Energia Solar no Brasil

Plantão

Evento discutirá criação de setor de energia solar fotovoltaica no Brasil

Com informações da Agência Fapesp e Unicamp - 06/02/2012

Imagem ilustrativa

Energia solar no Brasil

A Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e a International Energy Initiative (IEI) realizarão, nos dias 13 e 14 de março, o "2º Workshop Inovação para o Estabelecimento do Setor de Energia Solar Fotovoltaica no Brasil".

O encontro é voltado a profissionais de empresas de toda a cadeia de produção de energia solar fotovoltaica, tomadores de decisão e grupos técnicos de governos e instituições de fomento à pesquisa, além de professores, pesquisadores e alunos de graduação e pós-graduação.

Um dos objetivos do evento é aproximar a agenda de pesquisa e desenvolvimento e inovação dos diversos agentes, discutindo os desafios científicos e tecnológicos para o estabelecimento do mercado de energia solar fotovoltaica e de indústrias de silício grau solar no Brasil.

"A energia solar fotovoltaica no contexto do planejamento energético nacional", "O estabelecimento de um programa de pesquisa em energia solar fotovoltaica no Brasil" e "Processo verde para a produção de silício grau solar" são alguns assuntos que serão abordados durante o evento.

Iniciativas na área da indústria solar

Este é o segundo evento na tentativa de criar uma indústria de componentes de energia solar no Brasil.

O primeiro, chamado Inovação para o Estabelecimento do Setor de Energia Solar Fotovoltaica no Brasil foi realizado em 15 e 16 de março de 2011, também Unicamp.

Aquele evento culminou com uma série de propostas para a criação de um setor fotovoltaico brasileiro.

Há empresas nacionais que, individualmente, vêm apostando por conta própria através de investimentos na área. Veja alguns exemplos apresentados pelas próprias empresas durante o evento do ano passado.

1. A construção pela Tecnometal de uma linha de produção de módulos fotovoltaicos. Em uma primeira etapa, fabricados através de componentes comprados nacionais e internacionais (2 - 20 MWp/ano) para, posteriormente, serem fabricados a partir de silício nacional, quando se prevê para 2013 uma capacidade produtiva de 100 MWp/ano. Já disponibiliza produtos no mercado.

2. Investimentos em pesquisa na purificação de silício grau solar pela rota metalúrgica (p.e. RIMA e Minas Ligas) que consome menos energia e integra-se à linha produtiva do já existente parque produtivo de silício grau metalúrgico.

3. Devido à Copa de 2014 e às Olimpíadas de 2016, algumas concessionárias de distribuição estão investindo no conceito dos Estádios Solares, como Cemig, Light e Coelba. Aeroportos Solares também são importantes oportunidades.

4. Uma planta central de 1 MWp está sendo construída em Tauá (CE) pela MPX, com planos de expansão para 5 MWp e 50 MWp.

5. A CP Eletrônica, empresa tradicionalmente do ramo de no-breaks, desenvolveu um inversor de 3 kW para aplicações em sistemas fotovoltaicos isolados e conectados à rede.

Experiência com a tecnologia solar

A Eletrobrás também possui importante papel como agente promotor da tecnologia.

Haja vista a existência de 800 mil famílias a serem atendidas pela universalização do acesso à eletricidade, projetos de caráter piloto são realizados para testar tecnologias e processos cujos aprendizados e melhores práticas podem ser transferidos como soluções às concessionárias para a universalização do atendimento e fornecer subsídios à ANEEL no aprimoramento da regulamentação.

Através de sua subsidiária (Eletrosul), a Eletrobrás está implantando o Projeto Megawatt Solar, que consiste na instalação na sede da empresa de uma planta de geração solar fotovoltaica de aproximadamente 1 MWp (1.060 kWp) com custo total estimado de R$ 10 milhões. Toda a eletricidade gerada será vendida. O principal objetivo é adquirir experiência com a tecnologia.

Inscrições

O workshop de 2012 será realizado no auditório da Faculdade de Ciências Médicas da Unicamp, localizado na R. Tessália Vieira de Camargo, nº 126, na cidade universitária Zeferino Vaz, em Campinas (SP).

Mais informações e inscrições: www.nipeunicamp.org.br/inovafv.

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Átomo gigante simula asteroides troianos de Júpiter

Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/02/2012

À esquerda, o Sistema Solar, com Júpiter e seus dois grupos de asteroides troianos. À direita, o elétron-onda, mantido concentrado pela influência de um campo eletromagnético.[Imagem: TU Vienna]

Modelo de Bohr

Físicos construíram um modelo preciso de uma parte do Sistema Solar no interior de um único átomo de potássio.

Eles fizeram com que um elétron orbitasse o núcleo do átomo exatamente da mesma forma que os asteroides troianos de Júpiter orbitam o Sol.

Os átomos são comumente representados como sistemas planetários, graças ao modelo criado por Niels Bohr em 1913.

Contudo, apesar de o modelo de Bohr ser bem ilustrativo, a mecânica quântica estabelece que o elétron pode ser encontrado em muitos lugares, o que transforma sua órbita em um espaço grande, difuso e incerto.

Na física quântica, o elétron é definido como uma onda, ou uma "nuvem de probabilidades". Simplesmente não faz sentido perguntar qual é a "posição real" de um elétron, porque ele está situado em todas as direções possíveis ao redor do núcleo ao mesmo tempo.

Átomo planetário

Mas, curiosamente, os cientistas da Áustria e dos Estados Unidos descobriram que, afinal de conta, os átomos têm algo em comum não apenas com os sistemas planetários, mas com o nosso Sistema Solar em particular.

Mais especificamente, eles descobriram que um tipo especial de átomo pode simular os asteroides troianos de Júpiter, asteroides que viajam à frente e atrás do planeta, em pontos de equilíbrio gravitacional conhecidos como pontos de Lagrange.

Da mesma forma que Júpiter estabiliza a órbita dos seus asteroides troianos, a órbita dos elétrons ao redor do núcleo atômico pode ser estabilizada usando um campo eletromagnético.

No experimento, a influência estabilizadora da gravidade de Júpiter foi substituída por um campo magnético precisamente ajustado. O campo oscila precisamente com a frequência correspondente ao período orbital do elétron ao redor do núcleo.

Isso estabelece um ritmo para o elétron, de forma que o elétron-onda é mantido em um ponto específico por um longo tempo.

Com isto, o elétron pode até mesmo ser empurrado para outra órbita - mais ou menos como se os asteroides troianos de Júpiter fossem subitamente forçados a orbitar Saturno.

Maior átomo do mundo

Para fazer isto, o grupo usou um raio laser para excitar o elétron mais externo do átomo de potássio para números quânticos - descritivos da "órbita" do elétron - entre 300 e 600, criando um assim chamado átomo de Rydberg.

Isto significa que eles construíram um átomo gigante, eventualmente o maior átomo do mundo - o elétron orbita o núcleo a uma distância tão grande que o átomo inteiro ficou do tamanho do pingo desta letra "i".

Os cientistas se entusiasmaram com o feito, e agora planejam preparar átomos com vários elétrons se movendo em órbitas planetárias ao mesmo tempo.

Isto permitirá que eles estudem como o mundo quântico dos objetos em escala atômica correspondem ao mundo clássico, como nós o percebemos com nossos sentidos.

"A zona de transição entre a mecânica quântica e a física clássica é a mais fascinante e menos compreendida fronteira da física," afirmou Joseph Eberly, membro da equipe.

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Bibliografia:

Creating and Transporting Trojan Wave Packets
B. Wyker, S. Ye, F. B. Dunning, S. Yoshida, C. O. Reinhold, J. Burgdörfer
Physical Review Letters
Vol.: 108, 043001
DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.043001

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Planeta com três sóis pode ser habitável

Espaço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/02/2012

 

Os astrônomos demonstraram que planetas habitáveis podem se formar em uma variedade de ambientes muito maior do que se imaginava. [Imagem: Guillem Anglada-Escudé]

Riqueza de ambientes planetários

Se um planeta com dois sóis já impressiona, imagine então um planeta com três sóis.

Foi justamente isso que uma equipe internacional, coordenada por Guillem Anglada-Escudé, da Universidade de Gottingen, na Alemanha, acabam de descobrir.

Mas o melhor está por vir: segundo eles, o planeta está na zona habitável, ou seja, a uma distância adequada de seus três sóis para manter água líquida em sua superfície.

Logo depois de revelar que há mais planetas que estrelas na Via Láctea, e que mesmo planetas com dois sóis são comuns, agora os astrônomos demonstram que planetas habitáveis podem na verdade se formar em uma variedade de ambientes muito maior do que se imaginava.

Planeta com três sóis

O planeta, chamado GJ 667Cc, orbita uma pequena estrela muito diferente do Sol, uma anã-branca, situada a 22 anos-luz da Terra.

Essa estrela, por sua vez, orbita um binário formado por duas estrelas, estas sim, mais parecidas com nosso Sol.

Mas deve haver noite no planeta, porque a anã-branca e seu sistema planetário - há pelo menos dois outros planetas no sistema - orbitam o binário à mesma distância que há entre o Sol e Plutão.

Já foram localizados mais de 100 planetas na zona habitável, mas a maioria é de gigantes gasosos, como Júpiter, e não planetas rochosos como a Terra.

O recém-descoberto GJ 667Cc parece ser do tipo certo, residindo bem no meio da zona habitável de sua estrela.

Contudo, a técnica usada para detectar o GJ 667Cc não é precisa o suficiente para permitir o cálculo exato de sua massa. Segundo os pesquisadores, sua massa mínima equivale a 4,5 vezes a massa da Terra, mas esse número pode chegar a 9.

Para determinar com segurança a composição de um planeta - se ele é rochoso - é necessário saber sua densidade, que por sua vez é calculada a partir da sua massa e do seu diâmetro.

Assinaturas de vida

Contando com seus três sóis, o planeta recebe 90% da luz que a Terra recebe. Entretanto, como a maior parte dessa luz está na faixa infravermelha do espectro, um percentual maior dela deve ser absorvida pelo planeta.

Juntando os dois efeitos, dizem os cientistas, o GJ 667Cc absorve mais ou menos a mesma energia de suas estrelas que a Terra absorve do Sol, o que permite temperaturas superficiais similares às da Terra e, por consequência, água em estado líquido.

Mas serão necessárias novas observações, e eventualmente o desenvolvimento de técnicas mais aprimoradas de observação, para confirmar todos esses dados.

Anglada-Escudé está entusiasmado, e fala em muito mais do que confirmar suas descobertas.

"Com o advento de uma nova geração de instrumentos, os pesquisadores serão capazes de pesquisar muitas anãs brancas classe M em busca de planetas similares e eventualmente buscar assinaturas espectroscópicas de vida em um desses mundos," vislumbra ele.

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Grafeno é invisível para a água e opaco para a luz

Nanotecnologia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/01/2012

O esquema do experimento e a membrana de óxido de grafeno, com 1 micrômetro de espessura.[Imagem: Nair et al./Science]

Grafeno funcionalizado

O grafeno continua a mostrar suas estranhas e promissoras propriedades.

Depois de se mostrar invisível para a água quando posto sobre uma superfície, ele demonstrou ser impermeável para todos os gases e líquidos quando posto sobre um furo, ou seja, quando transformado em uma membrana.

De forma surpreendente, a equipe que ganhou o Prêmio Nobel de Física pela sua descoberta demonstrou também que a água se evapora através do grafeno praticamente como se ele não estivesse lá.

Está certo que não era exatamente grafeno puro, mas óxido de grafeno, ou grafeno funcionalizado - uma folha de grafeno coberta com moléculas do grupo hidroxila (OH-).

O óxido de grafeno forma laminados com várias camadas de espessura, mas ainda na categoria dos chamados filmes finos.

Invisível para a água

Quando um recipiente é selado com esse filme, nem mesmo o mais sensível equipamento existente consegue detectar a saída de ar ou de qualquer outro gás, incluindo o hélio.

O gás hélio consegue escapar lentamente mesmo quando é coberto por uma lâmina de vidro de 1 milímetro de espessura, mas não passa pelo filme de grafeno funcionalizado.

Mas coloque a incrível água lá dentro - e os cientistas estão longe de entender todas as propriedades da água - e ela evapora como se o filme de grafeno não estivesse lá.

Na verdade, a água se evapora exatamente na mesma velocidade, esteja a membrana lá ou não.

"Essa propriedade única pode ser usada em situações onde é necessário remover a água de uma mistura ou recipiente, mas deixando lá dentro todos os outros ingredientes," propõe a Dra. Irina Grigorieva, membro da equipe na Universidade de Manchester, no Reino Unido.

Nanodiscos de grafeno absorvem completamente a luz. [Imagem: PhysicsWorld]

Opaco para a luz

Uma outra equipe, em um trabalho independente, descobriu que o grafeno pode ser usado para criar um absorvedor perfeito de luz.

Ou seja, se ele é transparente para a água, o grafeno não deixa nenhuma luz passar quando é cortado em círculos e montado em uma estrutura periódica.

Isto pode levar ao desenvolvimento de novos aparelhos detectores de luz, particularmente na região do infravermelho, justamente onde as tecnologias atuais não se dão bem.

O que surpreendeu nesta descoberta é que os materiais convencionais precisam ter uma espessura de milhares de átomos para absorver completamente a luz. O grafeno faz isto com uma camada de um único átomo.

"A camada em questão é feita com grafeno disposto em uma estrutura periódica de nanodiscos," explica o Dr. García de Abajo, do Instituto de Pesquisas Fotônicas, na Espanha, coordenador da equipe.

A estrutura confina a luz em regiões que são centenas de vezes menores do que o comprimento de onda da luz, o que ocorre graças aos plásmons de superfície, oscilações coletivas quantizadas de elétrons no interior do nanodisco.

Para que o mecanismo funcione, o grafeno deve estar eletricamente carregado. E o comprimento de onda - a cor da luz - que o grafeno retém depende da intensidade dessa carga elétrica.

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Bibliografia:
Unimpeded Permeation of Water Through Helium-Leak-Tight Graphene-Based Membranes
R. R. Nair, H. A. Wu, P. N. Jayaram, I. V. Grigorieva, A. K. Geim
Science
Vol.: 335 no. 6067 pp. 442-444
DOI: 10.1126/science.1211694
Complete Optical Absorption in Periodically Patterned Graphene
Sukosin Thongrattanasiri, Frank H. L. Koppens, F. Javier García de Abajo
Physical Review Letters
Vol.: 108, 047401
DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.047401

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Torturas Medievais

Caros amigos visitantes

O texto que se segue é um trecho do capítulo 1 do Livro VIGIAR E PUNIR de Michel Fucault, onde o mesmo narra uma cena ocorrida em Paris, por ocasião do cumprimento de uma sentença de um parricídio.

Trata-se de um espetáculo bárbaro de uma crueldade sem precedente, digno dos mais cruentos filmes de terror.

Antromsil

VIGIAR E PUNIR - Michel Fucault

 

“Primeira Parte

SUPLÍCIO

Capítulo I

O corpo dos condenados

[Damiens fora condenado, a 2 de marco de 1757], a pedir perdão publicamente diante da porta principal da Igreja de Paris [aonde devia ser] levado e acompanhado numa carroça, nu, de camisola, carregando uma tocha de cera acesa de duas libras; [em seguida], na dita carroça, na praça de Greve, e sobre um patíbulo que ai será erguido, atenazado nos mamilos, braços, coxas e barrigas das pernas, sua mão direita segurando a faca com que cometeu o dito parricídio, queimada com fogo de enxofre, e as partes em que será atenazado se aplicarão chumbo derretido, óleo fervente, piche em fogo, cera e enxofre derretidos conjuntamente, e a seguir seu corpo será puxado e desmembrado por quatro cavalos e seus membros e corpo consumidos ao fogo, reduzidos a cinzas, e suas cinzas lançadas ao vento.(1)

Finalmente foi esquartejado [relata a Gazette d'Amsterdam]. (2) Essa ultima operação foi muito longa, porque os cavalos utilizados não estavam afeitos a tração; de modo que, em vez de quatro, foi preciso colocar seis; e como isso não bastasse, foi necessário, para desmembrar as coxas do infeliz, cortar-lhe os nervos e retalhar-lhe as juntas...

Afirma-se que, embora ele sempre tivesse sido um grande praguejador, nenhuma blasfêmia lhe escapou dos lábios; apenas as dores excessivas faziam-no dar gritos horríveis, e muitas vezes repetia: "Meu Deus, tende piedade de mim; Jesus, socorrei-me". Os espectadores ficaram todos edificados com a solicitude do cura de Saint-Paul que, a despeito de sua idade avançada, não perdia nenhum momento para consolar o paciente.

[O comissário de policia Bouton relata]: Acendeu-se o enxofre, mas o fogo era tão fraco que a pele das costas da mão mal e mal sofreu. Depois, um executor, de mangas arregaçadas acima dos cotovelos, tomou umas tenazes de aço preparadas ad hoc, (de propósito; adrede; intencionalmente) medindo cerca de um pé e meio de comprimento, atenazou-lhe primeiro a barriga da perna direita, depois a coxa, dai passando as duas partes da barriga do braço direito; em seguida os mamilos. Este executor, ainda que forte e robusto, teve grande dificuldade em arrancar os pedaços de carne que tirava em suas tenazes duas ou três vezes do mesmo lado ao torcer, e o que ele arrancava formava em cada parte uma chaga do tamanho de um escudo de seis libras.

Depois desses suplícios, Damiens, que gritava muito sem contudo blasfemar, levantava a cabeça e se olhava; o mesmo carrasco tirou com uma colher de ferro do caldeirão daquela droga fervente e derramou-a fartamente sobre cada ferida. Em seguida, com cordas menores se ataram as cordas destinadas a atrelar os cavalos, sendo estes atrelados a seguir a cada membro ao longo das coxas, das pernas e dos braços.

O senhor Le Breton, escrivão, aproximou-se diversas vezes do paciente para lhe perguntar se tinha algo a dizer. Disse que não; nem é preciso dizer que ele gritava, com cada tortura, da forma como costumamos ver representados os condenados: "Perdão, meu Deus! Perdão, Senhor". Apesar de todos esses sofrimentos referidos acima, ele levantava de vez em quando a cabeça e se olhava com destemor. As cordas tão apertadas pelos homens que puxavam as extremidades faziam-no sofrer dores inexprimíveis. O senhor Le Breton aproximou-se outra vez dele e perguntou-lhe se não queria dizer nada; disse que não. Achegaram-se vários confessores e lhe falaram demoradamente; beijava conformado o crucifixo que lhe apresentavam; estendia os lábios e dizia sempre: "Perdão, Senhor".

9 ▲

Os cavalos deram uma arrancada, puxando cada qual um membro em linha reta, cada cavalo segurado por um carrasco. Um quarto de hora mais tarde, a mesma cerimônia, e enfim, apos varias tentativas, foi necessário fazer os cavalos puxar da seguinte forma: os do braço direito a cabeça, os das coxas voltando para o lado dos braços, fazendo-lhe romper os braços nas juntas. Esses arrancos foram repetidos varias vezes, sem resultado. Ele levantava a cabeça e se olhava. Foi necessário colocar dois cavalos, diante dos atrelados as coxas, totalizando seis cavalos. Mas sem resultado algum.

Enfim o carrasco Samson foi dizer ao senhor Le Breton que não havia meio nem esperança de se conseguir e lhe disse que perguntasse as autoridades se desejavam que ele fosse cortado em pedaços. O senhor Le Breton, de volta da cidade, deu ordem que se fizessem novos esforços, o que foi feito; mas os cavalos empacaram e um dos atrelados as coxas caiu na laje. Tendo voltado os confessores, falaram-lhe outra vez. Dizia-lhes ele (ouvi-o falar): "Beijem-me, reverendos". O senhor cura de Saint-Paul não teve coragem, mas o de Marsilly passou por baixo da corda do braço esquerdo e beijou-o na testa. Os carrascos se reuniram, e Damiens dizia-lhes que não blasfemassem, que cumprissem seu oficio, pois não lhes queria mal por isso; rogava-lhes que orassem a Deus por ele e recomendava ao cura de Saint-Paul que rezasse por ele na primeira missa.

Depois de duas ou três tentativas, o carrasco Samson e o que lhe havia atenazado tiraram cada qual do bolso uma faca e lhe cortaram as coxas na junção com o tronco do corpo; os quatro cavalos, colocando toda forca, levaram-lhe as duas coxas de arrasto, isto e: a do lado direito por primeiro, e depois a outra; a seguir fizeram o mesmo com os braços, com as espáduas e axilas e as quatro partes; foi preciso cortar as carnes ate quase aos ossos; os cavalos, puxando com toda

forca, arrebataram-lhe o braço direito primeiro e depois o outro.

Uma vez retiradas essas quatro partes, desceram os confessores para lhe falar; mas o carrasco informou-lhes que ele estava morto, embora, na verdade, eu visse que o homem se agitava, mexendo o maxilar inferior como se falasse. Um dos carrascos chegou mesmo a dizer pouco depois que, assim que eles levantaram o tronco para o lançar na fogueira, ele ainda estava vivo. Os quatro membros, uma vez soltos das cordas dos cavalos, foram lançados numa fogueira preparada no local sito em linha reta do patíbulo, depois o tronco e o resto foram cobertos de achas e gravetos de lenha, e se pos fogo a palha ajuntada a essa lenha.

...Em cumprimento da sentença, tudo foi reduzido a cinzas. O ultimo pedaço encontrado nas brasas só acabou de se consumir às dez e meia da noite. Os pedaços de carne e o tronco permaneceram cerca de quatro horas ardendo. Os oficiais, entre os quais me encontrava eu e meu filho, com alguns arqueiros formados em destacamento, permanecemos no local ate mais ou menos onze horas.

Alguns pretendem tirar conclusões do fato de um cão se haver deitado no dia seguinte no lugar onde fora levantada a fogueira, voltando cada vez que era enxotado. Mas não é difícil compreender que esse animal achasse o lugar mais quente do que outro. (3)”

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Solução para geladeiras verdes estava no micro-ondas

Mecânica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/01/2012

A receita fica pronta na forma de aglomerados do tamanho de ervilhas, com propriedades termoelétricas superiores às dos materiais atuais. [Imagem: Rensselaer/Ramanath]

Inventando na cozinha

Os materiais termoelétricos são as grandes promessas para a criação de geladeiras de estado sólido e aparelhos de ar condicionado tão finos quanto uma TV de LED.

Materiais termoelétricos convertem eletricidade em uma ampla gama de temperaturas - do muito quente até o gelado.

• Refrigeração térmica transforma calor em frio ou em eletricidade

Embora já existam geladeiras baseadas nesse princípio há décadas, elas são pequenas e ineficientes, não conseguindo concorrer com os sistemas de refrigeração baseados em motores e compressores.

Isso acontece porque os materiais termoelétricos disponíveis hoje são caros, por serem difíceis de fabricar em grandes quantidades, além de não possuírem uma combinação adequada de propriedades termais e elétricas.

Mas a solução já estava na própria cozinha - mais especificamente, em um forno de micro-ondas comum.

Receita termoelétrica

Engenheiros do Instituto Politécnico Rensselaer, nos Estados Unidos, descobriram uma técnica para criar materiais termoelétricos nanoestruturados que são muito mais eficientes e podem ser fabricados em grandes quantidades, potencialmente baixando seu custo.

A chave da descoberta está em uma técnica muito usada na microeletrônica, chamada dopagem, que consiste na adição de uma substância-traço em outra substância hospedeira.

Depois de adicionar pequenas quantidades de enxofre ao seu material, os pesquisadores puseram-no para cozinhar por alguns minutos em um forno de micro-ondas comum.

A receita fica pronta na forma de aglomerados do tamanho de ervilhas, com propriedades termoelétricas superiores às dos materiais atuais, que são muito mais difíceis de fabricar.

"Nossa descoberta tem verdadeiramente potencial para transformar a paisagem tecnológica da refrigeração, com um impacto real sobre nossas vidas," comemora Ganpati Ramanath, coordenador da pesquisa.

Além de geladeiras e aparelhos de ar-condicionado, a nova tecnologia poderá ser usada para resfriar processadores de computador.

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Bibliografia:

A new class of doped nanobulk high-figure-of-merit thermoelectrics by scalable bottom-up assembly
Rutvik J. Mehta, Yanliang Zhang, Chinnathambi Karthik, Binay Singh, Richard W. Siegel, Theodorian Borca-Tasciuc, Ganpati Ramanath
Nature Materials
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/NMAT3213

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Cientistas constroem a espuma perfeita

Materiais Avançados

Com informações da Nature - 30/11/2011

 

 

A espuma de Weaire-Phelan é a espuma perfeita, agora construída na prática pela primeira vez.[Imagem: Ruggero Gabbrielli]

Espuma perfeita

Físicos irlandeses conseguiram um feito há longo tempo perseguido pela ciência: eles construíram a espuma perfeita.

Uma espuma perfeita é aquela que tem a configuração de menor energia de seus poros.

Essa configuração é um meio-termo perfeito entre a área superficial dos poros - essencialmente poliedros - e a estabilidade das faces desses poros interconectados.

Para se ter uma ideia da dificuldade de se encontrar esse equilíbrio perfeito entre área e estabilidade, o famoso Lord Kelvin pensou ter achado a solução em 1887 - octaedros truncados, com oito faces hexagonais e seis faces quadradas, todas elas ligeiramente curvas.

Uma das estruturas da espuma de Weaire-Phelan.. [Imagem: Kenneth Brakke]

Espuma de Weaire-Phelan

Só em 1994, Denis Weaire e seu colega Robert Phelan, ambos do Trinity College, em Dublin, demonstraram que a espuma perfeita de Kelvin não era assim tão perfeita - na verdade, nunca fora demonstrado matematicamente que ela fosse perfeita.

Weaire e Phelan calcularam matematicamente que uma espuma com uma estrutura de oito poliedros, seis com 14 faces, e dois com 12, todas as faces hexágonos ou pentágonos imperfeitos, também ligeiramente curvas, teria uma área de superfície 0,3% menor do que a espuma de Kelvin.

Mas só agora, 17 anos depois, outro cientista conseguiu demonstrar que essa espuma perfeita pode ser feita na prática.

As paredes do Estádio Olímpico de Natação de Pequim foram inspiradas na espuma perfeita de Weaire-Phelan. [Imagem: Philip Ball/Nature]

Fabricação da espuma perfeita

Ruggero Gabbrielli, da Universidade de Trento, na Itália, descobriu que o segredo para a fabricação da espuma perfeita de Weaire-Phelan está no recipiente onde ela será construída.

Esses experimentos normalmente são feitos em vasilhames normais, com paredes planas. Mas o desenho complexo, e as faces curvas dos poliedros, não se encaixam bem em uma forma de bolo retangular.

Todos eles se juntaram então e, com ajuda do matemático Kenneth Brakke, da Universidade da Pensilvânia, construíram o recipiente adequado para que a espuma perfeita se encaixasse.

Pronta a forma, foi só adicionar as bolhas de sabão para que seis camadas de cerca de 1.500 bolhas se ordenassem naturalmente de acordo com a estrutura da espuma perfeita de Weaire-Phelan.

A estrutura pode não parecer muito estranha: na verdade, os arquitetos do Estádio Olímpico de Natação de Pequim haviam construído essa espuma perfeita - ou pelo menos sua face externa - manualmente, célula por célula, usando plástico e rejunte.

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Bibliografia:
Scientists make the 'perfect' foam
Philip Ball
Nature
28 November 2011
DOI: 10.1038/nature.2011.9504

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Material similar ao grafeno pode ser magnético e supercondutor

Materiais Avançados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/10/2011

Esta imagem mostra como a estrutura do cristal SrMnBi2 lembra os pnictidos de ferro, as estrelas das pesquisas com supercondutores (verde: bismuto; azul: estrôncio; vermelho: manganês).[Imagem: HZDR]

Melhor do que o grafeno?

Depois que grafeno deu aos seus descobridores o Prêmio Nobel de Física, essas folhas unidimensionais de carbono vêm recebendo um bocado de atenção.

Talvez por isso os resultados de uma nova pesquisa realizada na Coreia e na Alemanha estejam agora atraindo o foco dos holofotes.

Frederik Wolff-Fabris e seus colegas desenvolveram um material que possui propriedades físicas similares às do grafeno - mas que também tem algumas vantagens adicionais muito interessantes.

A primeira é que o material se assemelha a um tipo de supercondutor de alta temperatura, à base de ferro - os pnictidos de ferro, descobertos em 2008, e atuais estrelas das pesquisas na área de supercondução.

A segunda, e mais promissora, é que, devido à posição dos elementos individuais do novo material na Tabela Periódica, alguns dos seus átomos podem ser simplesmente substituídos por outros átomos.

Magnético, supercondutor ou isolante topológico

Estas duas características combinadas permitem a criação de novos materiais que podem ser supercondutores, magnéticos, ou se comportarem como isolantes topológicos.

Os isolantes topológicos são materiais que permitem a condução perfeita de elétrons em sua superfície, o que os diferencia dos supercondutores, cuja condução livre ocorre em todo o material.

Com isto, eles são mais adequados à transferência de pequenas correntes, como as que circulam no interior dos chips.

Este novo material é um metal, formado por uma liga de estrôncio, manganês e bismuto (SrMnBi2), que se comporta de forma muito similar ao grafeno, o que abre a possibilidade de seu uso em conjunto ou como substituto nas mesmas funções.

Mas o que mais está chamando a atenção é a possibilidade de "dopagem" do SrMnBi2 com outros elementos, o que poderá criar ímãs super fortes ou novos materiais supercondutores de alta temperatura.

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Bibliografia:

Anisotropic Dirac Fermions in a Bi Square Net of SrMnBi2
Joonbum Park, G. Lee, F. Wolff-Fabris, Y. Y. Koh, M. J. Eom, Y. K. Kim, M. A. Farhan, Y. J. Jo, C. Kim, J. H. Shim, J. S. Kim
Physical Review Letters
Vol.: 107, 126402
DOI: 10.1103/PhysRevLett.107.126402

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Maior cabo supercondutor do mundo será instalado na Alemanha

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/01/2012

 

 

Para atingir sua temperatura ideal de condução, o cabo supercondutor é resfriado com nitrogênio líquido.[Imagem: Nexans]

Cabo supercondutor

O maior cabo supercondutor do mundo será instalado na Alemanha, unindo duas subestações na cidade de Ruhr.

Projetado para suportar uma carga de 40 MW (megawatts), o cabo será formado por seções concêntricas operando a 10.000 volts.

Segundo engenheiros do Instituto de Tecnologia Karlsruhe, que projetaram o cabo, ele será o primeiro a incorporar um sistema de proteção contra sobrecargas, com limitador de corrente.

O cabo supercondutor terá 1 km de extensão - para se ter uma ideia, o recorde mundial de intensidade de corrente elétrica foi batido com um cabo supercondutor de 30 metros de comprimento.

Espinha dorsal elétrica

Os engenheiros afirmam que cabos supercondutores poderão permitir a completa reestruturação dos sistemas de distribuição de energia nas regiões centrais das cidades.

Isto porque a enorme potência disponibilizada permitirá a criação de uma espécie de espinha dorsal de distribuição elétrica, com inúmeros links de 10 kV derivando desse cabo central para alimentar prédios e outras instalações que precisem de alta tensão.

Embora necessite de um resfriamento a -200º C, toda essa malha de distribuição de energia de alta eficiência exige muito menos espaço do que as redes elétricas atuais, o que é importante em áreas densamente ocupadas, como as regiões centrais das grandes cidades.

Além disso, a possibilidade de falhas e a necessidade de manutenção, segundo os engenheiros alemães, são muito menores.

Transmissão sem perda de energia

De forma surpreendente, os engenheiros calcularam que todo o aparato necessário para o funcionamento do cabo supercondutor, usando nitrogênio líquido para seu resfriamento constante, é uma solução mais barata do que usar cabos de cobre de média tensão.

Segundo eles, o menor custo do cobre é cancelado pela queda ôhmica na rede, que é muito maior.

Para a mesma espessura, o cabo supercondutor transfere 100 vezes mais energia do que o cobre, virtualmente sem perda de energia.

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EUA podem ter derrubado sonda russa que iria a Marte

Espaço

Com informações da New Scientist - 19/01/2012

Esta é uma imagem feita por radar da sonda Phobos-Grunt ainda em órbita. Neste caso, o radar utilizava uma potência muito menor do que o radar militar dos EUA que está sendo apontado como causador da falha. Aparentemente ninguém fotografou ou filmou a reentrada da sonda na atmosfera. [Imagem: Fraunhofer IFR]

Solto no ar

Tudo começou com alegações de sabotagem, feitas por Vladimir Popovkin, presidente da agência espacial russa.

"As falhas frequentes de nossos lançamentos espaciais, que ocorrem em um momento quando eles estão voando sobre uma parte da Terra que não é visível da Rússia, onde nós não podemos ver as espaçonaves e não recebemos informações da telemetria, não estão claras para nós," afirmou ele.

"Nós não queremos acusar ninguém, mas já existem dispositivos muito poderosos capazes de influenciar as espaçonaves. A possibilidade de que eles tenham sido usados não pode ser descartada," completou.

Radar culpado

A até então bizarra sugestão de que os EUA teriam danificado a sonda espacial russa Phobos-Grunt, provocando seu mau funcionamento e sua queda, agora se transformou em uma alegação um pouco menos estranha.

Um jornal russo informou que um radar de uma base militar dos EUA pode ter acidentalmente danificado a sonda, levando à sua perda.

A nave, lançada em 9 de novembro com o objetivo de buscar amostras de solo da superfície da maior lua de Marte, Fobos, misteriosamente não conseguiu disparar o último estágio do seu foguete, ficando encalhada na órbita da Terra até sua reentrada na atmosfera, no domingo.

Mas quão plausível é a sugestão de que um radar seja o culpado pelo fracasso da sonda?

Qual é a acusação?

Nesta terça-feira, o jornal russo Kommersant citou uma fonte não identificada que afirmou que estão sendo realizados testes na Rússia para determinar se feixes de radar emitidos a partir de uma base militar dos EUA poderiam ter causado uma falha no sistema de energia da Phobos-Grunt, o que impediu seus motores de disparar.

Quais feixes de radar?

A fonte não identificada aponta o dedo para a estação de radar militar dos Estados Unidos no atol de Kwajalein, nas Ilhas Marshall, no Pacífico.

No momento do mau funcionamento da Phobos-Grunt, a fonte diz que a estação estava usando o seu radar para refletir sinais de asteroides, uma técnica padrão para produzir imagens de asteroides e medir suas distâncias.

Assim, qualquer dano infligido pelos EUA à Phobos-Grunt pode ter sido acidental, e não sabotagem, como havia sido sugerido anteriormente por Popovkin.

É possível que um radar danifique uma nave como a Phobos-Grunt?

De acordo com Boris Smeds, um ex-engenheiro de rádio da ESA (Agência Espacial Europeia), é altamente improvável.

Comunicações no espaço profundo, como as que se esperaria que a Phobos-Grunt usasse, usam frequências diferentes das frequências dos radares de observação do espaço, e receptores de naves espaciais são construídos para filtrar frequências indesejadas.

É apenas concebível que um receptor de rádio com filtros ruins na Phobos-Grunt tenha sido danificado por um feixe de radar da base militar dos EUA, mas é difícil imaginar como o dano poderia afetar o sistema de energia da nave.

Outras possibilidades para a culpa ser do radar

Smeds admite que um feixe de radar poderia interferir com a recepção de rádio, deixando uma nave espacial temporariamente "surda".

Ainda assim, o disparo do estágio superior da Phobos-Grunt deveria ser automático, pré-programado na nave espacial antes do lançamento, não dependendo da recepção de um sinal de rádio.

Será que algum dia vamos saber o que aconteceu com a Phobos-Grunt?

Yuri Koptev, presidente do conselho científico e técnico da Russian Technologies State Corporation e um ex-chefe da agência espacial russa, está presidindo uma investigação sobre a falha.

Os resultados deverão ser divulgados em 26 de Janeiro, e deverão ser submetidos a um pesado escrutínio.

A questão tornou-se politicamente tensa quando o presidente russo, Dmitry Medvedev, disse aos jornalistas no final de novembro que encargos financeiros, disciplinares, ou mesmo medidas criminais, poderiam ser usados para punir os responsáveis pelos fracassos recentes da Rússia no espaço.

Onde caiu?

Enquanto isso, as equipes de monitoramento ainda estão trabalhando para descobrir se a Phobos-Grunt atingiu a superfície, e se sim, onde.

As previsões iniciais da agência espacial russa afirmavam que a sonda cairia no Atlântico, a meio caminho entre o Brasil e a Europa.

Mas a reentrada deu-se mais de mil quilômetros a oeste do Chile, o que significa que destroços podem ter atingido qualquer ponto ao longo da América do Sul.

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Átomos agem à distância durante reações de oxidação

Materiais Avançados

Baseado em artigo de Andy Fell - 17/01/2012

Usando simulações de computador e experimentos de laboratório, os cientistas descobriram que o comportamento de um átomo na superfície do aglomerado pode ser afetado por um átomo ainda distante. [Imagem: William Casey/UC Davis]

Tecnologias verdes

Cientistas estão propondo uma maneira totalmente nova de pensar sobre as reações químicas.

Mais especificamente, sobre as reações químicas entre a água e óxidos metálicos, os minerais mais comuns na Terra.

O novo paradigma pode não apenas mudar, mas melhorar a compreensão de fenômenos hoje tidos como bem-compreendidos, como a oxidação e a corrosão de metais, ou como minerais tóxicos permeiam as rochas e o solo para contaminar as águas subterrâneas.

A nova teoria também pode ajudar no desenvolvimento das tecnologias "verdes" do futuro, como novos tipos de baterias, ou catalisadores para a separação da água para produzir hidrogênio como combustível.

Mudança global

"Esta é uma mudança global na forma como se deve ver estes processos," explica William Casey, da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, que chegou a uma nova compreensão das reações de oxidação juntamente com seu colega James Rustad.

Até agora, ao estudar as interações da água com aglomerados de óxidos metálicos, os cientistas tentavam analisar átomos individuais, para avaliar a sua reatividade.

Mas "nada disso realmente fazia sentido", diz Rustad, desafiando os livros-texto.

Usando simulações de computador desenvolvidas por Rustad, e comparando as animações resultantes com experimentos de laboratório feitos por Casey, os dois descobriram que o comportamento de um átomo na superfície do aglomerado pode ser afetado por um átomo ainda distante.

Ação à distância

Os físicos já se acostumaram com a ação fantasmagórica à distância de partículas sob a ação do entrelaçamento quântico.

Mas aqui o fenômeno parece ser totalmente novo.

Em vez de se mover ao longo de uma sequência de formas de transição, como se assume, os óxidos metálicos interagem com a água passando por vários "estados meta-estáveis" - intermediários de curta duração, afirmam os dois cientistas.

Por exemplo, em uma das animações, uma molécula de água se aproxima de um átomo de oxigênio na superfície de um aglomerado de moléculas de um metal.

O oxigênio repentinamente se afasta de seu átomo vizinho, ligando-o ao meio do aglomerado, e salta para a molécula de água.

Então a estrutura entra em colapso, voltando à sua formação original, ejetando um átomo de oxigênio e incorporando o novo.

"A medição da troca de oxigênio por essas estruturas sugere uma nova visão do relacionamento entre a estrutura e a reatividade na interface óxido/solução," afirmam os cientistas.

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Bibliografia:

Metastable structures and isotope exchange reactions in polyoxometalate ions provide a molecular view of oxide dissolution
James R. Rustad, William H. Casey
Nature Materials
10 January 2012
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nmat3203

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Há mais planetas que estrelas na Via Láctea

Espaço

http://www.inovacaotecnologica.com.br 

A Ciência confirmando o que já se sabia

"Não se turbe o vosso coração. - Credes em Deus, crede também em mim. Há muitas moradas na casa de meu Pai; se assim não fosse, já eu vo-lo teria dito, pois me vou para vos preparar o lugar. - Depois que me tenha ido e que vos houver preparado o lugar, voltarei e vos retirarei para mim, a fim de que onde eu estiver, também vós aí estejais."  ( S. JOÃO, cap. XIV, vv. 1 a 3.)

 

Com informações do ESO - 11/01/2012

Ilustração mostrando a conclusão dos cientistas de que há muito mais planetas do que estrelas na nossa galáxia. [Imagem: ESO/M. Kornmesser]

Planetas são a regra, não a exceção

Uma equipe internacional de astrônomos utilizou a técnica de microlente gravitacional para determinar quão comuns são os planetas na Via Láctea.

Após uma busca que durou seis anos, com a observação de milhões de estrelas, a equipe concluiu que os planetas em torno de estrelas são a regra e não a exceção.

Durante os últimos 16 anos, os astrônomos detectaram mais de 700 exoplanetas confirmados - o telescópio espacial Kepler já possui milhares de "candidatos a exoplanetas", que ainda precisam ser confirmados.

Alguns desses planetas extrassolares já começam a ser estudados em profundidade: em 2010, os astrônomos conseguiram pela primeira vez captar a luz direta de um exoplaneta e analisar a atmosfera de uma super-Terra.

Embora o estudo das propriedades dos exoplanetas individuais seja extremamente importante, uma questão básica ainda permanecia: quão comuns são os planetas na Via Láctea?

Microlentes gravitacionais

A maioria dos exoplanetas conhecidos foram encontrados ou pelo efeito gravitacional que exercem sobre a sua estrela hospedeira ou quando de sua passagem em frente do seu sol, o que diminuindo ligeiramente o brilho da estrela.

Ambas as técnicas são muito mais sensíveis a planetas que ou são de grande massa ou se encontram próximo das suas estrelas. Por consequência, muitos planetas não podem ser encontrados por estes métodos de detecção.

Uma equipe internacional de astrônomos procurou exoplanetas utilizando um método totalmente diferente - as microlentes gravitacionais - que permite detectar planetas num grande intervalo de massas e também os que se encontram muito mais afastados das suas estrelas.

"Durante seis anos procuramos evidências de exoplanetas a partir de observações de microlentes. Curiosamente, os dados mostram que os planetas são mais comuns na nossa Galáxia do que as estrelas. Descobrimos também que os planetas mais leves, tais como super-Terras ou Netunos frios, são mais comuns do que os planetas mais pesados," afirma Arnaud Cassan, do Instituto de Astrofísica de Paris.

Os astrônomos utilizaram observações nas quais os exoplanetas são detectados pelo modo como o campo gravitacional das suas estrelas hospedeiras, combinado com o de possíveis planetas, atua como uma lente, ampliando a luz de uma estrela ao fundo.

Se a estrela que atua como uma lente tem um planeta em órbita, esse planeta pode contribuir de forma detectável para o efeito de brilho provocado na estrela de fundo.

A maior parte das observações desta pesquisa utilizou um telescópio dinamarquês instalado no observatório La Silla, no Chile, coordenado pelo Observatório Europeu do Sul. [Imagem: ESO/Z. Bardon]

Exoplanetas encontrados

As microlentes gravitacionais são uma ferramenta com potencial de conseguirem detectar exoplanetas que não poderiam ser descobertos de outro modo. No entanto, é necessário o alinhamento, bastante raro, entre a estrela de fundo e a estrela que atua como lente para que possamos observar este evento.

E, para descobrir um planeta, é preciso ainda que a órbita do planeta se encontre igualmente alinhada com a das estrelas, o que é ainda mais raro.

Embora encontrar um planeta por meio de microlente esteja longe de ser uma tarefa fácil, nos seis anos de procura, três exoplanetas foram efetivamente detectados: uma super-Terra e dois planetas com massas comparáveis à de Netuno e à de Júpiter.

Uma super-Terra tem uma massa entre duas a dez vezes a da Terra. Até agora foram publicados um total de 12 planetas detectados pela técnica de microlente, utilizando diversas estratégias observacionais.

Em termos de microlente gravitacional este é um resultado excepcional.

Ao detectar três planetas, ou os astrônomos tiveram imensa sorte e acertaram em cheio, apesar da baixa probabilidade, ou os planetas são tão abundantes na Via Láctea que este resultado era praticamente inevitável.

Mais planetas do que estrelas

Os astrônomos combinaram seguidamente a informação sobre os três exoplanetas detectados com sete detecções anteriores e com um enorme número de não-detecções durante os seis anos do trabalho.

A conclusão foi que uma em cada seis estrelas estudadas possui um planeta com massa semelhante à de Júpiter, metade têm planetas com a massa de Netuno e dois terços têm super-Terras.

O rastreio era muito sensível a planetas situados entre 75 milhões de quilômetros e 1,5 bilhões de quilômetros de distância às suas estrelas (no Sistema Solar estes valores correspondem a todos os planetas entre Vênus e Saturno) e com massas que vão desde cinco massas terrestres até dez massas de Júpiter.

A combinação destes resultados sugere que o número médio de planetas em torno de uma estrela seja maior que um. Ou seja, os planetas serão a regra e não a exceção.

"Anteriormente pensava-se que a Terra seria única na nossa Galáxia. Mas agora parece que literalmente bilhões de planetas com massas semelhantes à da Terra orbitam estrelas da Via Láctea," conclui Daniel Kubas, co-autor do artigo científico.

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Bibliografia:

One or more bound planets per MilkyWay star from microlensing observations
A. Cassan et al.
Nature
12 January 2012
Vol.: Published online

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Planetas com dois sóis

Espaço

Planetas com dois sóis são comuns

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/01/2012

Planetas circumbinários têm dois sóis e, devido ao movimento orbital das estrelas, a quantidade de energia que o planeta recebe varia muito. [Imagem: Lynette Cook]

Circumbinários

Ao mesmo tempo que descobriram que há mais planetas que estrelas na Via Láctea, astrônomos também verificaram que um tipo incomum de sistema planetário não é assim tão raro.

Em Setembro do ano passado, o telescópio espacial Kepler, lançado para descobrir outras terras e até luas habitáveis descobriu um planeta orbitando duas estrelas, como o planeta Tatooine, da saga Guerra nas Estrelas.

Agora, usando o mesmo telescópio, uma equipe liderada por William Welsh, da Universidade de San Diego, descobriu dois novos planetas circumbinários - que orbitam duas estrelas.

Segundo eles, isto mostra que planetas com dois sóis devem ser comuns, com muitos milhões existentes em nossa galáxia.

Planetas com dois sóis

Os dois novos planetas, chamados Kepler-34b e Kepler-35b, são ambos planetas gasosos do tamanho de Saturno.

O Kepler-34b orbita suas duas estrelas, semelhantes ao Sol, a cada 289 dias, e as próprias estrelas giram uma em torno da outra a cada 28 dias.

O Kepler 35b-gira em torno de um par de estrelas menores (80 e 89 por cento da massa do Sol) a cada 131 dias, e suas estrelas orbitam uma à outra a cada 21 dias.

Ambos os sistemas estão na constelação do Cisne, com o Kepler-34 localizado a 4.900 anos-luz da Terra, e o Kepler-35 a uma distância de 5.400 anos-luz.

Vida com dois sóis

Planetas circumbinários têm dois sóis e, devido ao movimento orbital das estrelas, a quantidade de energia que o planeta recebe varia muito.

Este fluxo variável de energia deve gerar climas descontroladamente diferentes.

"Seria como percorrer todas as quatro estações muitas vezes por ano, com enormes variações de temperatura," explicou Welsh. "Os efeitos dessas oscilações climáticas sobre a dinâmica atmosférica e, finalmente, sobre a evolução da vida em planetas circumbinários habitáveis é um tema fascinante que estamos apenas começando a explorar."

Tal como o Kepler-16b, o primeiro planeta com dois sóis a ser descoberto, estes novos planetas também eclipsam suas estrelas hospedeiras em relação à Terra, que é como o telescópio Kepler conseguiu encontrá-los.

Não tão caótico

Quando apenas o Kepler-16b era conhecido, permaneceram muitas questões sobre a natureza dos planetas circumbinários - a mais importante delas sendo justamente se ele seria uma anomalia.

Com a descoberta desses dois novos mundos estranhos, os astrônomos agora podem responder a muitas dessas perguntas, já que agora eles sabem que estão começando a estudar uma classe inteiramente nova de planetas.

"Acreditava-se que o ambiente em torno de um par de estrelas seria demasiado caótico para um planeta circumbinário se formar, mas agora que confirmamos três deles sabemos que é possível, se não provável, que haja pelo menos milhões [de planetas circumbinários] na galáxia," avalia Welsh.

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Bibliografia:

Transiting circumbinary planets Kepler-34 b and Kepler-35 b
William F. Welsh et al.
Nature
11 January 2012
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nature10768

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Cianobactérias

Cyanobacteria

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.´

Cyanobacteria (do grego: cyano, azul + bacteria, bactéria) pertence ao Reino Monera, são popularmente denominadas cianobactérias ou algas azuis, que inclui organismos aquáticos, unicelulares, coloniais ou filamentosos fotossintéticos. Possuem forma de cocos, bastonetes, filamentos ou pseudofilamentos, apresentando coloração azul em condições ótimas, mas são frequentemente encontradas apresentando coloração de verde oliva a verde-azulado.^[2]

Apresentam, geralmente, uma estrutura externa para evitar a dessecação: a bainha de mucilagem, que é uma substância gelatinosa incolor que recobre totalmente ou parcialmente o indivíduo. Em muitos casos, são responsáveis pela eutrofização do ambiente aquático no qual estão inseridas pela rápida reprodução, que pode ser por divisão celular, por fragmentação, endósporo, exosporo ou aceneto. A maioria das espécies encontram-se em água continental, mas algumas são marinhas ou ocorrem em solo úmido, ainda sendo encontradas em ambientes lacustres (principalmente hipersalinos), ambientes congelados, sob o folhiço de florestas entre outros. Outras espécies são endossimbiontes em líquenes ou em vários protistas e corais, fornecendo energia aos seus hospedeiros.

Foram durante muito tempo classificadas como algas, quer da divisão Cyanophyta, quer da classe Cyanophyceae (por isso o termo cianofíceas é ainda utilizado, embora o termo cianobactérias esteja a ganhar terreno) e estudadas pelos botânicos. Atualmente sabe-se que estes organismos não têm relação filogenética com qualquer dos grupos de algas, a não ser como prováveis antepassados dos cloroplastos – ver teoria da endossimbiose) – e encontram-se classificados como um filo (ou divisão, para os botânicos) dentro do domínio Bacteria.

O registo fóssil das cianobactérias indica que estes seres fotossintéticos apareceram no éon geológico Arqueano e devem ter sido responsáveis pelo aparecimento do oxigénio na atmosfera terrestre - o que parece ter acontecido há cerca de 2,5 biliões de anos, despoletando a origem da vida eucarionte e dando lugar ao que se chama atualmente o éon Proterozóico (que significa aproximadamente dos "animais primitivos").

Citologia

Algumas espécies de cianobactérias produzem células diferenciadas:

· heterocistos, especializados na fixação de nitrogénio, e

· acinetos, especializados na acumulação de substâncias de reserva (por exemplo, o amido cianobacteriano).

Hyella caespitosa.

A parede celular é uma estrutura com quatro constituintes, que cora como uma bactéria gram-negativa:

• Uma camada fina de citoplasma por fora da membrana celular;
• Uma camada rígida composta de mureína (um peptidoglicano);
• Duas camadas de polissacáridos; e, por vezes,
• Uma camada espessa e gelatinosa, que agrega as células em colónias (ou filamentos rígidos).

As cianobactérias não possuem flagelos, mas algumas podem mover-se com a ajuda de fibras em espiral na parede celular. Na maior parte das espécies, a "maquinaria" fotossintética encontra-se em pregas da membrana celular, chamadas tilacóides. Algumas podem realizar quimiossíntese a partir de matéria orgânica usando sulfureto de hidrogénio, como fazem outras bactérias, geralmente em ambientes abissais marinhos onde não há luz solar.

No que diz respeito aos pigmentos fotossintéticos, encontram-se duas formas nas cianobactérias: a maioria possui clorofila a juntamente com várias proteínas chamadas ficobilinas, que dão às células a cor típica azulada; alguns géneros, no entanto, não possuem ficobilinas e têm clorofila b para além da a, o que lhes confere uma coloração verde brilhante. Originalmente, estas últimas formas foram classificadas num grupo denominado "proclorofitos" ou "cloroxibactérias", mas aparentemente desenvolveram-se em diferentes linhas de cianobactérias.

Algumas cianobactérias produzem cianotoxinas, entre as quais anatoxina-a, anatoxina-as, aplisiatoxina, cilindrospermopsina, ácido domóico, microcistina LR, nodularina R e saxitoxina, algumas destas sendo de ação hepatóxica e neurotóxica, podendo ainda causar gastrointerites em mamíferos, inclusive na espécie humana. Isso ocorre apenas quando estão em proliferação, e o ambiente se torna favorável a ela.

A partir da promoção de condições especiais em ambientes salinos ou hipersalinos, onde estes organismos geralmente não encontram predadores, são responsáveis pela precipitação de carbotatos, principalmente de cálcio, sobre a comunidade cianobacteriana. Quando esta comunidade inicial morre por não receber mais luz por causa da camada de carbonato precipitado, outra comunidade se forma por cima desta camada de carbonato. Após sucessivos ciclos de precipitação-morte-ressurgimento forma-se a esteira microbiana, que apresenta camadas claras e escuras, sendo respectivamente de carbonato e comunidade cianobacteriana em decomposição. Com o passar de muitos anos estas estruturas passam a apresentar maior altura, podendo apresentar variadas formas, sendo chamadas de estromatólitos. Estas estruturas são a maior prova da ocorrência de cianobactérias no final do proterozóico, há mais de 600 milhões de anos.

Classificação

Spirulina sp.

A nomenclatura das cianobactérias está regida por dois códigos, o Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana e o Código Internacional de Nomenclatura Botânica; esta duplicidade de nomenclatura causa uma grande confusão.^[1]

As cianobactérias são um grupo muito heterogêneo, e sua classificação responde mais a critérios didáticos que sistemáticos. A taxonomía está atualmente em revisão. A classificação que segue, com nomenclatura botânica, é proposta por Cavalier-Smith em 2002:^[3]

Reino Bacteria

• Subreino Negibacteria
  • Infrareino Glycobacteria
    • Divisão Cyanobacteria
      • Subdivisão Gloeobacteria
        • Classe Gloeobacteria
          • Ordem Gloeobacterales
      • Subdivisão Phycobacteria
        • Classe Chroobacteria
          • Ordem Chroococcales
          • Ordem Pleurocapsales
          • Ordem Oscillatoriales
        • Classe Hormogoneae
          • Ordem Nostocales
          • Ordem Stigonematales

Importância ecológica

As cianobactérias foram os principais produtores primários da biosfera durante mais ou menos 1.500 milhões de anos, e continuam sendo nos oceanos. A Terra continha pouco ou nenhum oxigênio naquela época. Alguns cientistas consideram que a atmosfera primitiva continha apenas 0,0001% de oxigênio.^[4][5] O mais importante é que através da fotossíntese elas encheram a atmosfera de oxigênio.^[6] Continuam sendo as principais provedoras de nitrogênio para as cadeias tróficas dos mares, sendo ainda de utilidade para a alimentação humana e produção de biocombustíveis como o biodisel.^[7]

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Referências

1. ↑ ^{a b} OREN, A. (2004). A proposal for further integration of the cyanobacteria under the Bacteriological Code. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 54: 1895–1902. doi:10.1099/ijs.0.03008-0
2. ↑ Fabiana "Divisão Cyanophyta (cianofíceas)" no site InfoEscola.com acessado a 24 de junho de 2009
3. ↑ CAVALIER-SMITH, T. (2002). The neomuran origin of archaebacteria, the negibacterial root of the universal tree and bacterial megaclassification. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 52: 7-76.
4. ↑ HARMAN, Willis, Biologia Revisada.
5. ↑ BRYSON, Bill, Breve história de quase tudo.
6. ↑ MADIGAN, Michael T. et al. Brock. Microbiología de los microorganismos. 10. ed. Pearson Educacion, 2004. ISBN 84-205-3679-2
7. ↑ USP - Agência USP de Notícias: Cianobactéria é testada como matéria-prima para biodiesel. Acessado em 3 de Janeiro de 2012.

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