quarta-feira, 19 de janeiro de 2011

Empuxo - Animação

Empuxo - Animação


Publicado em: 8 Jan 2011
Atualizado em: 8 Jan 2011
No vídeo, feito com recursos de animação em 3D, uma explicação da natureza do Empuxo e do princípio de Arquimedes. O material foi criado para o site Fisicanimada, em que é possível assistir ao vídeo integralmente e com alta resolução, além de encontrar outras animações e material para ser visto com óculos 3D.
Autor: Mauricio Otaviano de Queiroz - Físico.

Localização: Assistir ao vídeo no site de origem


segunda-feira, 17 de janeiro de 2011

Física: as dez maiores descobertas de 2010...


À procura da antimatéria
Revista Physics World elege as dez maiores descobertas na área em 2010. Em primeiro lugar ficaram os experimentos relacionados à pesquisa sobre a antimatéria realizados no Cern, com um dos grupos integrados por brasileiros

Especiais

À procura da antimatéria

17/1/2011
Por Elton Alisson
Agência FAPESP – A revista Physics World, do Instituto de Física do Reino Unido (IOP), elegeu as dez maiores descobertas na área em 2010. Em primeiro lugar, ficaram os experimentos relacionados à pesquisa sobre a antimatéria realizados por dois grupos internacionais de físicos no Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern), um dos quais integrados por brasileiros.
Em novembro de 2010, uma equipe de pesquisa do experimento Alpha (Antyhydrogen Laser Physics Apparatus), composta por 35 cientistas de diferentes nacionalidades, entre os quais os brasileiros Claudio Lenz Cesar, professor da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), e Daniel de Miranda Silveira, do Laboratório Riken, no Japão, conseguiu aprisionar, pela primeira vez, por 170 milissegundos (milésima fração de segundo), 38 antiátomos de anti-hidrogênio – equivalentes na antimatéria aos átomos de hidrogênio.
Algumas semanas depois, outro grupo, do experimento Asacusa (Atomic Spectroscopy and Colisions Using Slow Antiprotons), anunciou a criação de um novo capturador de átomos de anti-hidrogênio que poderá ser utilizado para estudá-los com a ajuda de microondas.
De acordo com os editores da Physics World, as descobertas sobre o anti-hidrogênio realizadas pelos dois grupos no Cern ficaram em primeiro lugar no ranking elaborado pela publicação, porque deverão tornar possível realizar estudos mais precisos sobre os antiátomos. E, ao compará-los com os átomos de hidrogênio, poderão esclarecer um dos maiores mistérios da física: por que há mais matéria do que antimatéria no Universo?
“A física não tem um bom modelo para explicar a ausência no Universo da antimatéria, que é criada juntamente com a matéria e é o espelho dela, mas com carga trocada”, disse Lenz Cesar à Agência FAPESP.
“O fato é que não existe antimatéria naturalmente no Universo, porque, se houvesse, ela se encontraria com a matéria e as duas se aniquilariam, produzindo raios gama e outras partículas”, explicou.
Segundo o cientista, uma das pistas para uma melhor explicação da desigualdade na distribuição de matéria e antimatéria pode estar na violação do Teorema de CPT (carga-paridade-tempo) da física de partículas.
O teorema prevê que os antiátomos, enquanto compostos por partículas de cargas inversas às que compõe os átomos normais, devem ter as mesmas características desses, como por exemplo, os níveis de energia e seus tempos de vida.
A descoberta de uma diferença entre os níveis de energia de um antiátomo de hidrogênio com relação aos de um átomo do mesmo elemento químico pode ajudar os físicos a entender porque não há antimatéria naturalmente no universo. Isso provocaria uma mudança radical na física.
“Se os níveis de energia do átomo e do antiátomo de hidrogênio forem iguais, continuaremos sem uma boa explicação para a ausência de antimatéria no Universo. Mas, se forem diferentes, será necessário reescrever a teoria fundamental da física”, disse Lenz Cesar.
Para fazer a comparação, a equipe Alpha, integrada pelos brasileiros, pretende começar a realizar em 2012 medições com alta precisão dos níveis de energia dos antiátomos de hidrogênios que conseguiram aprisionar em novembro com o uso de campos magnéticos e elétricos intensos e temperaturas muito baixas.
Já bastante frios e caminhando lentamente pela armadilha magnética utilizada para capturá-los, para medi-los os pesquisadores reconstruirão equipamento que montaram para capturar os antiátomos de hidrogênio de modo a permitir a entrada de laser por janelas ópticas no sistema.
Ao interagir os antiátomos de hidrogênio com o laser por um longo tempo, os cientistas pretendem ver, pela primeira vez, a estrutura hiperfina dos níveis de energia das partículas e compará-los com os dos átomos de hidrogênio – o que pode fornecer a evidência para a violação do Teorema de CPT.
“Hoje, mesmo que não consigamos resfriar mais os antiátomos de hidrogênio aprisionados, teríamos a possibilidade de comparar os níveis de energia da matéria e da antimatéria em precisão de partes em 1011. A medida atual com hidrogênio, da diferença de energia entre os níveis 1S e 2S, tem 14 algarismos significativos. Mas, nesse experimento, temos a expectativa de fazer a medição com um precisão insuperável, que até hoje ninguém conseguiu”, afirmou.
Participação brasileira
De acordo com Lenz Cesar, os pesquisadores brasileiros exercerão um papel muito importante no novo experimento. O laser que será utilizado no equipamento para visualizar os antiátomos de hidrogênio está sendo projetado paralelamente na UFRJ e em Genebra, na Suíça, onde está localizado o Cern.
Além disso, o segundo cientista brasileiro que participa do projeto, Silveira, é o atual coordenador técnico do projeto colaborativo de pesquisa. “Ele vai consolidar os desenhos técnicos do novo experimento, que é uma posição extremamente importante em um experimento desse alcance”, contou.
Orientado por Lenz Cesar em seu doutorado e primeiro pós-doutorado, na UFRJ, Silveira seguiu para o Cern em 2006 para realizar seu segundo pós-doutorado. E, após quatro anos no laboratório suíço, deverá retornar ao Brasil em agosto de 2011, para lecionar na UFRJ.
Lenz Cesar começou a participar do projeto desde o início, em 1996, após concluir seu doutorado no Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). Durante o curso, o físico brasileiro fez uma das medidas mais precisas já realizadas sobre os níveis de energia do átomo de hidrogênio, que os pesquisadores pretendem repetir, agora, com os átomos de anti-hidrogênio.
“Esse trabalho, do ponto de vista da física fundamental, é o sonho de qualquer físico. É um experimento difícil, de longo prazo, e que poderá mexer com as bases da física atual”, disse. 

quarta-feira, 12 de janeiro de 2011

Da sala de aula para o espaço


Da sala de aula para o espaço
Professores e estudantes de escola de Ubatuba (SP) constroem satélite que deverá ser lançado nos Estados Unidos e entrar em órbita ainda em 2011

Especiais

12/1/2011
Revista Pesquisa FAPESP – Um grupo de professores e 120 estudantes do quinto ano da Escola Municipal Tancredo Neves, de Ubatuba, litoral norte paulista, em conjunto com empresários e pesquisadores voluntários, estão construindo um satélite artificial que deve ser lançado nos Estados Unidos e entrar em órbita ainda este ano.
A iniciativa partiu do professor de matemática Candido Osvaldo de Souza. Em fevereiro de 2010, ele leu em uma revista de divulgação científica que uma empresa dos Estados Unidos, a Interorbital, vendia kits de satélites chamados TubeSats, que permaneciam em órbita a 300 quilômetros de altitude durante três meses. Ousadamente, Souza pensou em construir e lançar um desses. Os alunos aprovaram seu plano, mesmo sabendo que teriam de enfrentar muitas dificuldades, que Souza está superando, uma a uma.
Para começar, não tinham como pagar os U$ 8 mil do kit do satélite. Souza, porém, conseguiu o patrocínio de empresas locais que cobriram as despesas. Depois, ele descobriu que somente por meio de uma fundação seria possível enviar o dinheiro à empresa nos Estados Unidos. Conversou com os dirigentes da escola, com os políticos da cidade e conseguiu transformar a Associação de Pais e Mestres em uma fundação. O professor de matemática teve de batalhar também uma licença do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), órgão federal sediado em São José dos Campos, interior paulista, que constrói e gerencia satélites no Brasil.
Aos poucos, Souza conseguiu o apoio de outros professores, que mobilizaram os estudantes de todas as classes e promoveram um concurso para selecionar a mensagem que o satélite deve emitir nos três meses em que estiver em órbita.
A equipe coordenada por ele e por Emerson Yaegashi, que também ensina matemática, trabalha agora nos dispositivos eletrônicos do interior do satélite. Receberam os componentes e as instruções para montar os protótipos e a versão definitiva. Vendo que precisava de ajuda, Souza procurou uma empresa de robótica e desenvolvimento de software sediada na cidade de São Paulo, a Globalcode, e teve uma grata surpresa: os diretores, Vinicius Senger e Yara Mascarenhas Hornos Senger, moravam em Ubatuba.
“Vencidas as etapas financeira e burocrática, agora o grande desafio é construir o recheio do satélite”, diz Yara. Depois de coordenarem o treinamento sobre eletrônica básica para os professores, Vinicius e Yara começaram voluntariamente a ajudar docentes e alunos a desenhar, corroer e soldar as placas dos protótipos do satélite.
“Criamos a placa Ubatubino, que pode ser reutilizada para outras funções e as próprias crianças podem fabricar, usando programas de fonte aberta e material simples, como um ferro de passar roupa”, diz Vinicius. “As crianças estão fazendo pequenos computadores, com capacidade similar aos que os astronautas usaram na década de 1960 quando pousaram na Lua. É totalmente viável construirmos satélites educacionais inteiramente no Brasil, sem depender de importações, e promover, por exemplo, competições entre escolas.”
A edição de janeiro da revista SatMagazine , especializada em satélites, citou o trabalho realizado em Ubatuba: “O TubeSats já é parte do currículo de universidades e escolas ao redor do mundo. Talvez o mais ambicioso projeto esteja no Brasil em um programa coordenado por Candido Osvaldo e Emerson Yaegashi, no qual 120 estudantes criaram 22 maquetes do TubeSats em sala de aula. Os alunos que construírem as melhores maquetes ganharão a honra de montar o TubeSat orbital real”.
Sérgio Mascarenhas, coordenador de projetos do Instituto de Estudos Avançados (IEA) da Universidade de São Paulo (USP) em São Carlos, tem acompanhado com entusiasmo a construção do satélite de Ubatuba: “O apoio à iniciativa do professor é a saída para melhorarmos a educação no Brasil”, comenta. Em férias, o professor Candido Osvaldo de Souza não foi encontrado para comentar o projeto que ele coordena.
Imagens
O vídeo “Mão na massa: aprendendo a soldar, criar placas, corroer e fabricar placas no seu escritório” contém etapas do processo de produção das placas pelos professores e pelas crianças – como a impressão, usando ferro de passar roupa. 

terça-feira, 11 de janeiro de 2011

Comemorando o Ano Internacional da Química

Cresce interesse brasileiro por ciência

Cresce interesse brasileiro por ciência
Interesse da população brasileira pela ciência aumentou nos últimos quatro anos, segundo pesquisa divulgada pelo MCT. De acordo com coordenador do estudo, resultados revelam “percepção social madura da ciência".

Especiais

11/1/2011
Por Fábio de Castro
Agência FAPESP – O interesse da população brasileira pela ciência aumentou consideravelmente nos últimos quatro anos. A conclusão é da pesquisa “Percepção Pública da Ciência e Tecnologia”, realizada no fim de 2010 com mais de 2 mil pessoas em todo o país e divulgada nesta segunda-feira (10/1) pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT).
Em pesquisa anterior, realizada em 2006, o número de interessados ou muito interessados em ciência era de 41% dos brasileiros. O percentual subiu, em 2010, para 65%.
De acordo com o coordenador do estudo, Ildeu de Castro Moreira, os resultados – que em breve serão publicados no site do MCT – não apenas revelam um interesse crescente, mas apontam também que a população brasileira tem uma percepção cada vez mais madura a respeito da ciência.
“Os resultados mostram que a população brasileira confia no cientista, acredita que a pesquisa é fundamental, apoia o aumento de recursos para o setor e acha que a ciência traz benefícios para sua vida. Por outro lado, as opiniões não são desprovidas de crítica: há uma consciência dos perigos e limites éticos existentes. Concluímos que a população brasileira tem uma percepção social bastante madura da ciência”, disse Moreira à Agência FAPESP.
O estudo envolveu 2016 pessoas, que responderam questionários semelhantes aos utilizados na versão de 2006. As entrevistas foram estratificadas quanto a sexo, idade, escolaridade, renda e região de moradia. A margem de erro, segundo Moreira, é de 2%.
“Esse tipo de estudo é importante porque nos traz informações sobre a visão e as atitudes do brasileiro em relação ao assunto. Ele identifica também carências e lacunas. Esses dados podem nos fornecer subsídios para políticas públicas”, afirmou.
Antes da pesquisa de 2006, apenas um estudo sobre percepção pública da ciência havia sido realizado em âmbito nacional, em menor escala, em 1987, de acordo com Moreira.
“Esperamos que dentro de quatro anos tenhamos uma série histórica que nos permita fazer comparações ao longo do tempo”, afirmou. Segundo ele, os resultados serão publicados em livro pelo Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE), permitindo comparações com o estudo de 2006.
Em São Paulo, os trabalhos de percepção pública da ciência tiveram início em 2003, em uma pesquisa pioneira e internacional, conduzida pela FAPESP, pela Rede Iberoamericana de Ciência e Tecnologia (Ricyt), da Argentina e pela Organização dos Estados Iberoamericanos (OEI). Os dados deram base para um capítulo contido nos Indicadores de Ciência, Tecnologia e Inovação em São Paulo – 2004, publicado pela FAPESP.



Meio ambiente em alta

Os resultados mostraram que, para o público brasileiro, a ciência é mais interessante que temas populares como esportes. Do total dos entrevistados, 65% se dizem interessados e muito interessados em ciência e 62% em esportes.
O meio ambiente é o tema mais “popular”, com 83% de interessados e muito interessados. Em 2006, o percentual era de 58%. Em seguida, aparece medicina e saúde, com 81%. Apenas 59% declararam-se interessados ou muito interessados em arte e cultura. “O fato do tema do meio ambiente ter ultrapassado medicina e saúde é um dos aspectos mais marcantes da pesquisa”, disse Moreira.
Segundo Moreira, no entanto, as respostas sobre o interesse pelos diversos temas oferecem certa ambiguidade, já que as pessoas têm concepções diferentes sobre o que é ciência, arte, ou cultura. Para superar essa incerteza, seria preciso utilizar métodos qualitativos em um estudo com grupos focais.
“Neste tipo de enquete conseguimos fazer uma apreciação geral e nacional. Se por um lado perdemos em profundidade, ganhamos em generalidade – e como há várias questões, a incerteza em relação aos conceitos é amenizada. Um aspecto importante foi que formulamos as questões dentro de padrões internacionais e, com isso, poderemos no futuro fazer comparações com outros países”, disse.
Os assuntos preferidos entre os 65% interessados ou muito interessados em ciência são ciências da saúde (30,3%), informática e computação (22,6%), agricultura (11,2%), engenharias (8,4%), ciências biológicas (6%). Temas como matemática, física, química, ciências da terra, ciências sociais e história ficam com percentuais entre 3% e 4%. Astronomia e espaço tem 1,6%.
Entre os que declararam não se interessar por ciência e tecnologia, a maior parte, 36,7%, alegou como razão para o desinteresse que “não entende” o assunto. Mais de 36% alegam que visitam museus e não participam de eventos científicos porque eles não existem em sua região.

“Grande parte dos brasileiros declara não ter acesso a eventos e msueus. De fato, a densidade de instituições científico-culturais é muito pequena, especialmente no Norte, no Nordeste e no Centro-Oeste. Entretanto, a visitação e participação em eventos científicos aumentou em relação a 2006”, disse Moreira. 


Ciência nacional ainda é desconhecida

Embora diversas respostas, segundo Moreira, tenham revelado uma visão madura do público em relação à ciência, algumas delas chamam a atenção para o desconhecimento sobre o tema.
Uma parcela de quase 82% dos entrevistados não soube citar nenhuma instituição de pesquisa científica no Brasil. Entre os demais, 23,5% citaram o Instituto Butantan e 12,1% citaram o Instituto Oswaldo Cruz. Mais de 87% não souberam citar nenhum cientista brasileiro importante. Entre os demais, 40% citaram Oswaldo Cruz e 29% citaram Carlos Chagas.
“Trata-se, sem dúvida, de uma deficiência associada à precariedade da escola, tanto no ensino básico como na universidade. Os livros não têm conteúdos sobre o que foi feito na ciência nacional. A mídia em geral também não dá destaque a isso e é muito mais pautada no exterior – com boas exceções”, disse Moreira.
Houve avanços, no entanto, na apreciação dos brasileiros sobre a ciência nacional desde 1987, quando mais da metade dos entrevistados a consideravam atrasada em relação ao contexto mundial.
“A apreciação que é feita hoje é bem realista e coloca a ciência nacional em um patamar intermediário – onde de fato ela está. Hoje apenas 26% acham que temos uma ciência atrasada”, disse. Quase 50% dos entrevistados consideram a ciência brasileira em um patamar intermediário e 19,7% a julgam avançada.
Em relação aos benefícios trazidos pela ciência, segundo Moreira, a população brasileira é a mais otimista do mundo. “O otimismo é uma característica cultural do brasileiro. Além disso, houve um avanço econômico e social importante no país nos últimos anos e muita gente teve acesso à televisão, celulares e internet – o que é associado com a tecnologia”, disse.

Os médicos, segundo a pesquisa, são as fontes de informação sobre ciência com mais credibilidade para 27,6% dos entrevistados. Os jornalistas, para 19,9%. Os religiosos para 13,6%. Os cientistas de institutos de pesquisa públicos para 12,3%. Já os cientistas que trabalham para empresas são a fonte com mais credibilidade para apenas 4,1%. 


Outros resultados

Para mais de 42% dos entrevistados, a ciência traz mais benefícios que malefícios. Para quase 39%, traz apenas benefícios. Exatos 14% acreditam que a ciência traz tanto benefícios como malefícios. Apenas 2,5% acreditam que os malefícios predominam.
Os benefícios da ciência mais citados pelos entrevistados foram aqueles trazidos para a saúde e proteção contra doenças” (26,1%) e para melhorar a qualidade de vida (19,1%). Os principais malefícios foram “trazer problemas para o meio ambiente” (26,9%), “redução de emprego” (12,9%), “provocar o surgimento de novas doenças” (12,6%) e “produzir alimentos menos saudáveis” (12,2%).
Para metade dos brasileiros, o conhecimento dá aos cientistas poderes que os tornam potencialmente perigosos. Para 56%, a maioria das pessoas é capaz de entender o conhecimento científico se ele for bem explicado. Para 51%, a pesquisa científica é essencial para o desenvolvimento da indústria.
As descobertas científicas em si não são boas nem más – o que importa é a forma como elas são usadas – na opinião de 57% dos entrevistados. Para 66%, as autoridades devem obrigar legalmente os cientistas a seguirem padrões éticos.
Os cientistas são “pessoas inteligentes que fazem coisas úteis à humanidade” para 38,5% da população. São “pessoas comuns com treinamento especial para 12,5%. Para 11,1%, são pessoas que trabalham muito sem querer ficar ricas. Para 9,9% são “pessoas que se interessam por temas distantes da realidade dos outros. Para 9,3%, são “pessoas que servem a interesses econômicos” e para 7,3% são “pessoas excêntricas de fala complicada”.
As necessidades tecnológicas definem os rumos da ciência para mais de 40% da população. Para 16,8%, os rumos são ditados pela demanda do mercado econômico e, para 9,1%, pelas grandes empresas multinacionais.
O desenvolvimento da ciência brasileira não é maior porque os recursos são insuficientes, na visão de 31% dos entrevistados. Para 16,3%, o problema são os laboratórios mal equipados. Mais de 12% acham que o número de cientistas é pequeno.
Os governos devem aumentar os recursos que destinam à pesquisa científica e tecnológica, na opinião de 68% dos entrevistados. Para 72%, as empresas privadas brasileiras deveriam investir mais na pesquisa. Na opinião de 30% da população, o desenvolvimento científico e tecnológico levará a uma diminuição das desigualdades sociais no país.
Para o público, as áreas de maior importância para o desenvolvimento no país são os setores de medicamentos (32,1%), agricultura (15%), mudanças climáticas (14,8%) e energia solar (14%). Depois aparecem biocombustíveis (6%), computadores e tecnologia da informação (4%), ciências sociais (3,6%), biotecnologia (3,3%), exploração de recursos do mar (1,9%), nanotecnologia (1,3%) e exploração espacial (1,3%). 

segunda-feira, 10 de janeiro de 2011

Aplicando a Química e a Física para gelar a cerveja rapidamente

Época de festas e de férias...e um dos objetivos do blog é relacionar os conceitos físicos e químicos com o cotidiano.

Bem em se tratando de aplicar a Química e a Física no  dia a dia, aí vai uma boa dica que recebi através de email, do Professor de Matemática do Ceebja de Sarandi - PR., Issao Massago.

Não que esteja incentivando o consumo de cerveja, lembrando que podemos gelar também outras bebidas, como por exemplo refrigerantes.

PS.:  Já fiz o teste, aprovado...rsrsrs...agora é a vez de vcs...




GELO

A carne já está na churrasqueira...

... a galera chega com latas e mais latas de cerveja quente. Como gelar?

O professor Cláudio Furukawa, do Instituto de Física da USP vai responder essa questão.

Coloque o gêlo e as latas num isopor

Para cada saco de gelo, coloque
2 litros de água

Para cada 2 sacos de gêlo adicione 0,5 kg de sal refinado
e 0,5 litro de álcool  (92 GL)

A água aumenta a superfície de contato, o sal reduz a temperatura de fusão do gelo (ele demora mais para derreter)

e por uma reação química o álcool retira calor das latas de cerveja.

Os físicos denominam o composto de: mistura frigorífica   -  GELO, ÁLCOOL, SAL E ÁGUA

A mistura frigorífica é barata e a cerveja fica em ponto de bala após 3 minutos.

sexta-feira, 7 de janeiro de 2011

O Mais Estranho do Universo

Quando pequeno, morava em Borrazópolis, uma pequena cidade da região do Vale do Ivaí aqui no Paraná. Nas noites ficava observando e contando as estrelas e imaginando quais os mistérios poderiam exitir no Universo. Os anos passaram, meu conhecimento científico aumentou,  mesmo assim  não diminui minha curiosidade sobre os mistérios do Universo, aliás, aumentou e cada vez mais fico encantado em saber que ainda existem "coisas entranhas no Universo" à serem descobertas.
O vídeo abaixo fala exatamente  sobre o Universo, que assisti no site: seuhistory.com,  mostando "O Mais Estranho do Universo", é realmente estranho, saber que podem existir no Universo:
-Nuvens de Etanol, Partículas que atravessam o corpo, um Planeta perdido no sistema solar, Vida nas Nuvens de Vênus, Pulsares, Magnetares, etc...
 O vídeo é em cinco partes, a primeira postei aqui, às outras  assistam no http://www.seuhistory.com/videos.html.

segunda-feira, 3 de janeiro de 2011

A ciência da computação nos filmes



Luzes, câmera, simulação
Artigo na Science destaca os avanços em ciência da computação que têm permitido a criação de simulações realistas em filmes como Avatar, A origem ou Shrek(divulgação)

Divulgação Científica

Luzes, câmera, simulação

3/1/2011
Agência FAPESP – Avatar, A origem, Matrix, Shrek, Toy Story, WALL-E, UP – Altas Aventuras, Batman, Homem de Ferro, Homem-Aranha. O que esses e muitos outros filmes recentes têm em comum?
Além de terem sido grandes sucessos de bilheteria, todos esses fizeram uso extensivo de recursos computacionais. Sem os avanços recentes na computação gráfica, tais filmes poderiam até ter sido feitos, mas certamente com resultados bem distintos.
Em artigo na edição atual da revista Science, Robert Bridson e Christopher Batty, da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, destacam que as cenas impressionantemente realistas no cinema de animação têm como base avanços na simulação de como objetos e fluidos se movem, colidem e quebram.
A utilização da computação gráfica não se dá apenas em filmes de animação (ou desenhos animados), mas em produções com atores de carne e osso. Atualmente, são poucos os filmes que dispensam o seu uso.
“A simulação em computador de dinâmicas sólidas e fluidas é a base de muitos efeitos visuais vistos em filmes produzidos na última década. Essa abordagem não apenas é menos cara do que filmar ação ao vivo mas também evita ter que colocar atores e equipes em situações perigosas, além de permitir a visualização do impossível”, dizem os autores.
Segundo eles, soluções numéricas para equações físicas e avanços no processamento de algoritimos matemáticos permitem a criação em computadores de cenas – realistas ou fantásticas – que povoam os filmes atuais.
Os autores descrevem inovações e abordagens recentes no setor, que permitiram, por exemplo, criar cenas com objetos que se deformam, como roupas ou cabelos.
“Na simulação de cabelos, modelar os contatos entre fios individuais representa um problema de escala computacional. Calcular todas as colisões possíveis entre os cerca de 100 mil fios de cabelo em uma cabeça humana requer mais do que simples métodos de força bruta [computacional]”, afirmam.
É aí que entram as abordagens inovativas, como a do grupo de Aleka McAdams, na Universidade da Califórnia em Los Angeles, que resolvou lidar com cabelo não na forma de unidades distintas, mas como um fluido contínuo.
“Essa abordagem resolve movimentos dos cabelos como um todo, ao se obter a média dos movimentos em um campo vetorial contínuo. Mas equações realmente exatas de campos vetoriais ainda precisam ser derivadas”, ressaltam.
Graças aos avanços na tecnologia computacional, tanto em software como em hardware, os animadores hoje são capazes de simular cenas impossíveis há alguns anos, como nuances da pele humana, músculos em ação, água, fogo, fumaça e muitas outras cenas que envolvem fluidez de movimentos. No artigo, os autores comentam as inovações que têm permitido tais simulações.
Mas há ainda muitos desafios, destacam Bridson e Batty. Um deles é conseguir simular com fidelidade escalas com tamanhos múltiplos. Por exemplo, em cenas em que água em um mar agitado bate em rochas na costa, resultando em uma explosão na forma de ondas, espuma e jatos de gotas arremessados para todos os lados.
O artigo Computational Physics in Film (doi: 10.1126/science.1198769), de Robert Bridson e Christopher Batty, pode ser lido por assinantes da Science em www.sciencemag.org

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

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