“Por dentro da Ciência” do Instituto Americano de Física (17/11/08)
Inside Science News Briefs
17 de novembro de 2008
Por Jim Dawson
Inside Science News Service
Nascimento de Nosso Sistema Solar Encontrado na Poeira de um Cometa
As concepções artísticas do nascimento de nosso Sol e de nosso Sistema Solar geralmente mostram uma nuvem gigante de poeira rodopiando na vastidão do espaço. Enquanto a poeira colapsa para dentro, ela começa a lampejar mais quente e mais brilhante, até que se cria uma bola de gás quente e densa que conhecemos como o Sol. Logo depois, na escala de tempo astronômica, se formam os planetas a partir da poeira e do gás que giram em torno do novo sol.
Tudo isso realmente aconteceu a cerca de 4,5 bilhões de anos atrás e os cientistas que estudaram três pequenos grãos do que pode ter sido parte dessa poeira original — retirada do cometa Wild 2 por uma espaçonave em 2004 — relatam que essa poeira é rica em cálcio e alumínio, dois dos primeiros minerais a se solidificarem na infância de nosso Sistema Solar. Os cientistas da Universidade de Chicago que estão realizando as pesquisas, batizaram as partículas de Inti, Inti-B e Inti-C, o nome do deus solar dos Incas. Os minerais contidos nas partículas, que são muito menores do que a espessura de um fio de cabelo humano, provavelmente se formaram bem no interior da nuvem de poeira primordial que criou o Sol.
Embora as partículas sejam interessantes em si próprias, elas levantaram a questão sobre como elas saíram do centro da nuvem primordial e foram parar em um cometa gelado que os cientistas acreditam ter-se formado nos limites externos do Sistema Solar. A existência das partículas no cometa indica que ou havia turbulência na nuvem d poeira original, ou que ocorreu um fenômeno chamado fluxo bipolar (veja uma imagem deste fenômeno aqui) no jovem Sol, aventou Steven Simon, um geofísico da Universidade de Chicago. Em um artigo publicado na edição de novembro de Meteoritics and Planetary Science, Simon e outros 11 cientistas dizem que a descoberta das partículas pode também indicar que temos que repensar como se formam os cometas.
“Porque eles [os cometas] são carregados de gelos, nós sempre pensamos que eles são objetos do Sistema Solar Exterior”, declarou o geofísico Lawrence Grossman, um co-autor do estudo. “Mas pode ser que os gelos dos cometas tenha se formado muito mais perto, depois que a parte interior da nebulosa solar se resfriou, e incorporado o material de alta temperatura que se formou antes”. Existe, ainda, uma outra possibilidade, dizem os cientistas: talvez o material no cometa tenha se formado em torno de outra estrela, uma similar ao Sol, e vindo à deriva até as bordas externas de nosso Sistema Solar.
Tudo isso a partir de três grãos de poeira.
A Vida Anda Complicada? Durma um pouco.
Embora a ciência esteja longe de realmente entender o real papel do sono em nossas vidas, psicólogos da Universidade de Chicago acabam de publicar uma pesquisa que demonstra que o sono ajuda a mente a aprender tarefas complexas e ajuda as pessoas a se lembrarem como realizarem essas tarefas, depois que elas esqueceram como fazê-las. O teste envolveu ensinar a grupos de estudantes do nível médio como jogar video games complicados e testar, depois, quantas habilidades eles se lembravam e quantas eles tinham esquecido. A diferença nos escores dos grupos foram correlacionados entre o grupo que tinha dormido entre o aprendizado e o jogo, e o que não tinha dormido. “Os pesquisadores demonstraram, pela primeira vez, que pessoas que tinham ‘esquecido’ como realizar uma tarefa complexa 12 horas depois do treinamento, descobriam que essas capacidades ficavam restauradas após uma noite de sono”, declara um press release da Universidade de Chicago.
“O sono consolidou o aprendizado, restaurando o que tinha sido perdido durante o decurso de um dia após o treinamento e protegendo o que tinha sido aprendido contra perdas subseqüentes”, afirmou o psicólogo Howard Nusbaum. “Estas descobertas sugerem que o sono tem um importante papel no aprendizado de habilidades em geral, estabilizando e protegendo a memória”.
Os 200 estudantes envolvidos no estudo tinham pouca experiência com video games, declararam os pesquisadores. Os estudantes eram submetidos a um teste preliminar para estabelecer seu nível inicial de performance nos jogos e, então, eram ensinados a jogar. Um grupo era treinado de manhã e testado 12 horas depois, permanecendo acordados por todo o tempo. Outro grupo era treinado de manhã e testado na manhã seguinte. Dois outros grupos eram treinados à tarde e então testados 12 e 24 horas depois, respectivamente. Ambos os grupos eram deixados dormir depois do treinamento.
Os estudantes que foram testados 12 horas depois, sem dormir, viram seus escores cairem em 50% com relação aos escores obtidos logo após o treinamento. Os que tiveram uma noite de sono tiveram uma melhora de 10% em seus escores. Os que foram treinados à tarde e deixados dormir antes de serem testados novamente, viram melhorias similares em seus escores.
Nusbaum argumenta que, durante o sono, as distrações do dia são purgadas “e o cérebro fica pronto para realizar seu trabalho”. A pesquisa foi publicada na corrente edição de Learning and Memory.
Aprender de Novo é Mais Fácil
Os cientistas do Instituto Max Planck de Neurobiologia em Martinsried, Alemanha, descobriram que é mais fácil reaprender algo que já se soube e se esqueceu, do que aprender algo novo. Os pesquisadores já sabiam há muitos anos que o aprendizado ocorre e as memórias são criadas quando as células nervosas no cérebro fazem novas conexões entre si. Esses pontos de contato são chamados “sinapses” e permitem que a informação seja transferida de uma célula para a seguinte. Quando a conexão é rompida, a memória também é. “Nós esquecemos o que aprendemos”, dizem os pesquisadores.
Os cientistas queriam saber o que acontece no cérebro quando este aprende alguma coisa, esquece e, então, tem que aprender novamente. Monitorando o desenvolvimento das células em um cérebro, enquanto uma informação visual era enviada, então bloqueada e, depois, enviada novamente depois de vários dias, os pesquisadores perceberam que, quando as conexões entre os nervos erm rompidas, as células que mantinham a “memória” da informação original continuavam, mas eram postas fora do circuito. Quando as imagens retornavam, em lugar de usar células novas, o cérebro simplesmente religava as antigas.
“Uma vez que uma experiência que tenha ocorrido [dentro do cérebro] pode acontecer outra vez em uma ocasião posterior”, alega o pesquisador chefe Mark Hubener, “o cérebro aparentemente opta por reservar algumas ligações [sinapses] para um caso de necessidade”. Hubener e os outros pesquisadores no projeto afirmaram que isto é uma importante informação para a compreensão dos “processos fundamentais do aprendizado e da memória”.
Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência. Contatos: Jim Dawson, editor de notícias, em jdawson@aip.org.
Marco comemorativo…
Enquanto este blogueiro desnaturado dormia (após ter-se fartado de ver os replays da vitória — acachapante: 43 a 3 — dos Green Bay Packers sobre os Chicago Bears — tadinho do Obama!… 😛 — e como meu Vasco caminha a passos largos para a segundona… 😥 ) , esse Blog pretensioso passou dos 50.000 hits. 8)
Claro que o novo e prestigioso endereço mais do que triplicou a visibilidade deste Blog, portanto as congratulações são muito mais devidas aos Lablogratórios (e à generosidade do Átila e do Hotta em me convidarem), do que a meus risíveis dotes de tradutor.
Mas, para um velho que desperdiçou levou a maior parte da vida no meio militar, é uma satisfação sem par colaborar para a divulgação das novidades do campo científico. (Quem mandou?… Se tivesse estudado, seria professor de verdade… Êita frustração!…)
Aproveito para agradecer a você leitor de todas as partes do mundo onde há lusófonos e que chegaram a este Blog para encontrar as notícias originariamente veiculadas em inglês ou francês, e teve a paciência de aturar minha presunção de eventualmente postar minhas opiniões (pouco abalizadas) sobre assuntos dos quais eu entendo pouquíssimo. E mais ainda àqueles que apontaram minhas falhas e indicaram correções.
Muito obrigado a todos por darem um novo sentido para a vida de um velho pretensioso.
Memória… (sobre o que mesmo era esse post?… Ah! Sim…)
Cérebros “Super Idosos” revelam os primeiros segredos da boa memória na velhice
CHICAGO — Pode ser que você tenha um avô com 85 anos que ainda se divirta todo dia com as palavras cruzadas do jornal, ou uma tia com 94 anos que nunca se esquece de um nome ou de uma fisionomia. Eles parecem ser imunes à falta de memória que costuma assolar as pessoas de sua idade.
Pesquisadores da Escola Feinberg de Medicina da Universidade Northwestern consideraram se os cérebros dos idosos que mantinham uma memória afiada com um laser — chamados “super idosos” — eram, de alguma maneira, diferentes do normal das pessoas. Assim, em lugar da abordagem usual, na qual os cientistas exploram sobre o que se passou de errado no cérebro de uma pessoa idosa quando ela perde a memória, eles investigaram o que acontece de certo em um cérebro idoso que se mantém em pleno funcionamento.
Agora, eles conseguiram uma resposta preliminar. Os cientistas examinaram os cérebros de cinco pessoas falecidas, consideradas “super idosas” por causa da sua alta performance em testes de memória quando tinham mais de 80 anos, e compararam esses cérebros aos de outras pessoas idosas que não chegaram a ser consideradas como portadoras de demência senil. Os pesquisadores descobriram que os cérebros “super idosos” tinham muito menos emaranhados neurofibrilares do que aqueles que tinham envelhecido normalmente. Os emaranhados consistem de uma proteína chamada tau que se acumula dentro das células cerebrais e, se acredita, eventualmente as mata. Os emaranhados são encontrados em números moderados nos cérebros dos idosos e seu número aumenta significativamente nos portadores do Mal de Alzheimer.
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Emaranhado neurofibrilar de proteína tau. Imagem da WikiPedia Commons |
“Esta nova descoberta nos cérebros super idosos” é muito excitante”, declarou Changiz Geula, principal investigador deste estudo e professor-pesquisador no Centro de Neurologia Cognitiva e Mal de Alzheimer na Escola Feinberg na Northwestern. “Sempre se partiu do pressuposto que o acúmulo desses emaranhados fosse um fenômeno progressivo, associado ao processo de envelhecimento. Mas estamos vendo que alguns indivíduos são imunes à formação de emaranhados e que a presença desses emaranhados parece influenciar a performance cognitiva”. Indivíduos que têm poucos emaranhados apresentam uma performance superior, enquanto aqueles com mais emaranhados parecem ter um desempenho “normal” para suas idades, observou Geula.
Geula apresentou suas descobertas no encontro anual da Sociedade de Neurociência, no dia 16 de novembro (ontem) em Washington, D.C.
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Placas senis em um cérebro afetado pelo Mal de Alzheimer. Imagem da WikiPedia Commons |
O número de placas (senis) no cérebro dos “super idosos” era similar àquele encontrado nos cérebros dos idosos “normais”. A placa é um agregado de uma proteína chamada beta-amilóide que se deposita por fora das células cerebrais e interrompe a comunicação entre os neurônios. Da mesma forma que os emaranhados, as placas também são encontradas nos cérebros de pessoas idosas e são extremamente mais numerosas nos portadores do Mal de Alzheimer.
Geula declarou que o menor número de emaranhados nos “super idosos” parece ser uma diferença crítica na manutenção das habilidades da memória.
Alguns dos “ super idosos” acompanhados no estudo, realizaram tarefas associadas à memória com um desempenho semelhante a pessoas na faixa dos 50 anos. Por exemplo, depois de ouvirem uma narrativa, eles eram capazes de se lembrar dela logo após e de ainda se lembrar precisamente dos detalhes 30 minutos depois. Eles também se lembravam de uma lista de 15 palavras e rememoravam essas palavras igualmente bem quando testados depois de 30 minutos.
Geula declarou que as novas pesquisas vão se focalizar no que faz com que torna as células cerebrais nos “super idosos” mais resistentes à formação de emaranhados. “Nós queremos ver o que protege os cérebros dessas pessoas contra os danos que causam a perda da memória”, disse ele. “Compreender as características genéticas e moleculares dos cérebros que os tornam resistentes, pode levar um dia à capacidade de proteger os cérebros comuns contra a perda de memória”.
A pesquisa de Geula fz parte de um estudo mais amplo sobre os “super idosos” que está sendo conduzido no Centro de Neurologia Cognitiva e Mal de Alzheimer da Northwestern (Cognitive Neurology and Alzheimer’s Disease Center = CNADC). A meta do estudo é identificar pessoas com alta funcionalidade acim dos 80 e investigar quais são os fatores importantes para a manutenção da estabilidade nessa idade avançada. Alguns “super idosos” foram identificados e estão sendo acompanhados anualmente com testes de habilidades cognitivas. E o recrutamento para o estudo continua.
Outros colaboradores do estudo da Escola Feinberg School são Marsel Mesulam, M.D., diretor do CNADC e professor Ruth and Evelyn Dunbar de Psiquiatia e Ciências do Comportamento; Sandra Weintraub, professora de psiquiatria e ciências do comportamento; Emily Rogalski, professora-assistente pesquisadora de medicina.
Você faxinou sua casa hoje?…
Via EurekAlert:
National Institute of Standards and Technology (NIST)
Nanopartículas pela casa: Mais e menores do que as anteriormente detectadas
Partículas extremamente pequenas, na escala de nanômetros, são emitidas por aparelhos domésticos (principalmente os de cozinha) em quantidades abundantes, muito maiores do que as das nanopartículas maiores, detectadas anteriormente — revelam os pesquisadores do National Institute of Standards and Technology (NIST). As assim chamadas “partículas utra-finas” (“ultrafine particles” = UFP) variam de 2 a 10 nanômteros. Elas são emitidas por veículos motorizados e várias fontes domésticas, e começaram a atrair a atenção por causa de indícios crescentes de que podem causar doenças respiratórias e cardiovasculares.
Os pesquisadores do NIST realizaram uma série de 150 experiências, usando fornos a gás e elétricos, e torradeiras para estabelecer seus impactos no nível doméstico de nanopartículas. Estudos anteriores ficaram limitados a medir partículas com diâmetros maiores do que 10 nm, porém a nova tecnologia usada nas atuais experiências permitiu aos pesquisadores detectar partículas de até 2 nm — aproximadamente 10 vezes o tamanho de um átomo grande.
Esta faixa inexplorada entre os 10 e 2 nm contribuiu com mais de 90% de todas as partículas produzidas pelos tostadores a gás e elétricos abertos. Os fornos a gás e elétrico e a torradeira produziram a maior parte das UFP na faixa entre 10nm e 30nm.
O resultado dos testes deve afetar futuros estudos sobre a exposição de pessoas a partículas associadas a efeitos na saúde, principalmente porque a exposição a essas UFP no ambiente doméstico pode ser freqüentemente maior do que a exposição às mesmas em ambientes abertos.
Os pesquisadores vão continuar a pesquisar a produção de UFP por fontes domésticas. Muitos pequenos aparelhos domésticos, tais como secadores de cabelos, ferros a vapor e ferramentas elétricas, incluem elementos aquecedores que podem produzir UFP. As pessoas freqüentemente usam esses pequenos aparelhos a curtas distâncias por períodos relativamente longos, de forma que a exposição pode ser grande, mesmo que as emissões sejam baixas.
As experiências foram realizadas em uma casa-para-experiências com três dormitórios, construída no NIST e equipada para medir taxas de ventilação, condições ambientes e concentrações de substâncias contaminantes.
Artigo: L. Wallace, F. Wang, C. Howard-Reed and A. Persily. “Contribution of gas and electric stoves to residential ultrafine particle concentrations between 2 and 64 nm: Size distributions and emission and coagulation rates”. Environmental Science and Technology, DOI 10.1021/es801402v, publicado online em 30/10/2008.
Biólogos, por favor me expliquem
Está sendo veiculada pela mídia em geral (o EurekAlert, por exemplo, tem duas matérias sobre o assunto, ambas da Science: uma originária da Universidade de indiana: Prehistoric pelvis offers clues to human development e outra da National Science Foundation: The ‘hole’ story) sobre a descoberta de que as fêmeas do Homo Erectus desenvolveram um formato de pelve que permitiria o nascimento de crias com cérebros maiores.
Até aí, tudo bem… Mas quem nasceu primeiro: o ovo ou a galinha?… Uma mutação no cérebro do Homo Erectus criou indivíduos com cérbros maiores (e, portanto, com maiores habilidades) e a necessidade de parir esses macrocéfalos selecionou as mulheres capazes de parí-los?… Ou a existência de uma mutação na pelve das fêmeas do Homo Erectus proporcionou maiores condições de sobrevivência aos bebês macrocéfalos?…
Digo isto porque, do modo como a notícia está sendo veiculada, parece que a mutação evolutiva teve origem na maior capacidade pélvica das mães, coisa que me soa meio inverossímel já que um canal de parto mais aberto poderia ter resultado em diversas coisas que não crias com cérebros maiores (crias com ombros mais largos, por exemplo).
É muito mais fácil aceitar que a mutação tenha surgido de uma necessidade de ampliação do cérbro da espécie, para acomodar funções neurológicas mais complexas, e que isto tenha favorecido as fêmeas com a pelve mais adequada a dar à luz estas crias.
Me parce indisputável que a combinação de seres com cérebros maiores e mais capazes, com mães capazes de parí-los sem choques congênitos seja uma “vantagem” evolutiva. O que me parece ainda nebuloso é o motivo pelo qual essa mutação no tamanho do cérebro tenha ocorrido inicialmente (já que, a julgar pelo noticiário, essa seria uma mutação fadada ao fracasso, já que a maioria das fêmeas não teria capacidade de parir adequadamente essas crias) e a troco de que ela teria ocorrido (recordando Faraday: “Qual é a utilidade de um recém-nascido?”).
Ou será, ainda, que duas mutações totalmente independentes e que devem ter causado enormes problemas para a reprodução da espécie, acabaram por selecionar a combinação “ideal”: cérebro maior & pelve mais aberta? Isso corresponderia a uma tremenda “revolução cultural”, uma “modificação dos padrões estéticos” que definiriam não só os conceitos de “fêmea atraente” como a de “macho atraente”.
Meio “sofisticado” demais, não parece?…
“Por Dentro da Ciência” do Instituto Americano de Física (14/11/08)
Inside Science News Service
14 de novembro de 2008
O que o Presidente-Eleito Obama Precisa Saber Sobre Física
Terrorismo Biológico e Nuclear, Energia e Clima estão entre os principais tópicos
Mesmo os cientistas têm dificuldades em se manter em dia com o constante influxo de novas descobertas das pesquisas. Então, como o presidente dos EUA, no meio de um nevoeiro de questões a resolver diariamente, pode esperar se manter informado sobre desenvolvimentos científicos e tecnológicos que possam ter um impacto sobre a sociedade? Richard A. Muller, um professor da Universidade da Califórnia em Berkeley, aborda esse problema em seu novo livro, “Physics for Future Presidents” (“Física para Futuros Presidentes”). O livro se divide em cinco abrangentes áreas de tópicos que definem essencialmente as questões mais “quentes” dos dias de hoje: terrorismo, energia, nucleares, espaço e aquecimento global. Muller acredita que qualquer um que deseje ser um líder mundial precisa ter um núcleo de conhecimento nessas áreas.
O livro de Muller é baseado em um curso que ele vem ensinando em Berkeley há anos, de forma que ele teve tempo suficiente para pensar acerca do que o líder mundial precisa saber — ao menos sobre a parte do conhecimento que diz respeito ao mundo material. Eleito o melhor curso do campus, o curso de Muller, “Physics for Future Presidents” (“Física para Futuros Presidentes”) não faz uso de equações ou de descrições matemáticas detalhadas. Em lugar disso, o curso fornece uma apreciação dentro do bom-senso, porém acurada, de certos perigos e oportunidades tecnológicos.
Por exemplo, Muller acredita que o presidente deve saber sobre níveis de radiação (que é a dose cumulativa que é importante para efeitos médicos), acerca da diferença entre explosões de fissão e fusão nuclear (as últimas são muito mais poderosas), acerca do conteúdo energético de várias substâncias (gasolina, e até biscoitos, têm mais energia por peso do que TNT), e acerca do custo relativo da eletricidade obtida através das baterias usadas em telefones celulares, computadores e automóveis. O presidente deve ser capaz de absorver de maneira inteligente as informações acerca do impacto da tecnologia humana sobre o clima e que um dia excepcionalmente quente ou frio não é um indicador do futuro do clima.
O presidente não pode se dar ao luxo de aprender sobre essas coisas, tais como o perigo da radiação, no último minuto, argumenta Muller, porque, em certas circunstâncias, cada segundo conta. Considerem, por exemplo, a detonação de uma “bomba suja”, ou seja, uma explosão comum (não-nuclear) que espalha materiais radiativos. As baixas, destruição de coisas e até a radiação residual, provavelmente seriam muito pequenas. “O maior perigo de uma arma radiológica é o pânico e a histeria desnecessária que ela causaria. Uma “bomba suja” não é realmente uma arma de destruição em massa, mas é potencialmente uma arma causadora de pânico em massa”, afirma Muller. A alocação de recursos durante uma crise — militares, médicos, atendimentos de emergência e engenharia — necessitam de raciocínio rápido e preciso.
Muller encara a física como a “arte liberal de alta tecnologia”, na medida em que os físicos são treinados a resolver problemas em uma vasta gama de tópicos, muitos dos quais relacionados com os próprios tópicos — tais como as questões de energia e nucleares — que fazem parte do arcabouço do várias questões de segurança nacional. Provavelmente por causa disso, vários Consultores Científicos dos presidentes foram físicos.
Os Consultores Científicos vem perdendo o prestígio que já tiveram, acredita Muller, porque eles — e os cientistas em geral — são percebidos mais como um “grupo de pressão”, cuja meta é apenas obter mais verbas federais para a ciência. Um bom Consultor Científico presidencial, argumenta Muller ironicamente, não deveria “aconselhar tanto”. Em lugar disto, ela ou ele deveria agir como um sistema de alerta antecipado, informando ou instruindo o presidente (mas não fazendo “lobby”) em questões de ciência e tecnologia e seus possíveis impactos.
Muller tem uma longa experiência em fornecer assessoria científica para o governo. Por muitos anos ele foi um membro dos “Jasons”, uma organização dos principais cientistas que realizam encontros de um mês ou mais, durante cada verão, para estudar assuntos específicos — a maior parte deles relacionados com a segurança nacional — que sejam do interesse do Pentágono ou de outras agências federais. Esse trabalho, diz Muller, ensinou a ele o valor de fazer várias perguntas idiotas e acreditar necessariamente em tudo que é dito pelos experts.
Teste seus próprios conhecimentos presidenciais sobre ciências. A revista Nature apresenta um conjunto de perguntas do curso de Muller em seus website: www.nature.com/news/specials/climatepolitics/index.html
Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência. Contatos: Jim Dawson, editor de notícias, em jdawson@aip.org.
“Por dentro da Ciência” do Instituto Americano de Física (12/11/08)
Inside Science News Service
12 de novembro de 2008
Altos Padrões de Vida, mas com Menos Energia
Relatório faz Recomendações para a Economia de Energia em Edifícios e Automóveis
Por Phillip F. Schewe
Colaborador do ISNS
Usar a energia de maneira sábia vai ajudar a encher seu bolso, proteger o meio ambiente e, talvez, melhorar a segurança nacional — isto de acordo com um novo relatório sobre eficiência energética emitido pela Sociedade Americana de Física (American Physical Society = APS), a principal organização de físicos nos EUA. O relatório, que contempla o aumento da eficiência energética nos setores de transportes e da construção civil, faz diversas recomendações específicas para políticas, tais como conseguir independência dos combustíveis fósseis em novas construções até 2030; alcançar um rendimento de 35 milhas por galão (cerca de 15 km/l) para automóveis e caminhonetes até 2020 e de 50 milhas por galão (cerca de 21,5 km/l) até 2030; diminuir o consumo de energia per capita por todo o país; e aumentar a quantidade de dinheiro investido pelo governo federal em pesquisas sobre energia, até chegar aos patamares de 1980.
O presidente do comitê que preparou o relatório, Burton Richter, um cientista em Stanford e ganhador de um Nobel de Física, diz que estamos agora em uma era de instabilidade energética. Porém, diferentemente das crises anteriores, tais como a que atingiu os EUA em 1979, os atuais problemas energéticos provavelmente serão de longo prazo. A dependência americana de petróleo importado é muito maior do que era há 30 anos, existe uma competição com economias em desenvolvimento — especialmente a China e a Índia — por fontes de energia e, atualmente, temos consciência de um problema praticamente desconhecido em 1979, mais exatamente a ameaça ao clima criada pelas massivas emissões de dióxido de carbono.
De algumas formas, as coisas vão melhor do que há 30 anos. Os EUA, através de grandes melhoramentos na produtividade, foram capazes de cortar pela metade a quantidade de energia necessária para a produção de cada unidade do Produto Interno Bruto (PIB). Essas são as boas notícias. As más notícias são que os EUA ainda usam mais energia per capita do que qualquer outro país, exceto o Canadá. Os custos rapidamente crescentes dos combustíveis, a importação massiva de petróleo de lugares instáveis ao redor do globo e as preocupações de que a continuada dependência de combustíveis fósseis estejam alterando o clima, tudo isso realça a necessidade de aumentar a eficiência.
A eficiência energética é a quantidade de energia que alimenta um dispositivo, seja uma lâmpada ou um veículo, que realmente resulta no efeito desejado, tal como a produção de luz ou o movimento. A geração de energia elétrica em uma usina, por exemplo, é em média de 33% de eficiência. Somente cerca de um terço da energia contida em um certo peso de carvão se torna eletricidade; o resto se perde como calor.
Em seu exame do uso de energia no setor da construção, o estudo sobre eficiência da APS afirma que, por volta do ano de 2020, será economicamente factível construir prédios residenciais que não necessitem de consumo de combustíveis fósseis, exceto em climas muito quentes e úmidos. Tais “edifícios de energia-zero” (“zero-energy buildings”, ou ZEB) pode ser feito principalmente com tecnologia já existente, através de uma enorme diminuição na quantidade de energia necessária para aquecer e iluminar o edifício, e através de um maior emprego de fontes de energia renováveis, tais como painéis solares o topo. Muitos experts em energia abraçaram esta meta e até o Departamento de Energia do Governo dos EUA declarou que a construção de ZEB deve ser a meta para a construção de novos prédios do governo federal.
Diminuir a dependência dos edifícios comerciais do consumo intenso de energia é mais difícil do que o caso dos edifícios residenciais, por causa das diferenças de tamanho, formato e das demandas colocadas sobre os sistemas de aquecimento/refrigeração e iluminação. Porém, argumenta o relatório da APS, até com edifícios comerciais se pode chegar a zerar as necessidades de consumo de combustíveis fósseis por volta do ano de 2030.
Entretanto, para atingir essas metas, será necessário realizar muito mais pesquisa sobre energia. O relatório demonstra que o aumento de recursos só precisa chegar ao ponto que existia em 1980. As pesquisas naquele tempo levaram a um importante aumento nos padrões de eficiência. Por exemplo, as lâmpadas fluorescentes compactas e os refrigeradores atualmente usam apenas um quarto da energia em comparação com os modelos disponíveis há 30 anos. Os aparelhos de ar condicionado são duas vezes mais eficientes do que os de 1980. Esses melhoramentos dramáticos do uso de energia poderiam ser mantidos, argumentam vários experts, mas somente se um programa coordenado de pesquisas energéticas for posto em ação. Os melhoramentos se auto custearão na forma de menores contas de combustível.
A eficiência pode continuar a melhorar? Não teremos chegado ao ponto de extrair toda a eficiência possível? Bem, a Europa usa aproximadamente metade da energia elétrica per-capita da América, com a mesma qualidade de vida. Um menor consumo de energia pode ser possível nos EUA? Já é. O consumo per-capita de energia na Califórnia, cerca de metade da média nacional, vem se mantendo no mesmo patamar nos últimos 30 anos, principalmente por causa de um ambicioso programa de padrões para eletrodomésticos e outras inovações nos projetos de edifícios.
No fronte dos transportes, o relatório da APS reclama por melhores padrões de rendimento para carros e caminhonetes: uma frota com um consumo médio de 15 km/l até 2020 e 20 km/l até 2030. O relatório declara que as metas para 2020 são factíveis com os conhecimentos atuais de projetos, mas a meta para 2030 necessitará de esforços coordenados de pesquisa adicionais. Especialmente na área de baterias, que teriam que ser muito mais econômicas em termos de preços e capacidade de armazenagem de energia, os níveis de pesquisas e incentivos para a comercialização precisam ser aumentados.
O relatório sobre a energia da APS também deixa claro que, ao mesmo tempo que se deve avançar na pesquisa de componentes energéticos específicos, tais como baterias, eletrodomésticos, ou automóveis, é igualmente importante custear a pesquisa básica, o tipo de trabalho que resulta em novos conhecimentos fundamentais sobre novos tipos de materiais e processos de conversão de energia — e pesquisas aplicads de longo prazo que freqüentemente não é contemplada no orçamento federal de pesquisa e desenvolvimento.
Uma cópia do relatório pode ser obtida em: www.aps.org/energyefficiencyreport
Phillip F. Schewe é um escritor de ciências do Instituto Americano de Física e autor de “The Grid: A Journey Through the Heart of Our Electrified World” (National Academies Press, 2007).
Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência. Contatos: Jim Dawson, editor de notícias, em jdawson@aip.org.
“Por dentro da ciência” do Instituto Americano de Física (10/11/08)
Inside Science News Briefs
10 de novembro de 2008
Por Jim Dawson
Inside Science News Service
Anuais versus Perenes — Não é uma questão de “Fundo de Quintal”
Os cientistas no Instituto de Biotecnologia em Gent, Bélgica, descobriram o que torna as planas “anuais”, o que significa que elas vivem uma estação de crescimento e morrem, ou “perenes”, o que significa que elas renascem a cada primavera. A diferença, de acordo com o trabalho do cientista Siegbert Melzer, se resume a dois genes críticos que induzem a floração que, quando inibidos, podem transformar uma anual em perene. O rápido crescimento de flores e, em seguida, de sementes, é a estratégia que a maioria das anuais usam para se propagarem de uma geração para a próxima e de uma estação de crescimento para a outra. As anuais passam por “um rápido crescimento, após a germinação, e uma rápida transição para a floração e formação de sementes, economizando, assim, a energia necessária para a criação de estruturas permanentes”, diz uma declaração do Instituto acerca da pesquisa. “Elas germinam rapidamente depois do inverno, de forma que nascem antes das outras plantas, evitando, assim, a necessidade de competir por alimentos e luz. O truque é, basicamente, criar tantas sementes quanto possível em um tempo tão curto quanto possível”.
As perenes, em lugar disto, constroem “estruturas”, tais como botões, bulbos ou tubérculos que sobrevivem ao inverno, contendo células que ainda não estão especializadas e que, quando a nova estação de crescimento chegar, podem ser convertidos em caules e folhas. Uma anual usa todas as suas células não-especializadas para criar flores e, desta forma, após espargir suas sementes, morre. O crescimento das flores é disparado pela sensitividade da planta à duração do dia e da quantidade de luz solar. Quando a luz está no ponto certo, os “genes indutores da floração” são ativados. Desativando-se dois dos genes que induzem a floração na Arabidopsis thaliana, uma planta florescente cujo genoma foi inteiramente seqüenciado, os pesquisadores criaram plantas mutantes que “já não podem induzir a floração, mas… podem continuar a crescer vegetativamente ou florescer muito depois”. Uma vez que as plantas não usam todo seu estoque de células não-especializadas para fazer flores, elas se tornam perenes, capazes de continuar a crescer por um longo tempo. E, tal como perenes verdadeiras, as anuais alteradas mostram um crescimento secundário com formação de madeira.
Por que acontecem mais ataques cardíacos e derrames durante a manhã?
Ataques cardíacos e derrames ocorrem com mais freqüência durante a manhã, logo quando o relógio biológico das pessoas está “ligando” diversos sistemas físicos, se preparando para as atividades diárias. Os cientistas há muito tempo já conheciam esta ligação entre os ritmos biológicos e os ataques cardíacos, mas, agora, os pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade Emory descobriram que os ritmos diurnos das células que revestem os vasos sanguíneos podem ser parte do motivo. As células endoteliais nos vasos sanguíneos servem como uma interface entre o sangue e as artérias, controlando o tônus arterial e ajudando a impedir a formação de trombos que levam a ataques cardíacos e derrames, argumenta uma nota dessa escola de medicina. Essas células, que ajudam os vasos sanguíneos a relaxar, são criadas a partir de células progenitoras originadas na medula óssea.
Em seu estudo, Ibhar Al Mheid, um médico e pesquisador em cardiologia, mediu amostras de sangue retiradas de uma dúzia de pessoas saudáveis de meia idade, a cada quatro horas durante 24 horas. Foi descoberto que a capacidade de relaxamento dos vasos sanguíneos e do crescimento das células progenitoras atinge um pico à meia noite, cerca de quatro horas depois do pico no número de células endoteliais. “O revestimento de nossos vasos [sanguíneos] parece funcionar melhor à noite do que durante o dia”, declara Al Mheid. “A função endotelial fica particularmente deprimida nas primeiras horas da manhã”.
Estudos anteriores do ritmo biológico do coração humano, realizado por outros pesquisadores, mostra que vários fatores regulam a eficiência do próprio coração e que ele, na média, é mais capaz de tolerar estresse por volta das 5 horas da tarde e menos capaz de lidar com o estresse por volta das 9 da manhã.
Talvez os dinossauros não dançassem, afinal…
Uma notícia veiculada pelos geólogos da Universidade de Utah de que teriam encontrado uma “pista de dança de dinossauros” — uma área remota contendo ao menos um milhar de pegadas de dinossauros — foi contestada por um grupo de paleontologistas que visitou o local. Uma semana após a “pista de dança” ter sido alvo da atenção da mídia mundial, quatro chatos invejosos paleontologistas de outras instituições foram até a área dentro do Vermillion Cliffs National Monument na fronteira Arizona-Utah. Eles relataram que viram rastros de dinossauros ao irem para o local, porém nenhuma pegada na própria “pista de dança”.
“Simplesmente não há rastros ou características de rastros reais nesse lugar”, declarou o bolha Brent Breithaupt, diretor do Museu Geológico da Universidade do Wyoming. As depressões que os geólogos da Universidade de Utah interpretaram como pegadas fósseis são, mais provavelmente, buracos de erosão, disse a equipe de estraga-festas paleontologistas. Marjorie Chan, catedrática de geologia e geofísica em Utah, foi uma dos co-autores no artigo que descrevia as depressões como prováveis pegadas de dinossauros. Sua reação aos comentários dos sem-graça paleontologistas, ela declarou que, se os buracos são de erosão, eles são de um tipo extremamente incomum, comparados com os buracos de erosão na região.
Chan e Winston Seiler, que realizou a pesquisa como parte de sua tese de mestrado, disseram que não vão desdizer seu estudo que foi pulicado na Palaios, uma publicação internacional de paleontologia. Porém reconheceram que existem argumentos a favor das marcas serem buracos de erosão, em lugar de pegadas de dinossauros, e observaram que essa possibilidade foi citada em seu artigo. “A ciência é um processo evolutivo no qual buscamos a verdade”, declarou Chan. “Nós observamos o adequado processo científico de cuidadosos estudos comparativos com outros estudos publicados e pela revisão por pares. Nós fizemos uma considerável auto-crítica do projeto e chegamos a uma conclusão diferente da dos paleontologistas, mas estamos abertos ao diálogo e visamos contribuir para resolver a controvérsia”.
Este texto é fornecido para a media pelo Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física (American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência. Contatos: Jim Dawson, editor de notícias, em jdawson@aip.org.
Armazenar gás carbônico em rochas?…
Via EurekAlert:
The Earth Institute at Columbia University
Rochas poderiam ser mobilizadas para absorver vastas quantidades de CO2 do ar, diz estudo
Processo proposto aceleraria uma reação natural um milhão de vezes
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Grandes áreas do deserto de Oman são cobertas com carbonatos mineralizados, oriundos da reação do CO2 com rochas do manto. |
Cientistas dizem que um tipo de rocha encontrada na superfície ou em suas proximidades no Meio-Leste da nação de Oman e em outras áreas pelo mundo, pode ser mobilizada para absorver enormes quantidades do gás de efeito estufa dióxido de carbono. Seus estudos mostram que a rocha, conhecida como peridotito, reage naturalmente com o CO2, em taxas surpreendentemente altas, formando minerais sólidos — e que o processo pode ser acelerado em um milhão de vezes, ou mais, com métodos simples de perfuração e injeção. O estudo será publicado na edição desta semana de Proceedings of the National Academy of Sciences.
Peridotito compreende a maior parte ou quase toda a rocha no manto que fica por baixo da crosta terrestre. Ela começa a cerca de 20 quilômetros ou mais abaixo, porém, ocasionalmente, pedaços são exumados quando as Placas Tectônicas colidem e empurram o manto para a superfície, como acontece em Oman. Os geólogos já sabiam que, quando exposta ao ar, a rocha podia reagir rapidamente com o CO2, formando um carbonato sólido tal como o calcário ou o mármore. Entretanto, esquemas para transportá-la até usinas de energia, moê-la e combiná-la com os gases das chaminés tinham sido encarados como caros demais ou com baixo retorno energético. Os pesquisadores alegam que a descoberta de altas taxas de reação subterrânea, anteriormente ignoradas, significa que o CO2 pode ser enviado para lá artificialmente e com um custo muito menor. “Este método propiciaria um processo de baixo custo, seguro e permanente para capturar e armazenar o CO2 da atmosfera”, afirma o autor principal, o geólogo Peter Kelemen.
Kelemen e o geoquímico Juerg Matter, ambos do Observatório da Terra Lamont-Doherty da Universidade de Colúmbia, fizeram esta descoberta durante trabalhos de campo no deserto de Oman, onde trabalharam por anos a fio. Sua área de estudos, uma área do tamanho de Massachusetts (ou seja, de Alagoas), praticamente nua, de peridotito exposto, é recruzada na superfície com terraços, veios e outras formações de minerais carbonatados, formados rapidamente em eras recentes, quando os minerais na rocha reagiram com o ar ou a água repletos de CO2. Até 10 vezes mais carbonatos jazem em veios subterrâneos; mas se pensava, antes, que esses veios fossem formados por processos sem conexão com a atmosfera e que fossem tão antigos como a rocha, com seus 96 milhões de anos. Entretanto, usando a datação convencional com isótopos de carbono, Kelemen e Matter demonstraram que os veios subterrâneos são também bem jovens — 26.000 anos em média — e ainda estão sendo ativamente criados, à medida em que as águas ricas em CO2 na superfície percolam em direção ao fundo. Várias amostras subterrâneas foram convenientemente expostas em cortes recém abertos em estradas. Ao final, Kelemen e Matter estimam que o peridotito de Oman esteja absorvendo naturalmente entre 10.000 a 100,000 toneladas de carbono por ano — muito mais do que qualquer um poderia pensar. Da mesma forma, são conhecidas grandes áreas de peridotito exposto nas ilhas do Pacífico de Papua-Nova Guiné e Caledônia, e ao longo das costas da Grécia e da antiga Yugoslávia; depósitos menores ocorrem no Oeste dos EUA e em vários outros lugares.
Os cientistas afirmam que o processo de aprisionar o carbono nas rochas pode ser acelerado 100.000 vezes ou mais, simplesmente perfurando o solo e injetando água quente com CO2 pressurizado. Uma vez que a reação tenha sido assim disparada, ela naturalmente gera calor — e o calor, por sua vez, acelera a reação, fraturando grandes volumes de rochas, o que expõe esta a reagir com ainda mais água rica em CO2. O calor gerado pela própria Terra também ajuda, uma vez que. quanto mais se desce, maior é a temperatura. (O peridotito exposto em Oman penetra até cerca de 5 km de profundidade.) Os cientistas dizem que uma tal reação em cadeia precisaria de pouca energia, após desencadeada. Levando em conta os desafios de engenharia e outras dificuldades, eles afirmam que Oman sozinho poderia absorver provavelmente algo em torno de 4 bilhões de toneladas de carbono atmosférico por ano — uma parte substancial das 30 bilhões de toneladas emitidas pela humanidade para a atmosfera anualmente, principalmente por meio da queima de combustíveis fósseis. Com a formação de grandes quantidades de sólidos no subsolo, fendas e expansões irão produzir micro-terremotos — porém nada que seja prontamente perceptível para as pessoas, diz Kelemen.
“Ainda bem que temos este tipo de rochas na região do Golfo”, disse Matter. Grande parte do petróleo e gás é produzido ali e Oman está construindo novas usinas de energia elétrica a gás que se tornarão grandes fontes de CO2 que podem ser bombeadas para o subsolo.
Matter tem trabalhado em outro projeto distinto na Islândia, onde outro tipo de rocha, o basalto vulcânico, também se mostra promissor para absorver o CO2 produzido por usinas elétricas. Os testes lá estão previstos para começar na primavera de 2009, em parceria com a Reykjavik Energy e as universidades da Islândia e de Toulouse (França).
De acordo com os cientistas, a companhia estatal Petroleum Development Oman, está interessada em um programa piloto.
Kelemen declarou: “Nós vemos este como apenas um dentre vários processos de aprisionamento de carbono. Seria um grande erro pensar que estaríamos à procura de apenas uma coisa que resolvesse tudo”.
O artigo, “In situ carbonation of peridotite for CO2 storage,” está disponível em http://www.pnas.org/content/early/2008/10/31/0805794105.full.pdf+html, ou dos autores, ou ainda através da Proceedings of the National Academy of Sciences: PNASnews@nas.edu.
