7637 – Energia – Como funciona uma Hidrelétrica?


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As usinas hidrelétricas (ou hidroelétricas) são sistemas que transformam a energia contida na correnteza dos rios, em energia cinética que irá movimentar uma turbina e, esta um gerador que, por fim, irá gerar energia elétrica.
A construção da usinas hidrelétricas se dá sempre em locais onde podem ser aproveitados os desníveis naturais dos cursos dos rios e deve-se ter uma vazão mínima para garantir a produtividade. De acordo com o potencial de geração de energia podemos classificar as hidrelétricas em: PCH’s, ou Pequenas Centrais Hidrelétricas, que operam em uma faixa de geração de 1 a 30 MW e com um reservatório de área inferior a 3km²; e GCH’s, ou Grandes Centrais Hidrelétricas, que operam com potências acima de 30MW.
A maior hidrelétrica do mundo é a Itaipu Binacional com capacidade de geração de 12.600 MW.
As hidrelétricas podem receber classificações ainda, de acordo com o tipo de queda ou o tipo de reservatório, mas o princípio de funcionamento é o mesmo: a água, armazenada em um reservatório (represa), passa pela turbina fazendo-a girar. A turbina por sua vez, está acoplada a um gerador que transforma a energia da turbina em energia elétrica.
Os principais componentes das usinas hidrelétricas, também são quase sempre os mesmos: a barreira, ou represa, onde fica armazenada a água que irá gerar a energia e é, na maioria das vezes, aproveitado para atividades de lazer pela população, assim como, é também o maior responsável pelo impacto ambiental de uma usina; o canal, por onde a água passa assim que a porta (ou comporta) de controle é aberta enviando água para o duto que a levará às turbinas; turbinas, geralmente do tipo “Francis” (com várias lâminas curvas em um disco que ao serem atingidas pela água, giram em torno de um eixo) e que fazem cerca de 90 rpm (rotações por minuto); geradores, eles possuem uma série de ímãs que produzem corrente elétrica; um transformador elevador, que aumenta a tensão da corrente elétrica até um nível adequado à sua condução até os centros de consumo; fluxo de saída, (ou tubo de sucção) que conduz a água da turbina até a jusante do rio; e as linhas de transmissão, que distribuem a energia gerada.

8730 – Tecnologia – Apesar do progresso, baterias para carros elétricos ainda têm um longo caminho pela frente


Para reduzir nosso enorme apetite por petróleo, o governo e a indústria automobilística estão trabalhando juntos para incentivar a população dos EUA a pensar nos elétricos na hora de trocar de carro.
Mesmo enquanto discutem a rapidez com que os consumidores farão a transição aos veículos elétricos, os observadores da indústria geralmente concordam que a mudança exigirá um grande aperfeiçoamento das baterias que alimentam esses carros. Até mesmo a Casa Branca concorda, reconhecendo a situação em seu blog: “A falta de baterias acessíveis e altamente funcionais tem sido uma barreira especialmente complicada à adoção generalizada dos veículos elétricos.”
Em curto prazo, a redução do preço da bateria – e consequentemente do veículo – virá principalmente de técnicas mais apuradas de fabricação e do aumento da produção. Aprimorar durabilidade e alcance é basicamente o território de pesquisadores e cientistas.

Lítio
O cientista italiano Alessandro Volta construiu a bateria original, em 1800. Volta preencheu um recipiente com pares de placas alternando zinco e cobre e separou cada par com um disco de papelão embebido em água salgada. Sua bateria gerava um fluxo estável de corrente elétrica por meio de uma reação química, forçando o disco de zinco (polo negativo) a liberar um elétron e o disco de cobre (polo positivo) a capturá-lo.
Hoje, as baterias de carros elétricos não se parecem mais com o recipiente de Volta, mas funcionam com os mesmos princípios básicos. E dois séculos de progressos em química geral, design e materiais nos trouxeram à bateria de lítio – que usa um íon de lítio para o transporte de ida e volta entre os polos positivo e negativo.
Numa explicação simples, a bateria de lítio oferece uma densidade de energia mais alta do que os sistemas anteriores, segundo Venkat Srinivasan, gerente do Programa de Tecnologia para Baterias de Transporte Automotivo – iniciativa financiada pelo Departamento de Energia dos EUA e comandada pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, na Universidade da Califórnia em Berkeley.
Comparada com a bateria híbrida de níquel e metal usada no Toyota Prius, por exemplo, uma bateria de íon de lítio de mesmo peso e volume aumentaria em três vezes a densidade de energia, afirmou Srinivasan.
Todos os veículos disponíveis que têm a eletricidade como fonte principal de energia, como o Nissan Leaf ou o Chevrolet Volt, usam alguma forma de química de íon de lítio em suas baterias. E esse sistema deve predominar ao menos pelas próximas duas décadas, ainda com muito espaço para inovações, declarou Jeffrey P. Chamberlain, chefe do grupo de Armazenamento de Energia Eletroquímica no Laboratório Nacional Argonne – localizado próximo a Chicago e financiado pelo Departamento de Energia.
O lítio é misturado a outros materiais no polo negativo da bateria. Os materiais usados determinam a voltagem da célula e a quantidade de lítio que o polo consegue reter – a elevação desses dois fatores aumenta a densidade da energia, explicou Srinivasan.

Altos custos
No laboratório Argonne, pesquisadores estão trabalhando com novas misturas de níquel, manganês e cobalto para o polo negativo (cátodo). Misturar esses elementos em variadas quantidades e montá-los em estruturas diferentes pode dobrar a capacidade de energia do cátodo. Argonne já começou a licenciar patentes desse material a diversos fabricantes de baterias. O resultado, segundo Chamberlain, seriam baterias que “espremem mais energia numa embalagem menor, possuem menor custo de produção e duram mais tempo”.
De maneira similar, pesquisadores de Argonne e outros locais estão realizando experimentos com silício para o polo positivo (ânodo), substituindo grafite, buscando por um equilíbrio que resolva os desafios físicos e ainda eleve a densidade da energia, afirmou Chamberlain.
Mesmo com esses avanços chegando às linhas de produção na próxima década, em curto prazo, a queda de custo para as baterias deve vir da redução dos custos de fabricação, segundo Alex. A. Molinaroli, presidente do grupo de Soluções de Energia da Johnson Controls, fabricante de baterias de íon de lítio para BMW, Daimler e Ford.
Como o íon de lítio é uma tecnologia relativamente nova em carros, “levará tempo para entendermos o desempenho dessas baterias com anos de uso”, disse Molinaroli. E como a bateria do carro elétrico hoje faz parte da unidade de tração, “ela terá exigências muito maiores de durabilidade e desempenho do que as baterias de ácido e chumbo ou a bateria de seu laptop”, afirmou.
Sem possuir décadas de testes de estrada com carros elétricos, os fabricantes são obrigados a “exagerar” na fabricação das baterias, agregando materiais e recursos de segurança para garantir sua adequação às exigências da garantia de tração, segundo Molinaroli. Sua estimativa é que essa supercompensação corresponda a 50 por cento dos materiais usados nas baterias atuais. Uma medida comum da densidade de energia é o número de watts-hora de eletricidade que a bateria pode gerar frente ao seu peso.

Gasolina é mais barata
Com a bateria como o componente mais caro do carro, os fabricantes de automóveis costumam ser pouco claros a respeito dos preços reais, considerando-os como informações competitivas. Mesmo assim, Mike Omotoso, da J.D. Power & Associates, aproximou o custo atual entre US$ 750 e US$ 800 por watt-hora. Para que os veículos elétricos se equiparem aos carros movidos a gasolina, a maioria dos analistas estima que o custo da bateria precise se aproximar de US$200 por watt-hora.
Na Johnson Controls, a paridade de preços é esperada com custos de bateria a US$ 200 por watt-hora e a gasolina custando consistentemente acima de US$ 4 o galão. Atingindo esses níveis, “teremos um bom ambiente comercial e, com os preços da energia subindo, esta se torna uma conversa muito mais relevante”, afirmou Mary Ann Wright, vice-presidente de tecnologia e inovação no grupo de soluções energéticas da empresa.
Wright avalia que esse ponto de paridade esteja uma década adiante, mas com duas ressalvas: “Precisamos considerar que o motor a gasolina também se tornará mais eficiente durante esse tempo”, explicou. “Essa tecnologia não está estacionada”. E a paridade precisa ser considerada como o custo total de propriedade ao longo da vida útil do carro. “Assim, embora o preço de lista possa sempre ser maior, o veículo elétrico será mais barato de manter e operar ao longo da vida útil em comparação com os carros a gasolina”.
A invenção de Alessandro Volta lhe rendeu um título real e um lugar na nota de dez mil liras, além de ter preparado o terreno para a era da eletricidade moderna. Com avanços contínuos permitindo que os carros elétricos equiparem preço e desempenho aos concorrentes movidos a gasolina, o impacto não poderia ser menos profundo.

8729 – Dispositivo gera energia elétrica a partir de micróbios do esgoto


Produzir energia elétrica de forma sustentável e evitar o desperdício de água. Essas duas importantes metas para a preservação ambiental foram combinadas em um único dispositivo, criado por pesquisadores da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos Estados Unidos: as células de combustível microbianas.
Esses dispositivos utilizam bactérias para transformar a água que vai para o esgoto em matéria-prima para a produção de eletricidade – uma ideia que existe há mais de um século, mas só recebeu atenção a partir da década de 1960. O conceito de células de combustível microbianas, porém, é bem mais recente, com cerca de dez anos.
Em um vídeo da Sociedade Americana de Química, Bruce Logan, um dos pesquisadores à frente do projeto, explica o funcionamento do dispositivo. Segundo ele, o maior desafio agora é produzir um equipamento com capacidade para milhares de litros de água.

8473 – Automóvel – Fabricante de carros elétricos anuncia sistema para troca de bateria em 90 segundos


A Tesla Motors, empresa que produz carros elétricos de luxo e é queridinha de celebridades politicamente corretas, como George Clooney, anunciou na última sexta-feira um avanço tecnológico que deve contornar um dos maiores problemas apontados pelos usuários de seus produtos: a demora na recarga das baterias.
Em um evento que reuniu donos de carros, o presidente da empresa, Elon Musk, demonstrou o funcionamento de uma nova tecnologia de troca de baterias. Em vez de esperar até 40 minutos para que a recarga esteja completa, os proprietários poderão simplesmente trocar uma bateria vazia por uma cheia em um processo que não demora mais do que 90 segundos.
Elon Musk é um empresário e cientista sul-africano conhecido pela ousadia de seus negócios. Além da Tesla Motors, ele fundou a SolarCity, para a instalação de painéis solares em todo os EUA, e a Space X, companhia que produz foguetes para missões privadas.
A novidade anunciada por Musk é uma tentativa de superar um dos problemas que atrapalham a popularização dos carros elétricos. A bateria do modelo Tesla S pode ser carregada de graça em qualquer um dos pontos de recarga da empresa, mas a troca demora cerca de 40 minutos. Se o usuário decidir fazer o mesmo em casa, a operação pode demorar mais de 9 horas. A partir de agora, ele poderá decidir pagar pela nova bateria, que é feita instantaneamente. Segundo o site da Forbes, a troca deve custar entre 60 e 80 dólares e estará disponível até o final de 2013.

No evento em que anunciou a tecnologia, Elon Musk demonstrou que, no tempo que um carro a gasolina leva para encher o tanque, é possível realizar duas trocas de bateria. “Esperamos que isso, finalmente, convença as pessoas de que os carros elétricos são o futuro”, afirmou o empreendedor.
A medida é um passo importante para popularizar os carros elétricos, que, apesar de serem apontados como os veículos do futuro, ainda não decolaram em vendas. Alguns problemas importantes, no entanto, continuam momentaneamente sem solução: segundo os consumidores, o carro elétrico é muito caro — o Tesla S, por exemplo, custa de 62.400 a 87.400 dólares — e suas baterias duram pouco tempo.

8422 – A Rede Inteligente de Energia Elétrica


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Referida no idioma inglês como “smart grid”, se refere a um novo sistema de distribuição de energia elétrica utilizando a tecnologia digital. Por meio de comunicações digitais bidirecionais (sentido duplo) é possível controlar com programas as atividades de aparelhos elétricos, eletrônicos e lâmpadas nas residências e locais de trabalho, permitindo otimizar o consumo, economizar energia e tornando o sistema de distribuição mais transparente e confiável.
A rede elétrica utilizada até o início do século XXI, se demonstrou eficiente, porém, por ser unidirecional, sempre apresentou falhas e vulnerabilidades. No ano de 2009, a partir de um programa de implementação de programa de rede inteligente de distribuição de energia elétrica, o presidente norte-americano, Barack Obama, afirmou que essa iniciativa é essencial para a economia e para o meio ambiente, e destinou 4,5 bilhões de dólares para o setor.
Esse novo sistema promete proteger os consumidores de apagões, de roubo de energia, de encarecimento suspeito nos valores das tarifas, permitindo o fornecimento de métodos limpos de geração e distribuição de energia. Considerando, as redes tradicionais, o sistema unidirecional determina a eletricidade oferecida numa ponta pelas usinas geradores e o uso da mesma eletricidade pelos consumidores na outra.
Através de uma rede bidirecional, numa rede inteligente, os componentes se comunicam em prol de uma maior flexibilidade, permitido a escolha ou a programação sobre o tipo de energia, qual fonte e horário específico que a geladeira e a máquina de lavar, por exemplo, poderão trabalhar mais. Dessa forma, os equipamentos de uma casa terão a capacidade (por meio de chips) de “conversar” com a rede sobre as melhores opções de uso da energia.
Esse novo sistema alcançou novos terrenos nos EUA e na Europa; no Brasil os primeiros passo foram dados em 2012. O nosso país entrou no seleto grupo a partir da instalação de uma rede inteligente para testes no município de Aparecida, estado de São Paulo. O projeto foi iniciado por meio da substituição dos relógios de luz convencionais por novos medidores interligados aos computadores do centro de medição da empresa distribuidora de energia elétrica.
Os medidores instalados nas casas de Aparecida possuem a capacidade de se comunicarem via rádio com concentradores fixados em postes, permitindo a troca de dados entre os consumidores e a distribuidora de energia. Em todo o mundo as principais questões relacionadas à implantação de redes inteligentes se referem à possível vulnerabilidades que permitiria a invasão de hackers na rede para efetuarem apagões em cidades inteiras ou o desvio de informações dos consumidores para o uso particular de empresas ou grupos terroristas.

8387 – Mega Notícias – Energia


Um projeto essencial para o futuro da humanidade ganhou sinal verde. É o Iter (sigla para Reator Internacional Termonuclear Experimental), a primeira usina que vai produzir energia por meio da fusão nuclear de forma economicamente viável. A fusão, mesmo tipo de reação que produz o calor do núcleo das estrelas, promete gerar energia de forma quase totalmente limpa, usando um combustível mais do que abundante: o hidrogênio presente na água dos oceanos. Com o acordo firmado por União Européia, EUA, Rússia, Japão e Coréia do Sul, o Iter será construído em Cadarache, França, por R$ 13 bilhões. A ideia é controlar a reação na qual dois átomos de hidrogênio, ao se fundir, produzem hélio e quantidades exorbitantes de energia. Se der certo, reatores como o Iter poderão resolver os problemas energéticos por milhares de anos.

8292 – Brasileiro cria técnica que deixa baterias 50% mais baratas


As nanopartículas de platina
As nanopartículas de platina

As baterias de célula de combustíveis são consideradas ecologicamente mais corretas do que as de lítio — usadas em celulares e computadores. Além de serem menos poluentes, elas conseguem ainda armazenar muito mais energia e demoram, assim, muito mais para descarregar. O custo de uma bateria de célula de combustível, no entanto, pode ser até quatro vezes mais elevado. Mas um estudo defendido como tese de doutorado pela Universidade de São Paulo conseguiu reduzir em 50% o valor dessa bateria. “Se conseguirmos resolver as questões financeiras, é provável que elas passem a ser produzidas em larga escala e acabem conquistando o mercado”, diz Adir José Moreira, químico responsável pela pesquisa.
A bateria de célula de combustível utiliza o hidrogênio, um elemento não nocivo ao meio ambiente, como principal fonte de combustível. Ao contrário dos modelos mais comuns no mercado (como as de lítio), ela não polui, já que seu produto final é apenas energia térmica, calor e água — que sai da bateria como vapor. Além disso, esse tipo de bateria também tem uma densidade de energia aproximadamente nove vezes maior do que a de lítio. Ou seja, ela armazena mais energia em um espaço menor do que aquele exigido por uma bateria de lítio.
As baterias de células de combustível ainda estão restritas ao fornecimento de energia a carros elétricos por causa do seu alto custo. Esse preço elevado está relacionado à quantidade de platina presente na composição. No mercado internacional, 1 grama do elemento pode custar até 53 dólares. Em cada célula há, aproximadamente, 8 miligramas do metal.
O valor comercial das baterias de célula de combustível depende de fatores como o tipo de célula e a carga total. Para fornecer energia a um notebook, por exemplo, é preciso gerar em torno de 50 watts de potência. Uma bateria de célula de combustível com essa potência custa cerca de 2.000 reais, enquanto uma bateria à base de lítio deve custar, no máximo, 500 reais. “O lítio é um elemento ainda mais caro que a platina. Porém, a quantidade aplicada em cada bateria também é menor. Além disso, por ter adquirido estabilidade comercial, a bateria de lítio tem uma tecnologia de produção mais barata”, diz Moreira.
Para reduzir o custo das baterias de célula de combustível, Moreira desenvolveu um novo processo de fabricação. Nele, foi possível reduzir em 70% a quantia de platina, alcançando 50% da eficácia de uma célula tradicional. Na nova técnica, o químico diminuiu também o tamanho das partículas de platina, até transformá-las em nanopartículas, alterando suas propriedades físicas e químicas.
As nanopartículas foram geradas a partir de um filete de platina e depositadas na membrana da bateria junto com uma camada de carbono. Melhorar essa organização das nanopartículas e do filme de carbono, segundo Moreira, é o passo que precisa ser dado para que o sistema atinja 100% de desempenho.
De acordo com Ronaldo Domingues Mansano, professor do Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (USP) e orientador do estudo, a tecnologia tem potencial para entrar no mercado em menos de um ano. “Basta que uma empresa esteja disposta a elevar a escala do nosso método”.

Algumas Questões
O que falta para alcançar os 100% de desempenho?
Falta acertar a outra parte do catalisador, além da platina, o carbono. O carbono auxilia no processo ao formar uma espécie de camada que facilita a passagem do hidrogênio entre as partículas de platina. Preciso aumentar essa camada de carbono para tornar a célula mais eficiente.

O futuro é das baterias de célula de combustível?
Sem dúvida, a tendência é que haja a substituição das baterias comuns pelas de célula de combustível. As baterias comuns têm muitos elementos químicos. Quando são descartadas, no fim de sua vida útil, acabam causando uma poluição ambiental muito grande. Já a vantagem do outro modelo de baterias é que não há poluentes, pois seu produto final é apenas energia térmica, calor e água. Para que ele seja aplicado em larga escala, porém, depende-se muito de investimentos: além da platina ser cara, o hidrogênio também não sai nada barato, pois precisamos usar hidrogênio com um grau de pureza muito elevado.

Existe a possibilidade de substituir a platina por algum outro catalisador?
Sim. Existem vários estudos sobre isso, até porque seria insustentável manter uma larga escala de produção de baterias usando apenas platina. Imagine se todos os veículos fossem à base de células de platina, por exemplo. A reserva mundial do metal não seria suficiente para dar conta de uma demanda como essa. Por isso, é importante buscar outros combustíveis, e é isso o que alguns pesquisadores estão fazendo atualmente.

8221 – Pesquisa da Unicamp produz etanol a partir do bagaço da laranja


Pesquisadoras da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas) desenvolveram um novo processo para obter etanol a partir do bagaço da laranja.
Apesar dos bons resultados técnicos conseguidos pelo estudo, o processo ainda tem um custo elevado de produção em relação ao do etanol feito a partir da cana-de-açúcar.
Utilizando um microorganismo que pode causar a doença do cancro na fruta, elas conseguiram aumentar e acelerar a produção do combustível.
Com uma tonelada do bagaço da laranja seco (o in natura tem três quartos de água), foi possível produzir 80,8 litros de etanol. A mesma quantidade de cana produz 85 litros.
Atualmente, a fabricação de etanol a partir da laranja só é feita com os açúcares que sobram depois de retirar o suco. A quantidade, porém, é mínima, de 2,3 litros.
Já o bagaço da laranja é destinado comercialmente pela indústria do suco apenas para a produção de ração para complemento da alimentação de bovinos.
Em 2011, cerca de 19 milhões de toneladas de laranjas foram produzidas no país, das quais 15 milhões apenas no Estado de São Paulo.
“Considerando que os resíduos de laranja chegaram a 9,5 milhões de toneladas, conclui-se que esses resíduos secos poderiam ter gerado 1,14 milhão de toneladas de etanol”.
A Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) analisa o desenvolvimento do processo em planta piloto para a produção em escala industrial. A professora disse acreditar que em dois anos poderá viabilizar a fabricação de etanol.
A direção da CitrusBR (Associação Nacional dos Exportadores de Sucos Cítricos) informou que toda pesquisa que possa contribuir com o setor é bem-vinda, mas disse que desconhece a produção comercial de etanol a partir do bagaço da laranja.
Uma das maiores produtoras de suco de laranja do mundo, a Cutrale, por meio de sua assessoria, afirmou que não produz etanol a partir da fruta, mas que toda alternativa de desenvolvimento de pesquisa para geração de energia limpa é positiva.

8191 – Painel Solar Mais Eficiente


Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia estão desenvolvendo um dispositivo que produz duas vezes mais energia solar do que os painéis atuais. De acordo com Harry Atwater, um dos desenvolvedores do projeto, isso é possível devido aos avanços recentes na habilidade de manipular a luz em escalas pequenas.
Os painéis solares são feitos de células com materiais semicondutores, geralmente silício. Como este material absorve apenas uma parte do espectro da luz solar, grande parte da luz se perde em forma de calor.
Enquant os painéis comuns convertem menos de 20% da energia em eletricidade, o novo dispositivo teria eficiência de pelo menos 50%, devido a um design diferente, que divide a luz solar (como faz um prisma, em seis a oito componentes) e direcionada cada uma das cores para uma célula com um tipo de semicondutor que a absorve.
Para Atwater, aumentar a eficiência dos painéis solares é a melhor opção para reduzir o custo da energia solar. Uma vez que os preços dos painéis já têm sido reduzidos ao longo dos anos, torná-los ainda mais baratos tem pouco impacto no custo total de um sistema de energia solar. Com painéis mais eficientes, porém, a quantidade deles necessária para produzir a mesma quantidade de energia é menor, o que reduz custos com instalação, que hoje é um dos principais entraves para a sua popularização.

8026 – Geologia – O Xisto


É o nome genérico de vários tipos de rochas metamórficas facilmente identificáveis por serem fortemente laminadas. Em linguagem popular, em Portugal é também conhecida por “lousa” (e, por extensão, designa-se como “terra lousinha” aos solos com base xistosa).
Tal como a maioria das rochas metamórficas, o xisto apresenta aspecto nitidamente cristalino, e tem foliação mais ou menos nítida como resultado das fortíssimas pressões a que a rocha é sujeita. Esta foliação é fina em rochas holocristalinas, por via de regra de grão médio a fino, por vezes sendo tão pequeno que não se distingue macroscopicamente. Em geral, as “folhas” têm composição sensivelmente igual.
Podem ser definidos vários grupos de xisto, conforme o grau de xistosidade (foliação) e os minerais que predominam na sua constituição: nos micaxistos predominam o quartzo e as micas (biotite/moscovite), nos anfiboloxistos a anfíbola e o quartzo, nos cloritoxistos a clorite, e nos talcoxistos o talco.
Xistos Azuis
Comumente as ocorrências de xistos azuis devem-se a metamorfismo retrógrado de fácies anidras eclogíticas, frequentemente reliquiares como bolsões dentro do xisto azul, ao sofrerem hidratação e condições cristais menos severas do que as do pico metamórfico.

Deriva de rochas máficas metamorfisadas em condições de baixa temperatura e alta pressão, caracterizando a crosta oceânica colisionada, da série de fácies Sanbagawa, de Myashiro.
A cor deve-se a minerais azuis e verde-azulados como o anfibólio sódico glaucofano que se associa a minerais da paragênese hidratada lawsonita, epidoto, clorita com pouco ou nenhum plagioclásio consumido nas reações metamórficas.

Energia
O xisto betuminoso (também conhecido como folhelho ou xisto argiloso) é uma fonte de combustível. Quando submetido a altas temperaturas, produz um óleo de composição semelhante à do petróleo do qual se extrai nafta, óleo combustível, gás liquefeito, óleo diesel e gasolina.
Estados Unidos e Brasil são os países com as maiores reservas mundiais de Xisto. A empresa brasileira Petrobrás desenvolveu o Processo Petrosix ® para produção de óleo de xisto em larga escala.
Fracking (fraturamento hidráulico) é um método de perfuração do subsolo em solos de xisto para extração de gás natural. Este método foi desenvolvido nos anos 1990 e utiliza uma mistura de água, areia e produtos químicos para perfurar as camadas de xisto e extrair gás natural dos poros das rochas.

O Brasil está atrasado na exploração de uma fonte limpa de energia

A solução estava literalmente bem debaixo dos pés.

Os Estados Unidos, que consomem quase um quinto da energia no mundo, poderiam evitar muitos malabarismos em política externa se não dependessem do petróleo de países problemáticos como Venezuela, Nigéria, Rússia e Arábia Saudita.
Agora, os EUA parecem ter encontrado parte da solução para a sua demanda energética com a extração do gás de xisto (shale gas, em inglês). Ao contrário do gás natural convencional, concentrado em depósitos no subsolo, o de xisto está misturado à rocha. Avanços tecnológicos recentes tornaram essa forma de combustível economicamente viável.
Como resultado, sua participação na matriz energética americana cresceu. Em 2000, o gás de xisto representava 1% do total de gás natural consumido nos Estados Unidos. Hoje, corresponde a 16%, e pode chegar a 46% em 2035, o que tornaria o país autossuficiente em gás natural, sua terceira maior fonte de energia.
Se a tendência se confirmar, os EUA podem até reduzir sua demanda por petróleo e carvão externos.
A extração do gás das camadas de xisto, por definição uma formação rochosa sedimentar, começou a ser estudada pelos EUA nos anos 70, mas o processo era tão caro e complexo que inviabilizava a produção em larga escala. Só nas décadas seguintes a exploração comercial começou a se tornar realidade, com o desenvolvimento de duas tecnologias complementares.
A primeira, chamada de “perfuração horizontal”, permite acessar melhor o solo que abriga o gás de xisto. A segunda, denominada “fratura hidráulica”, facilita a remoção do produto. O poço aberto na perfuração recebe uma mistura de água, areia e diversos produtos químicos sob alta pressão para quebrar a rocha e liberar o gás, que então é levado para a superfície por uma tubulação.
A empresa pioneira em combinar o uso das duas técnicas de forma eficiente e lucrativa foi a Mitchell Energy, no campo Barnett, no Estado do Texas. Há cinco anos, o aumento no preço do gás natural estimulou os investimentos em novas técnicas, fazendo com que outras firmas também decidissem apostar no negócio.
Os benefícios ambientais dessa forma de energia são tão positivos quanto os do gás natural convencional. “A geração de eletricidade com gás produz apenas metade do dióxido de carbono liberado por termelétricas a carvão”, diz o geofísico Mark Zoback, professor da Universidade Stanford, na Califórnia.

Mais de trinta países possuem reservas de gás de xisto. Poucos exploram comercialmente essa fonte de energia. A China, detentora das maiores reservas mundiais do combustível, completou em março passado a perfuração de seu primeiro poço, na província de Sichuan. A Inglaterra também já concluiu a construção de algumas estruturas de exploração.

No Brasil, utiliza-se uma tecnologia antiga para extrair óleo de xisto no Paraná, em pequena escala. Como ainda há muito gás natural convencional para ser explorado, o xisto tem sido menosprezado. Nem sequer foi mencionado no plano de longo prazo definido pela Empresa de Pesquisa Energética, do Ministério de Minas e Energia, que prevê como se comportará o mercado de energia até 2030.
Segundo o órgão, é possível que o xisto entre no próximo plano, a ser lançado no final deste ano. As reservas brasileiras são volumosas. “Se se mostrar viável e barato no Brasil, o gás de xisto tem tudo para reduzir a importância do pré-sal”, diz Adriano Pires, diretor da respeitada empresa de consultoria Centro Brasileiro de Infraestrutura.

Polêmica sobre o meio ambiente
O maior empecilho à exploração do gás de xisto é o lobby ambientalista, pois no processo de extração são usados componentes químicos potencialmente tóxicos, como o benzeno. Se essa substância atingir o lençol freático, pode contaminar a água.
Mas não existem provas de que isso seja recorrente. “De todas as extrações de gás de xisto desde 1950, só existem dois ou três casos documentados de poluição, e todos por falha humana na construção dos poços, o que pode ser corrigido”, diz o geólogo Eric Potter, diretor do Centro de Geologia Econômica da Universidade do Texas.
O documentário americano Gasland, indicado ao Oscar neste ano (não levou), tentou demonizar indústria do xisto. Numa das cenas do filme, do cineasta americano Josh Fox, um aprendiz de Michael Moore, a água contaminada com gás metano que sai de uma torneira pega fogo quando um isqueiro é aceso.
Fox só se esqueceu de contar que o metano na água daquela torneira nada tem a ver com a exploração do gás, segundo um estudo do governo do Estado do Colorado, um dos locais mencionados no filme. O metano nos lençóis freáticos que abasteciam a casa em questão era resultado da decomposição natural de material orgânico.

Desde 2006, avanços tecnológicos permitem a extração do gás de xisto em larga escala. Entenda como é o método e por que ele enfurece os ambientalistas.
O xisto é um gás natural que fica preso em uma formação rochosa parecida com argila. Por não estar em um único depósito, é impossível extraí-lo por métodos convencionais.

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O xisto é um gás natural que fica preso em uma formação rochosa parecida com argila. Por não estar em um único depósito, é impossível extraí-lo por métodos convencionais

1. Para obter o xisto, é necessário injetar no solo uma mistura de água, sal, ácido, chumbo e benzeno.

2. Esses produtos criam fissuras nas rochas,…

3. …que permitem que o gás escape

Ambientalistas afirmam que esses produtos químicos podem contaminar lençóis freáticos.

7979 – A Mega Usina de Itaipu


A Usina Hidrelétrica de Itaipu, um empreendimento binacional do Brasil e do Paraguai no rio Paraná, é a maior em operação no mundo, com potência de 12 600 megawatts e 18 unidades geradoras. A produção recorde de 2000 – 93,4 bilhões de quilowatts/hora – supriu 95% da energia elétrica consumida no Paraguai e 24% da demanda brasileira. A obra monumental do regime militar brasileiro nasceu em 1970, depois que um consórcio ítalo-americano venceu a concorrência para elaborar o projeto. Em 1975, a usina começou a sair do papel, sob protestos dos que não queriam ver submergir as belas cachoeiras chamadas de Sete Quedas do Iguaçu.
A construção ocorreu por etapas. A primeira, iniciada em outubro de 1978, foi a abertura do canal de desvio do rio Paraná, que secou um trecho do leito original para a construção da principal barragem de concreto. Em outubro de 1982, as comportas do canal de desvio foram fechadas, criando o reservatório da usina. O lago de Itaipu, com 1 350 quilômetros quadrados, formou-se em 14 dias. Em maio de 1984, entrou em operação a primeira unidade geradora.

7663 – A Resistência Elétrica


resistencia

É a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de corrente elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada. Seu cálculo é dado pela Primeira Lei de Ohm, e, segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI), é medida em ohms.1
Quando uma corrente elétrica é estabelecida em um condutor metálico, um número muito elevado de elétrons livres passa a se deslocar nesse condutor. Nesse movimento, os elétrons colidem entre si e também contra os átomos que constituem o metal. Portanto, os elétrons encontram uma certa dificuldade para se deslocar, isto é, existe uma resistência à passagem da corrente no condutor. Para medir essa resistência, os cientistas definiram uma grandeza que denominaram resistividade elétrica.
Os fatores que influenciam na resistividade de um material são:
A resistividade de um condutor é tanto maior quanto maior for seu comprimento.
A resistividade de um condutor é tanto maior quanto menor for a área de sua seção transversal, isto é, quanto mais fino for o condutor.
A resistividade de um condutor depende do material de que ele é feito.
A resistividade de um condutor depende da temperatura na qual ele se encontra.
Esses fatores que influenciam a resistividade de um condutor podem ser resumidos pela Segunda Lei de Ohm.

R = p l/a

ρ é a resistividade elétrica do condutor(em ohm metros, Ωm);
R é a resistência elétrica do material(em ohms, Ω);
\ell é o comprimento do condutor (medido em metros);
A é a área da seção do condutor (em metros quadrados, m²).
Essa relação vale apenas para materiais uniformes e isotrópicos, com seções transversais também uniformes. Veja a tabela de resistividade para cada material condutor na definição de resistividade.

Um condutor metálico, ao ser percorrido por uma corrente elétrica, se aquece. Num ferro de passar roupa, num secador de cabelos ou numa estufa elétrica, o calor é produzido pela corrente que atravessa um fio metálico. Esse fenômeno, chamado efeito Joule, deve-se aos choques dos elétrons contra os átomos do condutor. Em decorrência desses choques dos elétrons contra os átomos do retículo cristalino, a energia cinética média de oscilação de todos os átomos aumenta. Isso se manifesta como um aumento da temperatura do condutor. O efeito Joule é a transformação de energia elétrica em energia térmica.
A caraterística tensão-corrente de um sistema de várias resistência tem sempre o mesmo aspecto que a caraterística de uma única resistência; nomeadamente, é uma reta que passa pela origem. O declive dessa reta é a resistência equivalente. Podemos usar algumas regras simples para calcular a resistência equivalente, quando as resistências estiverem ligadas em série ou em paralelo.

Uma pilha ou bateria fornece energia eletrostática, devido às reações químicas entre os elétrodos e o eletrólito, mas também dissipa alguma energia em calor, devido à passagem de cargas pelos elétrodos e pelo eletrólito.

Assim, a caraterística da bateria é a soma da função constante \Delta V =\varepsilon mais a caraterística de uma resistência r.

7563 – Energia – Um esterco energético


Fontes alternativas de energia costumam causar mais alarde do que resultados. Mas, uma experiência na cidade inglesa de Eye, ao sul de Norwich, começa a rompeu o tabu. Já está em plena atividade uma usina elétrica capaz de abastecer até 80 casas com energia gerada a partir de um combustível natural, barato e menos poluente que o carvão: o esterco de galinha. Com um consumo diário de 500 toneladas do adubo, ela funciona como uma unidade a carvão: o produto é queimado, o calor ferve a água dos reservatórios e cria vapor para movimentar as turbinas. Como a combustão é feita a 800°C, a temperatura alta elimina tanto a matéria orgânica como o mau cheiro. Além disso, as cinzas são reaproveitadas como fertilizante e a emissão de dióxido sulfúrico das chaminés é cinco vezes menor que em usinas de carvão. Outra vantagem é que o sistema acaba com um antigo problema: o da liberação de gás metano um dos causadores do efeito estufa – pelo esterco estocado ao ar livre.

7558 – Mega Byte – Google constrói maior usina solar dos EUA


O Google é um enorme consumidor de energia: tem centenas de milhares de computadores espalhados pelo mundo, funcionando 24 horas por dia. Por isso, faz vários investimentos em tecnologias de geração de energia. Inclusive uma usina solar gigantesca, que já está quase pronta. Ela se chama Ivanpah Solar Electric Generating System, está sendo construída no deserto de Mojave, no sul da Califórnia, e é a maior usina solar dos EUA. Ela terá a capacidade de gerar eletricidade suficiente para abastecer 140 mil residências. Sozinha, vai aumentar em 60% toda a produção de energia solar dos Estados Unidos.
A obra, que vai custar US$ 2,2 bilhões, é um investimento conjunto do Google e das empresas BrightSource e NRG Energy. Ela ocupa uma área correspondente a 1 300 campos de futebol, na qual estão distribuídos 346 mil espelhos. Esses espelhos refletem a luz solar para torres onde há caldeiras com água. O calor ferve a água, que vira vapor e movimenta as turbinas da usina, gerando eletricidade. A usina vai evitar a emissão de 640 mil toneladas de CO2 por ano – o equivalente a retirar 70 mil carros das ruas. “Precisamos construir um futuro de energias limpas”, declarou Rick Needham, diretor de negócios verdes do Google.
Mas a obra também tem um lado polêmico. Ela tem recebido críticas de ambientalistas porque vai afetar o habitat da Gopherus agassizii, uma espécie de jabuti do deserto que está ameaçada de extinção. A BrightSource se defende dizendo que vai investir US$ 56 milhões em medidas de proteção e realocação desse animal.

7113 – Energia Solar – Solar Impulse completa 1º voo intercontinental


O avião Solar Impulse completou recentemente o primeiro voo intercontinental movido a energia solar. O voo de 6 mil quilômetros entre a África e a Europa começou em 24 de maio.
Capaz de voar sem combustível, o avião pilotado por Bertrand Piccard aterrissou no aeroporto de Payerne, no noroeste da Suíça, às 15h30 pelo horário de Brasília.
Durante a jornada, o avião fez oito viagens e aterrissou em quatro países. Ele passou por Ouarzazate, no centro do Marrocos, fez escalas em Madri e Toulouse, na França.
O Solar Impulse foi fabricado com fibras de carbono, quatro motores elétricos com potência de 8 cavalos de potência, além de 12 mil células solares que cobrem sua grande asa.
A primeira missão internacional do Solar Impulse aconteceu em maio, quando completou um voo de 13 horas entre Payern, no oeste da Suíça, e Bruxelas, na Bélgica.
Ao todo, os pesquisadores já investiram mais de oito anos de trabalho na construção do avião. Mas ele é apenas um protótipo do avião que será usado para uma volta ao mundo em 2014.

7034 – Futurologia – E o Petróleo?


Um xeique sonhava com o seu Rolls-Royce puxado por dois camelos enquanto via a bomba de gasolina secar.
O suprimento de petróleo se formou em milênios, eras, éons, mas era consumido em séculos, década, anos. A conta era a seguinte: até 1990, haviam sido consumidos 650 bilhões de barris; restavam outros 950 bilhões descobertos. A produção acabaria atingindo um pico. Depois disso, só haveria queda.
Mas a realidade se mostrou diferente. As reservas provadas subiram para 1 653 bilhões de barris, em 2011, segundo a British Petrol. Hoje também se consegue fazer mais com menos energia (é só comparar o consumo do seu carro com o do primeiro carro do seu pai). E, por fim, nunca se investiu tanto em fontes alternativas de energia. E por que o cenário melhorou? Exatamente porque o petróleo vai acabar.
As fontes tradicionais de petróleo como os gigantescos campos no Oriente Médio devem parar de crescer em 2030, segundo a Agência Internacional de Energia. Isso numa época em que o consumo de petróleo terá aumentado 50%. A consequência natural é que o preço do petróleo aumente. E isso é bom para a exploração em reservas antigamente consideradas inviáveis.
Em 1993, o barril custava o equivalente a 27 dólares de hoje. Passados 20 anos, seu valor é 4 vezes maior – próximo ao preço de 1980, em plena crise do petróleo. Com uma etiqueta desse valor, já passou a valer a pena investir em tecnologia e infraestrutura para explorar reservas difíceis de alcançar, como os 70 bilhões a 100 bilhões de barris do pré-sal brasileiro, os mais de 100 bilhões de barris de petróleo extrapesado venezuelano, os 175 bilhões de barris nas areias de alcatrão canadense e os 90 bilhões de barris do Ártico. O resultado é que, em vez de um pico seguido por queda, deverá haver um teto ondulante, mantido pela exploração de reservas cada vez mais difíceis, mas viáveis por conta dos altos preços do petróleo.
Nas duas últimas décadas a matriz energética do mundo ganhou um gás. Literalmente. A oferta de gás natural aumentou tremendamente nos EUA, China, Austrália, Moçambique, Qatar e Tanzânia – 45% dela em reservas não convencionais, como o gás de xisto, que nos EUA subiram de 2% na década passada para 37% do total produzido. Lá, as reservas são suficientes para dois séculos.
O problema mais sério é que as fontes não convencionais de hidrocarbonetos são ainda mais poluentes. Para cada parte de petróleo tirado da areia de alcatrão canadense, por exemplo, são usadas outras 4 partes de água doce. Além de energia para derreter a coisa. E o fato de continuarmos a depender de hidrocarbonetos (e conseguir extraí-los) agrava o verdadeiro problema que encontraremos no futuro: a mudança climática

7026 – Física – A Fluorescência


Lâmpada fluorescente

Os letreiros luminosos de enorme variedade de cores, formas e movimentos que passaram a enfeitar a vida noturna dos grandes centros urbanos funcionam com base na fluorescência, fenômeno físico que revolucionou a iluminação das cidades e possui numerosas aplicações de importância.
Fluorescência é a propriedade que algumas substâncias possuem de modificar o comprimento de onda da radiação luminosa que incide sobre elas, emitindo, dessa forma, radiação de coloração distinta da incidente. Esse fenômeno é particularmente interessante quando a luz incidente está na faixa do ultravioleta, invisível ao olho humano, e a luz emitida, no espectro do visível.
A explicação teórica da fluorescência pressupõe que o fóton, quantum de energia eletromagnética (luz), ao ser absorvido pela molécula de uma substância, excita seus elétrons, fazendo-os saltar para níveis energéticos superiores. A molécula assim ativada transforma o excesso de energia em movimento, chocando-se com as moléculas vizinhas. Dessa forma, o efeito inicial da radiação incidente se propaga em todas as direções. Em certos casos, esse excesso de energia também é emitido sob forma de radiação, quase sempre com freqüência inferior, quando o elétron retorna a seu nível energético original, o que dá origem à fluorescência.
Numerosas substâncias apresentam fluorescência, entre elas a fluorita ou fluoreto de cálcio (de onde provém o nome do fenômeno), os vidros de urânio, o petróleo, as soluções de fluoresceína e eosina, além de diversos corantes, sulfato de quinino, clorofila, vapores de sódio e mercúrio, iodo e acetona.
O fenômeno da fluorescência constitui a base física do funcionamento das lâmpadas fluorescentes e de mecanismos tais como o do cintiloscópio, aparelho utilizado na medição de radiações ionizantes.

7011 – Carregador público de celular movido a energia solar


Estudantes Universidade de Belgrado, na Sérvia, pensaram numa solução: com aparência moderninha e simpáticos banquinhos à sombra, eles criaram o primeiro carregador de telefone celular público movido a energia solar do mundo. Chamado de Strawberry Tree (árvore de morango), o primeiro modelo foi instalado em Obrenovac em 2010 e, nos primeiros 40 dias, foi utilizado cerca de 10 mil vezes.
Até o projeto ser colocado em prática, foram três anos de estudos. O equipamento tem capacidade de armazenar energia suficiente para um mês de uso (o que é bom para quando o sol está escondido) e o tempo médio para carregar um aparelho varia de 10 a 15 minutos.
A equipe de pesquisadores é formada por nove estudantes dos mais variados cursos da Universidade de Belgrado, como engenharia, arquitetura, ciências e artes. No site, eles explicam que o “projeto é multidisciplinar, por isso é indispensável o uso do conhecimento e experiências das mais diversas áreas.”
Este ano, o time foi premiado na Bélgica no Sustainable Energy Europe Awards, na categoria Consumo, e se tornou a equipe mais jovem (e única representante de um país que não faz parte da União Europeia) a receber um dos principais prêmios destinados a inventores europeus.

6863 – Química – O Metanol


O metanol, também conhecido como álcool metílico, é um composto químico com fórmula química CH3OH. Líquido, inflamável, possui chama invisível, fundindo-se a cerca de -98 °C.
O metanol, ou ainda o álcool da madeira, pode ser preparado pela destilação seca de madeiras, seu processo mais antigo de obtenção, e de onde, durante muito tempo, foi obtido exclusivamente.
Atualmente é obtido pela reação do gás de síntese (produzido a partir de origens fósseis, como o gás natural), uma mistura de H2 com CO passando sobre um catalisador metálico a altas temperaturas e pressões.
Esta reação é uma redução catalítica do monóxido de carbono, e processa-se a temperatura de cerca de 300°C e pressões de 200 a 300 atm. É utilizado como catalisador uma mistura de óxidos metálicos como óxido de cromo (III) (Cr2O3) e óxido de zinco (ZnO).
A equação da reação é:
CO + 2 H2 → H3C-OH
Ele também pode ser produzido a partir da cana-de-açúcar.

O metanol é principalmente um solvente industrial, pois ele dissolve alguns sais melhor do que o etanol; é utilizado na indústria de plásticos, na extração de produtos animais e vegetais, e como solvente em reações de importância farmacológica, como no preparo de colesterol, vitaminas e hormônios. É matéria prima na produção de formaldeído.
É usado no processo de transesterificação da gordura, para produzir biodiesel.
É usado como combustível em algumas categorias de monopostos dos EUA (ex: Champ Car, IRL, Dragster). As equipes e o piloto são instruidos de como agir diante de um incêndio provocado por um acidente. Como o fogo não é visível é preciso jogar água em todos os cantos onde supostamente está ocorrendo e no próprio piloto e membros da equipe se for o necessário.

Inalação
Causa leve irritação às membranas das mucosas. Tem efeito tóxico no sistema nervoso, particularmente no nervo óptico. Os sintomas da exposição incluem dor de cabeça, náusea, vômito, cegueira, coma e até a morte.

Ingestão
Tóxico. Irrita as membranas da mucosa. Pode causar intoxicação e cegueira (que pode ser permanente), Dose fatal: 20 – 25 ml.

Contato com a pele
Pode deixar a pele seca e quebradiça. Se ocorrer absorção; sintomas parecidos com a inalação.

Contato com os olhos
Irritante. A exposição contínua pode causar lesões nos olhos.

Exposição crônica
Prejudica a visão e causa aumento do fígado (hepatomegalia). Repetidas ou prolongadas exposições podem causar irritação na pele.

Antigamente, o tratamento da intoxicação por metanol era feito à base de bebidas alcoólicas, principalmente Uísque. Sabe-se que o etanol, forma do álcool nas bebidas, liga-se com muita facilidade ao ácido fórmico tóxico, o principal metabólito do metanol, facilitando sua excreção. Para se alcançar o efeito desejado, é necessário levar o paciente a um estado de embriaguez. Isto equivale a 4 doses de 45ml de Uísque. Atualmente, este método é pouco utilizado devido aos avanços farmacológicos. Nas unidades de saúde com recursos, usam-se o fomepizol um antagonista competitivo da desidrogenase láctica.

6750 – Física – O Antiátomo


Físicos de grandes institutos científicos do mundo, como o Centro de Pesquisa Nuclear, em Julich, Alemanha, e o Fermilab, em Chicago, Estados Unidos, querem criar o primeiro antielemento químico. É o que se chama de antimatéria, uma substância em que as partículas nucleares têm carga elétrica invertida. No caso do anti-hidrogênio, o primeiro antiátomo que se quer formar, o próton, que é positivo, ficaria negativo, e o elétron, que é negativo, ficaria positivo, cada um deles preservando a própria massa (a do prónton é duas mil vezes maior que a do elétron). O objetivo da pesquisa é produzir grandes quantidades de energia. Porque, quando a antimatéria entra em contato com a matéria, ambas se aniquiliam e o que sobra é radiação, ou seja, energia pura. Um centésimo de grama de anti-hidrogênio misturado ao hidrogênio daria um foguete a propulsão equivalente a 120 toneladas da mistura de hidrogênio e oxigênio utilizado hoje.
Rota de colisão dentro dos aceleradores

O choque entre partículas atômicas cria antipartículas e pode uni-las em antiátomos

Dois feixes de prótons (partícula nuclear positiva) são lançados um contra o outro.
A energia do choque produz a primeira safra de antiprótons, o negativo do próton.
Um novo choque entre um próton e um antipróton gera um elétron e seu oposto, o pósitron.
Se tudo der certo, os elétrons e prótons se combinam para formar um átomo de hidrogênio, enquanto os prósitrons e antiprótons se juntam num antiátomo de anti-hidrogênio.