Questõesde UNEB sobre Eletricidade

Até recentemente, a Nasa enfrentou uma aguda escassez de plutônio, o que comprometeu suas futuras missões ao espaço incomensurável. Em 2013, o Departamento de Energia dos EUA anunciou, após uma pausa de 25 anos, que reiniciaria a produção de plutônio-238, a espinha dorsal das baterias nucleares de longa duração, que têm alimentado numerosas missões desde 1969. A escassez de plutônio mais o pequeno estoque existente mal atendem às missões planetárias para as gélidas luas de Júpiter e Saturno, planejadas para a próxima década. Por essa razão, a Nasa tem estudado alternativas e, recentemente, demonstrou interesse em uma tecnologia que tem propulsionado torpedos da Marinha dos EUA. A Marinha começou a experimentar com os chamados Sistemas de propulsão de Energia Química Armazenada (SCEPS) na década de 1920, mas foi só nos anos 1980 que engenheiros da Universidade da Pensilvânia adaptaram a tecnologia para ogivas capazes de ir rápido e fundo o suficiente em sua caça a submarinos soviéticos. O sistema SCEPS aproveita a reação química de dois reagentes que permanecem armazenados e separados até serem necessários. Em torpedos, o sistema normalmente mantém sua energia em reserva como um bloco sólido de lítio e um tanque do gás inerte hexafluoreto de enxofre. Quando acionada, a reação dos dois materiais gera calor, que gira a turbina a vapor da arma para produzir milhares de quilowatts (kW) de energia. O engenheiro de sistemas espaciais da Universidade da Pensilvânia propôs uma missão de demonstração para Vênus, onde uma sonda robótica de pouso, alimentada pelo sistema SCEPS, aproveitaria o dióxido de carbono atmosférico do planeta para reagir com o lítio. O calor resultante poderia acionar um gerador elétrico para produzir energia equivalente a cerca de três lâmpadas, uma reserva, ou receita considerável para missões espaciais. (HSU, 2015, p. 16).

A despeito da duradoura preocupação pública com a segurança da energia nuclear, mais e mais pessoas estão percebendo que pode ser o modo menos impactante ao ambiente de gerar grandes quantidades de eletricidade.

Um ciclo de energia nuclear mais seguro e sustentável para um futuro mais verde poderia se basear no reator Avançado de Metal Líquido, ALMIR, projeto desenvolvido nos anos 80, do século passado, por pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne, EUA. Como em todas as usinas de energia nuclear, um sistema baseado no ALMIR dependeria de reações em cadeia para produzir calor necessário e gerar eletricidade.

O ALMIR, no entanto, emprega uma piscina de sódio líquido circulante como resfriador. O sódio não desacelera muito os nêutrons rápidos e conduz calor muito bem, o que melhora a eficiência dessas usinas. (HANNUM, 2011, p. 16-23).

Em março de 2012, o corredor sul-africano Oscar Pistorius passou pela linha de chegada em uma pista de atletismo em Pretória com um tempo que o qualificou com folga para as Olimpíadas de Londres. Para se mover em tamanha velocidade, Pistorius usa uma novidade da ciência protética: pedaços de fibra de carbono moldadas no formato de um J, conhecidos como Flex-Foot Cheetah (pés flexíveis de Cheetah).

A impressão é de que estamos vivendo em uma época em que novos limites para a evolução humana estão sendo criados pela tecnologia. Apesar dos avanços na matéria-prima e no design, o Flex-Foot Cheetah não imita com fidelidade o movimento de sua contraparte de carne e osso. Muito mais próximo disso está a i-Limb, mão biônica desenvolvida pela Touch Bionics, em Livingston, na Escócia.

A i-Limb dispõe de cinco dedos — incluindo um polegar opositor funcional — e cada um deles é acionado individualmente. Os dedos são capazes de exercer todo tipo de atividade diária, como segurar uma maleta, virar uma chave, pegar uma moeda ou teclar no computador.

A i-Limb responde ainda ao nível do sinal no músculo. Se o usuário pensa em apertar mais rápido e mais forte, a mão biônica responde de acordo.

Pesquisadores também desenvolveram músculos artificiais a partir de tubos de carbono incrivelmente finos, chamados nanotubos. Eles imitam em forma e função dos equivalentes biológicos, mas com uma performance cem vezes melhor. (CHIPPERFIELD, 2012, p. 36-41).

A luz é um dos fenômenos físicos mais interessantes da natureza. Aliás só é possível observar a natureza a partir da luz. [...] A luz é uma radiação eletromagnética que, dependendo da frequência ou do comprimento de onda, interage com a matéria de diferentes modos. Por exemplo, a luz visível — que compreende radiações de uma pequena faixa do espectro eletromagnético, de 700 a 400 nanômetros — é a faixa que os olhos conseguem ver.

Os materiais semicondutores que constituem os LEDs são usados na construção de quase todos os dispositivos eletrônicos utilizadas hoje pela população. A grande vantagem desses materiais é que sua condutividade elétrica pode ser controlada a partir da introdução de outros elementos na liga formada pelos semicondutores. De modo simplificado, pode-se dizer que, ao introduzir outro elemento, aumenta-se ou diminuí-se a quantidade de elétrons disponíveis para conduzir eletricidade no semicondutor. O material obtido é conhecido como nitreto de gálio, GaN, e, quando dopado com alumínio e índio, emite luz na faixa do azul. O prêmio Nobel de Física de 2014 contemplou uma descoberta que já se transformou em tecnologia e permitirá uma revolução nos processos da geração de luz. As LEDs, que emitem luz branca, estão cada vez mais presentes no dia a dia. Muito delas já são utilizadas em luminárias e em automóveis, com a grande vantagem de ter eficiência e durabilidade muito maiores que as dos demais tipos de lâmpadas. (OLIVEIRA, 2014).

Cápsulas ocas de um polímero orgânico condutor podem agir como armadilhas para bactérias. Os micro-organismos, que têm carga elétrica total negativa, podem aderir a filamentos ou lâminas finas em relevo nas armadilhas carregadas positivamente. Quando expostas à luz, as cápsulas produzem uma forma bastante reativa de oxigênio altamente tóxico para as bactérias e, depois de uma hora, elas eliminam mais de 95% dos micro-organismos das imediações. As partículas podem ser aplicadas em diversas superfícies, inclusive em equipamentos médicos. (CHOI, 2009, p. 25).