sexta-feira, 31 de dezembro de 2010

Cientistas pretendem criar simulador da vida na Terra

Terra
LES pretende simular todos os acontecimentos da Terra
Um grupo internacional de cientistas está tentando criar um simulador para recriar tudo o que acontece na Terra, desde os padrões do clima global à disseminação de doenças, passando por transações financeiras internacionais ou mesmo os congestionamentos nas ruas de uma cidade.
Batizado de Living Earth Simulator (LES, ou Simulador da Terra Viva), o projeto tem como objetivo ampliar o entendimento científico sobre o que acontece no planeta, encapsulando as ações humanas que moldam as sociedades e as forças ambientais que definem o mundo físico.
“Muitos problemas que temos hoje – incluindo as instabilidades sociais e econômicas, as guerras, a disseminação de doenças – estão relacionadas ao comportamento humano, mas há aparentemente uma séria falta de entendimento sobre como a sociedade e a economia funcionam”, afirma Dirk Helbing, do Instituto Federal Suíço de Tecnologia, que dirige o projeto FuturICT, que pretende criar o simulador.
Graças a projetos como o Grande Colisor de Hádrons, o acelerador de partículas construído na Suíça pela Organização Européia para Pesquisa Nuclear (Cern, na sigla em francês), os cientistas sabem mais sobre o início do universo do que sobre nosso próprio planeta, diz Helbing.
Segundo ele, necessita-se de um acelerador de conhecimento, para fazer colidir diferentes ramos do conhecimento.
“A revelação das leis e dos processos ocultos sob as sociedades constitui o grande desafio mais urgente de nosso século”, afirma.
O resultado disso seria o LES. Ele seria capaz de prever a disseminação de doenças infecciosas, como a gripe suína, descobrir métodos para combater as mudanças climáticas ou mesmo identificar pistas de crises financeiras incipientes.
Supercomputadores
Grande Colisor de Hádrons
Para cientista, sistema deve ser como um acelerador de conhecimento
Mas como funcionaria esse sistema colossal? Para começar, seria necessário inserir grandes quantidades de dados, cobrindo toda gama de atividades no planeta, explica Helbing.
Ele também teria que ser movido pela montagem de supercomputadores que ainda estão para ser construídos, com a capacidade de fazer cálculos em uma escala monumental.
Apesar de os equipamentos para o LES ainda não terem sido construídos, muitos dos dados para alimentá-lo já estão sendo gerados, diz Helbing.
Por exemplo, o projeto Planetary Skin (Pele Planetária), da Nasa (agência espacial americana), verá a criação de uma vasta rede de sensores coletando dados climáticos do ar, da terra, do mar e do espaço.
Para completar, Helbing e sua equipe já começaram a identificar mais de 70 fontes de dados online que eles acreditam que possam ser usadas pelo sistema, incluindo Wikipedia, Google Maps e bases de dados governamentais.
A integração de milhões de fontes de dados – incluindo mercados financeiros, registros médicos e mídia social – geraria o poder do simulador.
Pântano de dados
Terra
Objetivo é transformar pântano de dados em modelos precisos
O próximo passo é criar uma base para transformar esse pântano de dados em modelos que recriam com precisão o que está ocorrendo hoje na Terra.
Isso só será possível com a coordenação de cientistas sociais, especialistas em computação e engenheiros para estabelecer as regras que definirão como o LES vai operar.
Segundo Helbing, esse trabalho não pode ser deixado para pesquisadores de ciências sociais tradicionais, que tipicamente trabalham por anos para produzir um volume limitado de dados.
Também não é algo que poderia ter sido conseguido antes – a tecnologia necessária para fazer funcionar o LES somente estará disponível na próxima década, observa Helbing.
Por exemplo, o LES precisará ser capaz de assimilar vastos oceanos de dados e ao mesmo tempo entender o que significam esses dados.
Isso só será possível com a maturação da chamada tecnologia de web semântica, diz Helbing.
Hoje, uma base de dados sobre poluição do ar seria percebida por um computador da mesma maneira que uma base de dados sobre transações bancárias globais – essencialmente apenas uma grande quantidade de números.
Mas a tecnologia de web semântica será capaz de trazer um código de descrição dos dados junto com os próprios dados, permitindo aos computadores entendê-los dentro de seu contexto.
Além disso, nossa abordagem sobre a coleta de dados deve enfatizar a necessidade de limpá-los de qualquer informação que se relacione diretamente a um indivíduo, explica Helbing.
Segundo ele, isso permitirá que o LES incorpore grandes quantidades de dados relacionados à atividade humana sem comprometer a privacidade das pessoas.
Uma vez que uma abordagem para lidar com dados sociais e econômicos em larga escala seja acertada, será necessário construir centros com supercomputadores necessários para processar os dados e produzir a simulação da Terra, diz Helbing.
Capacidade de processamento
Pessoas se protegem da gripe suína
Sistema poderia prever disseminação de doenças infecciosas
A geração de capacidade de processamento para lidar com a quantidade de dados necessários para alimentar o LES representa um desafio significativo, mas está longe de ser um impedimento.
Para Peter Walden, fundador do projeto OpenHeatMap e especialista em análise de dados, se olharmos a capacidade de processamento de dados do Google, fica claro que isso não será um problema para o LES.
Apesar de o Google manter segredo sobre a quantidade de dados que é capaz de processar, acredita-se que em maio de 2010 o site usava cerca de 39 mil servidores para processar um exabyte (1.000.000.000.000.000.000 bytes) de dados por mês – quantidade de dados suficientes para encher 2 bilhões de CDs por mês.
Se aceitarmos que apenas uma fração das “várias centenas de exabytes de dados sendo produzidos no mundo a cada ano seriam úteis para uma simulação do mundo, o gargalo do sistema não deverá ser sua capacidade de processamento”, diz Warden.
“O acesso aos dados será um desafio muito maior, além de descobrir como usá-los de forma útil”, afirma.
Warden argumenta que simplesmente ter grandes quantidades de dados não é suficiente para criar uma simulação factível do planeta.
“A economia e a sociologia falharam consistentemente em produzir teorias com fortes poderes de previsão no último século, apesar da coleta de muitos dados. Eu sou cético de que grandes bases de dados farão uma grande mudança”, diz.
“Não é que não sabemos o suficiente sobre muitos dos problemas que o mundo enfrenta, mas é que não tomamos nenhuma medida a partir das informações que temos”, argumenta.
Independentemente dos desafios que o projeto enfrenta, o maior perigo não é tentar usar as ferramentas computacionais que temos hoje e que teremos no futuro para melhorar nosso entendimento das tendências socioeconômicas, diz Helbing.
“Nos últimos anos, tem ficado óbvio, por exemplo, que necessitamos de indicadores melhores que o Produto Interno Bruto (PIB) para julgar o desenvolvimento social e o bem-estar”, argumenta.
No seu âmago, ele diz, o objetivo do LES é usar métodos melhores para medir o estado da sociedade, o que poderia então explicar as questões de saúde, educação e ambiente. “E por último, mas não menos importante, (as questões) de felicidade”, acrescenta.

FONTE: BBC Brasil - Ciência & Saúde

quarta-feira, 29 de dezembro de 2010

Nova forma de se produzir Biocombustível


Biocombustível de levedura
Cientistas obtêm nova linhagem de levedura capaz de produzir mais etanol e a partir de mais açúcares (Wikimidia)

Divulgação Científica

Biocombustível de levedura

28/12/2010
Agência FAPESP – Um grupo internacional de cientistas anunciou ter conseguido obter geneticamente uma nova linhagem de levedura que se mostrou capaz de produzir etanol a partir do uso de mais tipos de açúcares de plantas.
Para produzir comercialmente combustíveis como o etanol, que no Brasil é derivado da cana-de-açúcar, microrganismos devem ser capazes de fermentar sacarídeos encontrados em vegetais, como glicose, xilose ou celobiose. O problema é que a maioria dos micróbios não consegue converter todos esses açúcares em combustível que possa ser produzido em escala.
No novo estudo, Yong-Su Jin, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, e colegas, expandiram a capacidade natural da levedura Saccharomyces cerevisiaede fermentar glicose ao modificar geneticamente o fungo – que também é usado na produção de pão e cerveja – para que se tornasse capaz de transportar proteínas de outro tipo de levedura, aPichia stipitis.
Embora as duas leveduras sejam da mesma família, apenas a Pichia stipitis é capaz de fermentar a xilose, açúcar derivado de madeiras e associado à celulose.
A linhagem de levedura resultante se mostrou capaz de fermentar os três açúcares – glicose, xilose e celobiose – e, segundo a pesquisa, que será publicada esta semana no site da revista Proceedings of the National Academy of Sciences, com a produção de muito mais etanol do que as linhagens naturais.
A levedura modificada também superou um problema de linhagens obtidas em pesquisas anteriores, que fermentavam açúcares pobremente mesmo na presença de glicose abundante. Segundo os autores da nova pesquisa, os resultados deverão ajudar no desenvolvimento de biocombustíveis avançados feitos a partir de matéria orgânica.
O artigo Engineered Saccharomyces cerevisiae capable of simultaneous cellobiose and xylose fermentation(doi/10.1073/pnas.1010456108), de Yong-Su Jin e outros, poderá ser lido em breve por assinantes da PNAS emwww.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1010456108

segunda-feira, 27 de dezembro de 2010

Reator para produção de combustível a partir da luz solar


Combustível solar
Reator capaz de produzir rapidamente combustível a partir da luz solar, com o uso de dióxido de carbono e água, é a novidade descrita em artigo na revista Science(divulgação)

Divulgação Científica

Combustível solar

27/12/2010
Agência FAPESP – Um reator capaz de produzir rapidamente combustível a partir da luz solar, com o uso de dióxido de carbono e água, é a novidade descrita por um grupo de cientistas na edição atual da revista Science
O processo, que emprega também um óxido do raro metal cério, é semelhante ao observado no crescimento das plantas: o uso de energia do sol para converter dióxido de carbono em polímeros baseados em açúcar, isto é, compostos orgânicos.
Os compostos derivados da fotossíntese podem perder oxigênio por meio da degradação no subsolo durante milhares de anos (cujo resultado são os combustíveis fósseis como o petróleo) ou por um processo muito mais rápido de dissolução, fermentação e hidrogenização, empregado na produção de biocombustíveis.
Até agora, a conversão de luz solar em combustível químico não se mostrou um processo eficiente e a geração de combustível solar, na prática, continua distante.
Na nova pesquisa, William Chueh, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, nos Estados Unidos, e colegas demonstram um possível modelo de reator para essa produção.
No modelo, a luz solar é concentrada para aquecer o óxido de cério a uma temperatura suficiente para que o oxigênio se desprenda de sua estrutura. O modelo então também tiraria átomos de oxigênio da água ou do dióxido de carbono para substituir os que foram perdidos no óxido, resultando na produção de hidrogênio e de monóxido de carbono.
O hidrogênio e o monóxido de carbono que sobraram podem ser combinados de modo a produzir combustíveis por meio de uma nova catálise.
O modelo conta com uma abertura para permitir a entrada de luz solar de forma concentrada e desenhada de modo a refleti-la internamente por múltiplas vezes, garantindo a captura eficiente da luz. Peças cilíndricas do óxido são posicionadas dentro da cavidade e passam por centenas de ciclos de aquecimento e esfriamento de modo a induzir a produção de combustível.
O artigo High-Flux Solar-Driven Thermochemical Dissociation of CO2 and H2O Using Nonstoichiometric Ceria, de William Chueh e outros, pode ser lido por assinantes da Science em www.sciencemag.org

quarta-feira, 22 de dezembro de 2010

Pérolas do ENEM 2009 (Aquecimento Global)

Demorou, mas saiu! 

As pérolas do ENEM 2009 
O tema da redação do Enem 2009 foi Aquecimento Globale como acontece todo ano, não faltaram preciosidades. Lá vão:

1) "o problema da amazônia tem uma percussão mundial. Várias Ongs já se estalaram na floresta." (percussão e estalos. Vai ficar animado o negócio)

2) "A amazônia é explorada de forma piedosa." (boa)

3) "Vamos nos unir juntos de mãos dadas para salvar planeta." (tamo junto nessa, companheiro. Mais juntos, impossível)

4) "A floresta tá ali paradinha no lugar dela e vem o homem e créu." (e na velocidade 5!)

5) "Tem que destruir os destruidores por que o destruimento salva a floresta." (pra deixar bem claro o tamanho da destruição)

6) "O grande excesso de desmatamento exagerado é a causa da devastação." (pleonasmo é a lei)
7) "Espero que o desmatamento seja instinto." (selvagem)
8) "A floresta está cheia de animais já extintos. Tem que parar de desmatar para que os animais que estão extintos possam se reproduzirem e aumentarem seu número respirando um ar mais limpo." (o verdadeiro milagre da vida)

9) "A emoção de poluentes atmosféricos aquece a floresta." (também fiquei emocionado com essa)

10) "Tem empresas que contribui para a realização de árvores renováveis." (todo mundo na vida tem que ter um filho, escrever um livro, e realizar uma árvore renovável)
11) "Animais ficam sem comida e sem dormida por causa das queimadas." (esqueceu que também ficam sem o home theater e os dvd's da coleção do Chaves)

12) "Precisamos de oxigênio para nossa vida eterna." (amém)

13) "Os desmatadores cortam árvores naturais da natureza." (e as renováveis?)

14) "A principal vítima do desmatamento é a vida ecológica." (deve ser culpa da morte ecológica)
15) "A amazônia tem valor ambiental ilastimável." (ignorem, por favor)

16) "Explorar sem atingir árvores sedentárias." (peguem só as que estiverem fazendo caminhadas e flexões)

17) "Os estrangeiros já demonstraram diversas fezes enteresse pela amazônia." (o quê?)

18) "Paremos e reflitemos." (beleza)

19) "A floresta amazônica não pode ser destruída por pessoas não autorizadas." (onde está o Guarda Belo nessas horas?)

20) "Retirada claudestina de árvores." (caráulio)

21) "Temos que criar leis legais contra isso." (bacana)

22) "A camada de ozonel." (Chris O'Zonnell?)

23) "a amazônia está sendo devastada por pessoas que não tem senso de humor." (a solução é colocar lá o pessoal da Zorra Total pra cortar árvores)

24) "A cada hora, muitas árvores são derrubadas por mãos poluídas sem coração." (para fabricar o papel que ele fica escrevendo asneiras)

25) "A amazônia está sofrendo um grande, enorme e profundíssimo desmatamento devastador, intenso e imperdoável."(campeão da categoria "maior enchedor de lingüiça")

26) "Vamos gritar não à devastação e sim à reflorestação." (NÃO!)

27) "Uma vez que se paga uma punição xis, se ganha depois vários xises." (gênio da matemática)

28) "A natureza está cobrando uma atitude mais energética dos governantes." (red bull neles - dizem as árvores)

29) "O povo amazônico está sendo usado como bote expiatório" (ótima)

30) "O aumento da temperatura na terra está cada vez mais aumentando." (subindo!)

31) "Na floresta amazônica tem muitos animais: passarinhos, leões, ursos, etc." (deve ser a globalização)

32) "Convivemos com a merchendagem e a politicagem." (gzus)

33) "Na cama dos deputados foram votadas muitas leis." (imaginem as que foram votadas no banheiro deles)

34) "Os dismatamentos é a fonte de inlegalidade e distruição da froresta amazonia." (oh god)

35) "O que vamos deixar para nossos antecedentes?" (dicionários....lacrados?!)

quarta-feira, 15 de dezembro de 2010

Física Nuclear: Reações Nucleares


     Quando dois núcleos se movem um em direção ao outro e, apesar da repulsão coulombiana, se aproximam o suficiente para que haja interação entre as partículas de um com as partículas do outro pela força nuclear, pode ocorrer uma redistribuição de núcleons e diz-se que aconteceu uma reação nuclear.
     Usualmente, as reações nucleares são produzidas bombardeando-se um núcleo alvo com um projétil que pode ser algum tipo de partícula ou núcleo pequeno, de modo que a repulsão coulombiana não se torne um obstáculo muito grande.
     As reações que envolvem energias não muito grandes ocorrem em duas fases.
     Na primeira fase, o núcleo alvo e o projétil se agrupam, formando o que se chama de núcleo composto num estado altamente excitado.
     Na segunda fase, o núcleo composto decai por qualquer processo que não viole os princípios de conservação.





     Por exemplo, uma partícula a, com uma energia cinética de cerca de 7 MeV, colide com um núcleo de nitrogênio 14. O resultado é um núcleo composto que consiste de todos os núcleons da partícula a e do nitrogênio 14 num estado altamente excitado.
     Esse núcleo composto, sendo constituído de 9 prótons, é um núcleo de fluor. Como esse núcleo composto está num estado altamente excitado, pode-se esperar que ele emita uma partícula (ou um fóton) no processo de passagem a um estado menos excitado ou ao estado fundamental do núcleo filho.
     Se o núcleo filho é o do oxigênio 17, a reação é a seguinte:

     a + 14N7  [ 18F9 ]  17O8 + p

     O núcleo composto persiste como entidade única por um intervalo de tempo muito pequeno (menos de 10-19 s), decaindo para um estado mais estável com a emissão de um próton.
     Como as energias de ligação da partícula a, do núcleo de nitrogênio 14 e do núcleo de oxigênio 17 são:

     E(a) = [ 2 ( 1,0078 ) + 2 ( 1,0087 ) - 4,0026 ] 931,4815 MeV = 28,3170 MeV  28 MeV

     E(N) = [ 7 ( 1,0078 ) + 7 ( 1,0087 ) - 14,0031 ] 931,4815 MeV = 104,6985 MeV  105 MeV

     E(O) = [ 8 ( 1,0078 ) + 9 ( 1,0087 ) - 16,9991 ] 931,4815 MeV = 131,8978 MeV  132 MeV

e como a partícula a incide com uma energia cinética de cerca de 7 MeV, o próton emitido tem uma energia cinética de cerca de ( - 28 - 105 + 7 + 132 ) MeV = 6 MeV.
     Um núcleo composto pode decair por qualquer processo que não viole os princípios de conservação. Por exemplo:


     27Al13 + p  [ 28Si14 ] 24Mg12 + a
27Si14 + n
28Si14 + g
24Na11 + 3p + n



     Ainda como exemplo, considere as seguintes reações:

     a + 24Mg12  [ 28Si14 ]  27Al13 + p

     a + 9Be4  [ 13C6 ]  12C6 + n

     Essas reações são interessantes porque produzem prótons e nêutrons com grandes energias cinéticas.
     Por outro lado, as partículas a de fontes radioativas naturais são efetivas para produzir transformações nucleares apenas em núcleos com números atômicos menores que Z = 19 (correspondente ao potássio) devido à intensidade da repulsão coulombiana entre essas partículas a e os núcleos atômicos alvo.
     Nêutrons, ao contrário, podem penetrar, em princípio, qualquer núcleo, já que não são repelidos pelos prótons. Por exemplo, um nêutron pode ser absorvido por um núcleo de prata 107 para formar um núcleo de prata 108:

     107Ag47 + n  [ 108Ag47 ]  108Cd48 + e- + n*

     O núcleo de prata 108 não ocorre na natureza, ou seja, é um isótopo artificial da prata. Esse núcleo é radioativo e dacai emitindo um elétron e um antineutrino e produzindo um núcleo de cádmio 108.
     A maioria dos núcleos artificiais são instáveis e radioativos. Os núcleos radioativos artificiais são produzidos por reações nucleares. Os elementos transurânicos, em particular, são normalmente produzidos pela captura de nêutrons seguida de decaimento b-.
     Por outro lado, o que se chama de espalhamento é a reação nuclear em que projétil e partícula liberada são a mesma partícula. O espalhamento é elástico quando, durante o processo, não varia a energia cinética da partícula, e inelástico, caso contrário.


FONTE:

obrigado pela visita

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