O FUTURO, É POSSÍVEL PREVˆE-LO?

FUTURO

A EVOLUÇÃO DO IPHONE




COMBUSTÃO E ENERGIA

Combustão e Energia

  • Por que quando o motor do carro está desregulado este gasta mais gasolina?
  • Qual dos combustíveis, a gasolina, o álcool ou o diesel produz menos SO2?
  • O que é um combustível 'limpo'?

Energia

O ser humano necessita de energia para tudo que faz, desde impulsionar o sangue para todas as partes de seu corpo, até fazer com que uma lâmpada se acenda ou que um automóvel se locomova. Mas como obter tal energia? 

Para o funcionamento do corpo utilizamos a energia dos alimentos. Já para a obtenção de energia elétrica, mecânica, etc... existem várias fontes, dentre elas estão:
  • o biocombustível (álcool proveniente da cana de açúcar, ou diesel a base de óleo vegetal como de amendoim, soja, girassol, mamona, pequi, babaçu);
  • a gasolina, (obtida pela destilação fracionada do petróleo);
  • energia termoelétrica (obtida pela queima do carvão ou gás natural);
  • a energia eólica (resultado do movimento do vento);
  • a energia solar (aquece placas especiais que transformam essa energia em elétrica)
  • a energia hidroelétrica (uso da energia das quedas d'água para acionar geradores)
  • energia nuclear (baseada na fissão, ou seja, na divisão do átomo);
  • o biogás (metano, CH4), também conhecido como gás natural (produzido pela fermentação e decomposição da matéria orgânica por microorganismos).
A energia solar, eólica, hidroelétrica o biocombustíveis são chamadas de energias renováveis, pois os raios solares e ventos são produzidos constantemente, a água que é utilizada para mover uma turbina em uma hidroelétrica pode ser renovada pela chuva que enche novamente o reservatório, e a cana-de-açúcar utilizada para produzir álcool pode ser plantada novamente. Já o petróleo, o gás natural e o carvão, são produtos finitos provenientes de fósseis de vegetais e animais que habitaram a Terra alguns milhões de anos atrás. A produção de energia nuclear depende do urânio, que também é um recurso finito. Estas são chamadas de energias não renováveis.
Fogo

Combustão completa e incompleta

A combustão é uma reação de uma substância (combustível) com o oxigênio (O2) (comburente) presente na atmosfera, com liberação de energia. 

A liberação ou consumo de energia durante uma reação é conhecida como variação da entalpia (ΔH), isto é, a quantidade de energia dos produtos da reação (Hp) menos a quantidade de energia dos reagentes da reação (Hr):
ΔH = Hp - Hr
Quando ΔH > 0 isto significa que a energia do(s) produto(s) é maior que a energia do(s) reagentes(s) e a reação é endotérmica, ou seja, absorve calor do meio ambiente. Quando ΔH < 0, isto significa que a energia do(s) reagente(s) é maior que a energia do(s) produto(s) e a reação é exotérmica, ou seja, libera calor para o meio ambiente, como no caso da combustão da gasolina, por exemplo.

A combustão completa de qualquer combustível orgânico (que possui átomos de carbono) leva a formação de gás carbônico ou também chamado de dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). A respiração é um processo de combustão, de “queima de alimentos” que libera energia necessária para as atividades realizadas pelos organismos. É interessante notar que a reação inversa da respiração é a fotossíntese, que ocorre no cloroplasto das células vegetais, onde são necessários gás carbônico, água e energia (vinda da luz solar) para liberar oxigênio e produzir material orgânico (celulose) utilizado no crescimento do vegetal.
combustão/respiração
C6H12O6(s) + 6 O 2(g) ↔ 6 CO2(g) + 6 H2O (l) + energia
fotosíntese
A gasolina possui muitas impurezas contendo enxofre (S), e o diesel, ainda mais. Hoje no Brasil existe um grande investimento por parte da Petrobrás para diminuir a concentração de enxofre no diesel e assim torná-lo menos poluente. Portanto, combustíveis que tem enxofre, ao serem queimados produzem grandes quantidades de um gás bastante tóxico e corrosivo, responsável por acidificar a atmosfera, o dióxido de enxofre (SO2). Já o álcool é um combustível que não apresenta enxofre e portanto não produz o dióxido de enxofre.
S(s)+ O2(g ) → SO2(g)
A falta de oxigênio durante a combustão leva à chamada ‘combustão incompleta’ que produz monóxido de carbono (CO). Note que o CO tem um oxigênio a menos que o CO2, o que caracteriza a deficiência de oxigênio, ou a ineficiência da reação. Este gás é muito tóxico para o ser humano, pois este dificulta a função da hemoglobina, que é responsável pela renovação do oxigênio no nosso sangue. Pequenas concentrações de monóxido de carbono já provocam tonturas e dores de cabeça. Outro produto indesejável da combustão incompleta é a fuligem (C), que não tem oxigênio na sua constituição. A porção mais fina da fuligem pode impregnar nos pulmões e causar problemas respiratórios.
As equações químicas abaixo ilustram a quantidade de calor (ΔH) liberada durante a combustão completa e incompleta do gás metano (CH4). Note como a quantidade de calor liberado é menor nos casos de combustão incompleta. Portanto, além da combustão incompleta gerar compostos nocivos à saúde humana, há também uma grande desvantagem econômica, pois com a mesma quantidade de combustível haverá menor quantidade de energia gerada! Veja as equações:
Combustão completa do metano:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O (l) ΔH = - 802 kJ/mol (energia liberada)
Combustão incompleta do metano:
CH4(g) + 3/2 O2(g) → CO(g) + 2H2O(l) ΔH = - 520 kJ/mol
CH4(g) + O2(g) → C(s) + 2H2O(l) ΔH = - 408,5 kJ/mol
É muito importante saber a quantidade de calor liberada pelos combustíveis para que seja possível comparar o valor energético de cada um deles. Na Tabela 1 são mostradas as entalpias de combustão (ΔHo) para alguns combustíveis, isto é, a energia liberada na queima completa de um mol do combustível. O zero utilizado como índice superior indica que as condições iniciais dos reagentes e as finais dos produtos são 25o C e 1 atm, chamadas de condições padrão.
Tabela 1: Entalpia de combustão padrão para vários combustíveis.

COMBUSTÍVEL

FÓRMULA MOLECULAR

ΔH° (kJ/mol)
Carbono (carvão)
C(s)
- 393,5
Metano (gás natural)
CH4 (g)
- 802
Propano (componente do gás de cozinha)
C3H8 (g)
- 2.220
Butano (componente do gás de cozinha)
C4H10 (g)
- 2.878
Octano (componente da gasolina)
C8H18 (l)
- 5.471
Etino  (acetileno, usado em maçarico)
C2H2 (g)
- 1.300
Etanol (álcool)
C2H5OH (l)
- 1.368
Hidrogênio
H2 (g)
- 286
Veremos mais tarde, na seção experimento, que mesmo a combustão completa leva a produção de um gás indesejável, que é o dióxido de carbono, o maior responsável pelo chamado efeito estufa. Desta forma, o combustível menos poluente que se conhece é o hidrogênio, pois sua combustão gera apenas água:
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ΔH = - 286 kJ/mol

ALTA VELOCIDADE, A BUSCA INCESSANTE PELA VELOCIDADE

Alta velocidade

Não é fácil precisar, na história da civilização, quando foi que o fator velocidade passou a ganhar prestígio por si mesmo: o que é mais rápido é sempre melhor. Talvez tudo tenha começado com as experiências pioneiras de viagens e transportes. É provável que os primeiros navegadores já aspirassem à maior velocidade possível de suas embarcações, pela razão óbvia de que isso diminuiria os custos do empreendimento, os riscos para a segurança e o tédio da tripulação. O mesmo raciocínio vale para os transportes por terra: a impulsão de um motor, substituindo a de um animal, criou novo parâmetro para as viagens: em vez de semanas, dias; em vez de dias, horas. Com o avião, em vez de horas, minutos. E continua, como se sabe, nossa devoração progressiva de espaço e tempo.

O prestígio contemporâneo da velocidade manifesta-se, sobretudo, no campo da informação: quanto mais rápido se divulga, melhor. A informática foi alçada ao trono de divindade e trouxe uma nova ansiedade: o potentíssimo processador de ontem está obsoleto hoje, e o de hoje, amanhã. A banda larga faz disparar as imagens na tela de um monitor, mas certamente não terá como competir com a velocidade do próximo sistema de acesso e navegação. Meninos de sete anos tamborilam os dedos na mesa do computador, impacientes, enquanto aguardam os longos segundos que leva o download de um novo jogo.

Em nossos dias, atribui-se ao fator velocidade um prestígio tão absoluto que parece tolice querer desconfiar dela: uma das expressões acusatórias e humilhantes é, justamente, “devagar, quase parando”, aplicada a quem não demonstre muita pressa. Mas por que não ponderar que algumas das capacidades humanas nada têm a ganhar – ao contrário, têm muito a perder – com a aceleração do processo?

Estaria nesse caso a qualidade das nossas emoções e das nossas reflexões. São mais intensas as emoções passageiras? A reflexão mais rápida é a mais conseqüente? Nesses domínios da sensibilidade e da consciência, a velocidade não parece ter muito a fazer. Quando alguém repousa os olhos numa bela paisagem, a imobilidade não é paralisia: a imaginação está ativa, e o espírito ganha tempo para dar-se conta de si mesmo. Quando se ouve com atenção uma peça musical ou quando se lê refletidamente um texto consistente, sentimentos e reflexões gastam o tempo que precisam gastar para que a linguagem da música e o encadeamento das idéias se alojem e amadureçam dentro de nós. Amadurecer exige tempo. É possível que nossa época tecnológica, maravilhada com tantas e tão rápidas conquistas, represente para a futura história da civilização uma espécie de adolescência. Para um adolescente, o impacto das grandes novidades traduz-se como paradoxal mistura de sentimento de insegurança e sensação de onipotência.

CIÊNCIA E TECNOLOGIA NO BRASIL


O Brasil também tem um grande número de notáveis personalidades científicas. Entre os inventores brasileiros mais reconhecidos estão os padres Bartolomeu de Gusmão, Roberto Landell de Moura e Francisco João de Azevedo,além deAlberto Santos Dumont, Evaristo Conrado Engelberg, Manuel Dias de Abreu, Andreas Pavel e Nélio José Nicolai. A ciência brasileira é representada por nomes comoCésar Lattes,Mário Schenberg,José Leite Lopes e Fritz Muller. Entre os profissionais e pesqui- sadores da área demedicina, destacam-se os brasileiros Ivo Pitanguy, Mayana Zatz, Adib Jatene, Adolfo Lutz, Emílio Ribas, Vital Brasil, Carlos Chagas, Oswaldo Cruz, Henrique da Rocha Lima, Mauricio Rocha e Silva e Euryclides Zerbini. 

A produção científica brasileira começou, efetivamente, nas primeiras décadas do século XIX, quando a família real e a nobreza portuguesa, chefiadas pelo Príncipe-regente Dom João de Bragança (futuro Rei Dom João VI), chegaram no Rio de Janeiro, fugindo da invasão do exército de Napoleão Bonaparte em Portugal, em 1807. Até então, o Brasil era uma colônia portuguesa (ver colônia do Brasil), sem universidades e organizações científicas, em contraste com as ex-colônias americanas do império espanhol, que apesar de terem uma grande parte da população analfabeta, tinham um número considerável de universidades desde o século XVI. 

A pesquisa tecnológica no Brasil é em grande parte realizada em uni- versidades públicas e institutos de pesquisa. Alguns dos mais notáveis polos tecnológicos do Brasil são os institutosOswaldo CruzeButantã, o Comando-Geral de Tecnologia Aeroespacial, aEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) e o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). 

O Brasil tem o mais avançado programa espacial da América Latina, com recursos significativos para veículos de lançamento, e fabricação desatélites.Em 14 de outubro de 1997, aAgência Espacial Brasileira assinou um acordo com a NASA para fornecer peças para a ISS.329 Este acordo possibilitou ao Brasil treinar seu primeiroastronauta. Em 30 de março de 2006 o Cel.Marcos Pontesa bordo do veícu- lo Soyuz se transformou no primeiro astronauta brasileiro e o terceiro latino- americano a orbitar nosso planeta. 

O urânio enriquecido na Fábrica de Combustível Nuclear (FCN), de Resende, no estado do Rio de Janeiro, atende a demanda energética do país. Existem planos para a construção do primeiro submarino nuclear do país. O Brasil também é um dos três países da América Latina com um laboratório Síncrotron em operação, um mecanismo de pesquisa da física, da química, das ciências dos materiais e da biologia. Segundo o Relatório Global de Tecnologia da Informação 2009–2010 do Fórum Econômico Mundial, o Brasil é o 61o maior desenvolvedor mundial de tecnologia da informação. 

Segundo a União Mundial para a Natureza (IUCN), cerca de 12% das terras do mundo estão atualmente protegidas, o dobro do que havia no início da década de 1990. Boa parte dessa proteção, porém, nunca saiu do papel. 

Ultimamente com os problemas provocados pelo homem, o tema de preservação vem sendo mais pensado e discutido. Assiste-se a uma evolução no foco das atividades ambientalistas, principalmente o Greenpeace. Se no início elas se concentravam na defesa de algumas espécies ameaçadas, agora consideram que a conservação dos ecossistemas, aliada ao desenvolvimento sustentável, é vital para a manutenção e a evolução da biodiversidade. 

Em 2003, instituições ambientais, cientistas e políticos reunidos no 5o - Congresso Mundial de Parques, em Durban, na África do Sul, definiram novas políticas e critérios para a ampliação e a multiplicação de áreas de conservação e de corredores ecológicos ligando as áreas já existentes e para o envolvimento das comunidades locais com as áreas protegidas. Essas propostas originaram o Acordo de Durban, cujo principal objetivo é a criação de um sistema global de áreas protegidas na próxima década.

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