elementos da Tabela Periódica serão alterados.

A nova Tabela Periódica, descrita em um relatório científico que acaba de ser divulgado, irá expressar os pesos atômicos de 10 elementos de uma forma diferente, para refletir com mais precisão como esses elementos são encontrados na natureza.

Os elementos que terão seus pesos atômicos alterados são: hidrogênio, lítio, boro, carbono, nitrogênio, oxigênio, silício, cloro, enxofre e tálio.

"Por mais de 150 anos os estudantes aprenderam a usar os pesos atômicos padrão - um valor único - encontrados na orelha dos livros didáticos de química e na Tabela Periódica dos elementos," comenta o Dr. Michael Wieser, da Universidade de Calgary, no Canadá e membro da IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada).

Contudo, explica ele, conforme a tecnologia foi evoluindo, os cientistas descobriram que aqueles números tão bem decorados não são tão estáticos quanto se acreditava anteriormente.

Ciência, indústria e esportes

As modernas técnicas analíticas conseguem medir o peso atômico de vários elementos com altíssima precisão.

E essas pequenas variações no peso atômico de um elemento são importantes não apenas nas pesquisas científicas, mas também em outras atividades práticas.

Por exemplo, medições precisas da abundância dos isótopos de carbono podem ser usadas para determinar a pureza e a origem de alimentos como a baunilha ou o mel.

Medições dos isótopos de nitrogênio, cloro e outros são utilizadas para a detecção de poluentes em rios e águas subterrâneas.

Nas investigações de doping nos esportes, a testosterona, que melhora o desempenho dos atletas, pode ser identificada no corpo humano porque o peso atômico do carbono na testosterona humana natural é maior do que na testosterona farmacêutica.

Pesos atômicos como intervalos

Os pesos atômicos destes 10 elementos agora serão expressos em intervalos, com limites superiores e inferiores.

Por exemplo, o enxofre é conhecido por ter um peso atômico de 32,065. No entanto, o seu peso atômico real pode estar em qualquer lugar no intervalo entre 32,059 e 32,076, dependendo de onde o elemento é encontrado.

"Em outras palavras, o peso atômico pode ser utilizado para identificar a origem e a história de um determinado elemento na natureza," afirma Wieser.

Elementos com apenas um isótopo estável não apresentam variações em seu peso atômico. Por exemplo, o peso atômico padrão do flúor, alumínio, sódio e ouro são constantes, e seus valores são conhecidos com uma precisão acima de seis casas decimais.

E agora, professor?

"Embora esta mudança ofereça benefícios significativos na compreensão da química, pode-se imaginar o desafio para os professores e estudantes, que terão que escolher um único valor de um intervalo ao fazer cálculos de química," diz a Dra Fabienne Meyers, diretor adjunto do IUPAC.

"Nós esperamos que os químicos e os educadores tomem este desafio como uma oportunidade única para incentivar o interesse dos jovens em química e gerar entusiasmo para o futuro criativo da química," afirma Meyers.

O trabalho que embasou a primeira correção já feita na Tabela Periódica durou de 1985 a 2010. A mudança vai coincidir com o Ano Internacional da Química, que será celebrado em 2011.

Considerada um dos maiores feitos científicos de todos os tempos, a tradicional Tabela Periódica tem sofrido "ataques" de várias frentes de pesquisa, conforme o conhecimento científico avança.

MIT questiona modelos climáticos do IPCC

Morgan Bettex - MIT - 20/08/2010

Os modelos do IPCC calculam que a Terra deveria estar mais quente do que está na realidade e atribui a diferença aos aerossóis, que resfriariam o planeta. Pesquisadores do MIT invertem o argumento e afirmam que eles aquecem.[Imagem: NASA]

Papel dos aerossóis

Novas pesquisas mostram que os aerossóis não apenas esfriam, mas também aquecem o planeta - uma descoberta que pode ofuscar a validade dos modelos de mudança climática.

Exatamente o quanto a Terra se tornará mais quente como resultado das emissões de gases de efeito de estufa - e o quanto ela se aqueceu desde os tempos pré-industriais - são alvos de debates intensos.

Em seu relatório de 2007, o IPCC (Painel Intergovernamental sobre Mudança Climática) órgão formado pela ONU (Organização das Nações Unidas) para avaliar as mudanças climáticas, afirma que a temperatura da superfície do planeta subirá entre 1,8 e 4,0 graus Celsius até 2100, com uma melhor estimativa situando-se entre 1,1 e 6,4 graus, compreendendo os dois cenários avaliados.

Tendência para o aquecimento

No entanto, os modelos computadorizados do IPCC têm uma tendência de superestimar o aquecimento: se os modelos do IPCC estivessem corretos, hoje o planeta deveria ser mais quente do que é de fato.

O IPCC atribui a discrepância aos aerossóis - partículas microscópicas na atmosfera que são criadas tanto naturalmente (poeira soprada pelos ventos do deserto) como pela atividade humana (gotículas de líquido produzidos pela queima de combustíveis).

Como os aerossóis ajudam as gotículas das nuvens a se transformar em partículas de gelo, que refletem a luz solar de volta para o espaço, eles ajudam a esfriar a Terra e, possivelmente, reduzir o aquecimento causado pelas emissões.

Mas Richard Lindzen, professor de meteorologia do MIT (Massachusetts Institute of Technology), nos Estados Unidos, está entre aqueles que questionam a precisão dos modelos do IPCC, criticando sobretudo o argumento dos aerossóis.

Em um artigo publicado na revista Proceedings of National Academy of Sciences, Lindzen e seu colega Choi Yong-Sang sugerem que os aerossóis não apenas refrigeram o sistema Terra-atmosfera - o sistema pelo qual a atmosfera e os oceanos interagem e afetam o clima global -, mas também aquecem esse sistema.

Problema dos aerossóis

Ao descrever os potenciais efeitos antagônicos dos aerossóis a pesquisa questiona os modelos do IPCC porque, se os aerossóis de fato aquecem o planeta, eles não podem ser usados como explicação para um pretenso resfriamento real em relação ao aquecimento que os modelos estipulam. Os modelos do IPCC dizem que a Terra deveria ser mais quente do que é na realidade hoje - a explicação, diz o IPCC, deve-se aos aerossóis, que esfriam o planeta. A pesquisa do MIT afirma que os aerossóis na verdade aquecem o planeta, o que deixa os modelos do IPCC com problemas em má situação.

"Os modelos climáticos atuais geralmente superestimam o aquecimento atual e assumem que o aquecimento excessivo é cancelado pelos aerossóis", dizem os pesquisadores em seu artigo. "[Nossa pesquisa] oferece um exemplo potencialmente importante de que o efeito secundário é de aquecimento, reduzindo assim a capacidade dos aerossóis para compensar o aquecimento excessivo nos modelos atuais." Ou seja, o grau em que os aerossóis podem compensar as superestimativas dos modelos de aquecimento permanece em aberto, sugere a pesquisa.

Thomas Stocker, copresidente do Grupo de Trabalho I do IPCC, que está examinando os aspectos científicos físicos do sistema climático e das alterações climáticas, não quis comentar o estudo, mas disse que a pesquisa de Lindzen e Choi é parte relevante do trabalho revisado pelos pares que o grupo irá avaliar no seu Quinto Relatório de Avaliação das mudanças climáticas, a ser publicado em 2013.

Aerossóis e a formação das nuvens

Em sua pesquisa, Lindzen e Choi analisaram dados sobre a formação das nuvens e aerossóis de poeira - pequenas partículas de areia e silicato na atmosfera - que foram coletados pelo satélite climático CALIPSO, de junho de 2006 a maio de 2007.

As análises revelaram que havia cerca de 20 por cento menos partículas de nuvem "super-resfriadas" - gotículas que são uma mistura de água e gelo, mas refletem mais luz solar do que o gelo - em regiões onde os aerossóis de poeira estavam presentes. Essa diferença, sugerem Lindzen e Choi, poderia aquecer a atmosfera nessas regiões.

Segundo os pesquisadores, a redução nas partículas super-resfriadas ocorre quando os aerossóis viajam para uma camada da atmosfera onde a temperatura é de cerca de menos 20 graus Celsius, e "efetivamente matam" as gotículas super-resfriadas das nuvens, fazendo-as formar gelo. Poucas gotículas de nuvem super-resfriadas significa que as nuvens refletem menos luz solar, o que pode ter um efeito de aquecimento no clima.

Este efeito, acreditam os pesquisadores, deve ser incorporado nos modelos de mudança climática. "O IPCC assume que todos os efeitos secundários dos aerossóis sejam no aumento da reflexividade, o que tem deixado de fora um fator muito importante que pode levar ao efeito oposto", diz Lindzen.

Incertezas da sensibilidade climática

O trabalho é importante para o debate sobre o aquecimento global porque lança luz sobre as incertezas da sensibilidade climática, que é o termo que o IPCC usa para descrever as mudanças que uma duplicação do dióxido de carbono teria sobre as temperaturas médias globais (o relatório do IPCC de 2007 prevê que a mudança deve ser entre 2 e 4,5 graus Celsius até o final do século, com uma melhor estimativa de cerca de 3 graus Celsius).

De acordo com o climatologista Trude Storelvmo, da Universidade de Yale, "o efeito dos aerossóis sobre o clima, em especial através da sua influência sobre as nuvens, representa atualmente a força mais incerta da mudança climática".

Embora os modelos do IPCC assumam que os aerossóis resfriam o sistema Terra-atmosfera, a cientista de Yale adverte que "a menos que possamos quantificar este suposto resfriamento dos aerossóis, contrariando o aquecimento devido ao aumento dos gases estufa, não podemos dizer qual é a sensibilidade climática do sistema Terra-atmosfera."

Como os dados dos satélites podem ser limitados, ela sugere que pesquisas futuras devem incluir medições dos aerossóis e propriedades das nuvens coletadas por instrumentos a bordo de aviões voando na atmosfera superior. Ela acha que esta combinação poderia ajudar a resolver uma questão que permanece sem resposta no artigo: por que poucas nuvens super-resfriadas foram detectadas sobre a América do Sul, ainda que o satélite não tenha detectado poeira ou aerossóis de carbono sobre aquela região.

Lindzen concorda que os cientistas do clima não podem se basear exclusivamente nas técnicas de sensoriamento remoto para obter "dados sólidos e irrefutáveis" sobre os aerossóis e as nuvens. Mesmo assim, ele está ansioso pelo lançamento de satélites e instrumentos melhores, para que ele e seus colegas possam reunir o máximo de dados possível sobre como as nuvens evoluem "de forma que possamos apontar melhor o que os aerossóis fazem."

Até que os cientistas descubram a peça que falta no quebra-cabeças da mudança climática, será difícil prever os efeitos do aquecimento no futuro.

Bibliografia:

Space observations of cold-cloud phase change
Yong-Sang Choi, Richard S. Lindzen, Chang-Hoi Ho, Jinwon Kim
Proceedings of the National Academy of Sciences
June 22, 2010
Vol.: 2010 107 (25) 11211-11216
DOI: 10.1073/pnas.1006241107

Esquecer o Farol Alto? Nunca mais!

É isso aí. Para aqueles motoristas esquecidinhos (quem nunca fez isso) que deixa sempre o farol alto acesso e acaba atrapalhando outros motoristas, chegou o COMMUTER. Esse sistema desenvolvido por três estudiosos, entre eles Dovany Nonato, promete trocar o facho dos faróis dos automóveis automaticamente.

Estudos mostram que a visão ofuscada pelo farol alto demora até sete segundos para ser recuperada, tempo em que um veículo a 80km/h percore 155 metros, o suficiente para causar um grave acidente. Pensando nisso, os pesquisadores explicam a importância do sistema. Seu funcionamento não é muito complicado de se entender. O COMMUTER é acionado automaticamente quando o farol alto do veículo é ligado. Dessa forma, a partir de sensores, o sistema identifica a presença de um carro vindo no sentido oposto e assim, diminui a incidência de luz contra esse veículo. E após o cruzamento, volta a aumentar a incidência de luz ao verificar a ausência de carros à sua frente.

O COMMUTER demorou cinco anos para ser desenvolvido e já foi homologado pelo Departamento Nacional de Trânsito (Denatran).