Chuva sólida: solução real para a seca, ou é só trovoada?

Com informações da BBC - 20/08/2013

Um litro de água pode ser absorvido por apenas 10 gramas do produto, segundo seu inventor.[Imagem: Solid Rain]

Chuva sólida

Segundo a ONU, a maior parte da água usada no planeta vai para a irrigação, e não para as pessoas beberem.

Sendo assim, o engenheiro químico mexicano Sérgio Jesus Rico Velasco afirma ter a solução para economizar água e levar a agricultura para as áreas mais carentes de água.

Velasco criou um produto chamado "Chuva Sólida", um pó capaz de absorver enormes quantidades de água e ir liberando o líquido aos poucos, para que as plantas possam sobreviver durante períodos sem chuva.

Um litro de água pode ser absorvido por apenas 10 gramas do material, que é um tipo de polímero absorvente originalmente criado pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA).

Nos anos 1970, o USDA desenvolveu um produto superabsorvente feito de um tipo de goma. Ele foi usado principalmente na fabricação de fraldas, para absorver o xixi e evitar que a criança se molhe e desenvolva assaduras.

Mas Velasco viu no produto um potencial muito mais promissor: em vez de tirar a água de onde ela não é bem-vinda - os fundilhos do bebê - ele decidiu levar e manter a água onde ela é mais necessária.

Ele então desenvolveu e patenteou uma versão diferente da fórmula, que pode ser misturada com o solo para reter a água.

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O engenheiro vem vendendo a "Chuva Sólida" no México há cerca de 10 anos, mas só agora começou a ganhar os noticiários internacionais, devido à busca por tecnologias que possam ajudar a enfrentar o problema de falta d'água.

O inventor afirma que o governo mexicano testou o produto e concluiu que a colheita pode ser ampliada em 300% quando sua "chuva sólida" é misturado ao solo.

A empresa recomenda usar cerca de 50 quilos do produto por hectare (10 mil metros quadrados), embora essa quantia custe cerca de US$ 1.500 (o equivalente a R$ 3.500).

"[A chuva sólida] funciona encapsulando água e pode durar 8 a 10 anos no solo, dependendo da qualidade da água. Se você usar água pura, ele dura mais, afirmou Edwin González, vice-presidente da empresa.

Oposição

A professora Linda Chalker-Scott, da Universidade do Estado de Washington, nos EUA, contesta o uso do produto, afirmando que, quando ele começa a secar, ele suga água do solo, agindo no sentido oposto.

Segundo ela, usar adubo de lascas de madeira produz o mesmo efeito e é significantemente mais barato.

González, no entanto, tem uma opinião diferente: "Os outros concorrentes não duram três ou quatro anos. Os únicos que duram tanto são os que usam sódio em suas fórmulas, mas eles não absorvem tanto."

Rede sem fios e sem baterias usa sinais de TV no ambiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/08/2013

Apesar das dificuldades iniciais, o conceito é interessante ao tirar proveito do mar de ondas eletromagnéticas que inundam as cidades. [Imagem: University of Washington]

 

 

Sem fios e sem baterias

Um novo sistema de comunicação sem fios permite que aparelhos troquem dados sem depender de baterias ou de cabos de energia.

A nova técnica de comunicação, que os pesquisadores batizaram de "retroespalhamento ambiental" (ambient backscatter) aproveita as transmissões de TV que já inundam o ambiente ao nosso redor o tempo todo.

Em vez de gerar suas próprias ondas, os aparelhos comunicam-se uns com os outros inserindo suas próprias informações nas ondas já existentes no ambiente.

Os pesquisadores construíram protótipos do seu sistema de comunicação sem baterias com pequenas antenas que foram capazes de detectar, alterar e refletir um sinal de TV, que, em seguida, foi captado por outros dispositivos semelhantes.

As conexões foram feitas a até 80 centímetros de distância entre os dois aparelhos e a técnica funcionou bem até uma distância de 6,5 km de uma rede retransmissora de TV.

Embora os pesquisadores afirmem que essas distâncias poderão aumentar com a melhoria dos equipamentos, a tecnologia poderá ser útil para redes de sensores, em que um equipamento vai transmitindo para o outro, formando uma rede que leva a informação a pontos mais distantes.

Faltaria então avaliar se essa configuração não irá interferir com a recepção das TVs na área.

Mar de ondas

Apesar das dificuldades iniciais, o conceito é interessante ao tirar proveito do mar de ondas eletromagnéticas que inundam as cidades.

"Nós podemos adaptar os sinais sem fio que já estão ao nosso redor em uma fonte de potência e em um meio de comunicação," disse Shyam Gollakota, da Universidade de Washington, nos Estados Unidos. "Poderemos ter aplicações em diversas áreas, incluindo a computação de vestir, casas inteligentes e redes de sensores autossustentáveis."

A largura de banda dos equipamentos ainda é pequena para viabilizar trocas de informações mais intensas, como emails - os testes mostraram uma taxa de transferência de 1 kilobit por segundo.

Por isso, os pesquisadores sugerem que a técnica possa ser usada em associação às técnicas atuais, como forma de economizar a bateria de celulares e computadores.

Para isso, os aparelhos seriam configurados de modo a enviar mensagens de texto aproveitando a energia do sinal ambiente de TV - ou como último recurso quando a bateria acabasse de vez.

 

Bibliografia:
Ambient Backscatter: Wireless Communication Out of Thin Air
Vincent Liu, Aaron Parks, Vamsi Talla, Shyamnath Gollakota, David Wetherall, Joshua R. Smith
http://abc.cs.washington.edu/files/comm153-liu.pdf

Descoberta nova técnica de termossolar para produzir hidrogênio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/08/2013

O formato de usina termossolar já é bem conhecido - as diferenças estão no que ocorre no interior da torre. [Imagem: University of Colorado]

 

Usina termossolar

Acaba de ser descoberta uma técnica radicalmente nova na chamada fotossíntese artificial, o uso da energia solar para a produção do combustível hidrogênio.

A nova técnica usa o calor do Sol para separar as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio, abrindo o caminho para o uso do hidrogênio como combustível - um combustível limpo e "verde".

Tudo começa com um formato de usina termossolar já bem conhecido, no qual a luz é concentrada por espelhos em um ponto focal único no topo de uma torre central.

A torre recolhe o calor gerado pelo sistema de espelhos, que chega a 1.350 graus Celsius.

 

Óxidos metálicos

É aí que começam as diferenças com as usinas termossolares atuais, que usam o calor para produzir vapor, vapor este que gira turbinas para produz eletricidade.

No novo esquema, o calor é direcionado para um reator que contém compostos químicos conhecidos como óxidos metálicos.

Quando um óxido metálico se aquece, ele libera átomos de oxigênio, alterando sua composição e fazendo com que o composto recém-formado procure novos átomos de oxigênio.

A equipe demonstrou que a adição de vapor ao sistema - que pode ser produzido por ebulição da água no próprio reator - faz com que as moléculas de oxigênio da água procurem a superfície do óxido metálico, liberando moléculas de hidrogênio, que podem ser então coletadas na forma de gás.

"Nós projetamos algo que é muito diferente de outros métodos e, francamente, algo que ninguém antes pensou que fosse possível," disse Alan Weimer, da Universidade do Colorado, nos Estados Unidos. "A divisão de água com a luz solar é o Santo Graal de uma economia do hidrogênio sustentável."

 

Reações a mesma temperatura

Uma das principais diferenças entre o novo método e as técnicas já existentes para quebrar as moléculas de água é a capacidade de fazer duas reações químicas à mesma temperatura.

A teoria convencional sustenta que a produção de hidrogênio por meio do processo de óxidos de metal requer o aquecimento do reator a uma temperatura elevada para a remoção do oxigênio e, em seguida, seu resfriamento até uma temperatura mais baixa antes de se injetar o vapor para reoxidar o composto, de forma a liberar o hidrogênio.

"Uma das maiores inovações do nosso sistema é que não há qualquer oscilação na temperatura. Todo o processo é feito simplesmente virando a válvula de vapor para ligada ou desligada," acrescentou Charles Musgrave, coautor do estudo.

"Quando vimos que poderíamos usar este método mais simples e mais eficaz, foi necessário mudar nosso modo de pensar," confessa Weimer. "Nós tivemos que desenvolver uma teoria para explicá-lo e torná-lo crível e compreensível para outros cientistas e engenheiros."

 

Bibliografia:
Efficient Generation of H2 by Splitting Water with an Isothermal Redox Cycle
Christopher L. Muhich, Brian W. Evanko, Kayla C. Weston, Paul Lichty, Xinhua Liang, Janna Martinek, Charles B. Musgrave, Alan W. Weimer
Science
Vol.: 341 - 540-541
DOI: 10.1126/science.1239454

Ônibus elétricos sem fios começam a rodar na Coreia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/08/2013

Apenas entre 5% e 15% da estrada é realmente eletrificada, dependendo da exigência de potência dos motores - nesta foto um dos OLEVs roda na estrada de testes dentro do instituto. [Imagem: KAIST]

 

Eletricidade sem fios

Os primeiros ônibus elétricos sem fios estão saindo dos laboratórios na Coreia do Sul.

Depois de testados no campus do Instituto KAIST, os ônibus ganharam uma "estrada eletrificada" para rodar por um trecho de 24 quilômetros, transportando passageiros na cidade de Gumi.

A grande novidade é que os ônibus elétricos não precisam parar para recarregar suas baterias - a energia elétrica é suprida continuamente pelo ar, por meio de um campo magnético criado por cabos instalados sob o asfalto.

A tecnologia, batizada de OLEV (On-line Electric Vehicle), também já está sendo testada em trens elétricos sem fios.

Cada OLEV - serão dois nesta fase dos testes - receberá cerca de 100 kW (136 HP) a uma frequência de 20 kHz. Segundo os engenheiros do KAIST, a eficiência na transmissão da energia da estrada eletrificada para os ônibus é de 85%.

Para manter as baterias dos ônibus elétricos sem fios carregadas não é preciso colocar cabos na estrada toda - é suficiente fornecer energia entre 5% e 15% do percurso, dependendo das paradas e das inclinações da via.

 

A prefeitura de Gumi já encomendou 10 novos ônibus elétricos sem fios, que deverão começar a rodar até 2015. [Imagem: KAIST]

 

Estrada semi-eletrificada

A transmissão da eletricidade sem fios emprega uma técnica chamada SMFIR - Shaped Magnetic Field in Resonance, campo magnético formatado em ressonância, em tradução livre.

Cabos enterrados sob o asfalto criam um campo magnético que é captado por bobinas instaladas na base dos OLEVs. As bobinas convertem esses campos magnéticos em eletricidade.

Um sistema de sensores detecta a passagem dos ônibus, só então energizando os cabos, evitando o desperdício de energia e a indução dos campos magnéticos sob os carros comuns. Mesmo assim, os campos magnéticos gerados ficam dentro das normas internacionais para a saúde humana (62,5 mG).

A prefeitura de Gumi já encomendou 10 novos ônibus elétricos sem fios, que deverão começar a rodar até 2015.

A Alemanha também já apresentou o seu ônibus elétrico, que também dispensa os trilhos e os cabos dos trólebus, mas ainda depende do sistema tradicional de recarga das baterias.

Processador neuromórfico não roda programas, imita comportamentos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/07/2013

O chip neuromórfico - um sistema de processamento sensorial artificial - apresentou capacidades cognitivas. [Imagem: Giacomo Indiveri]

 

Cientistas suíços afirmam ter descoberto como configurar um processador neuromórfico para que ele imite o mecanismo de processamento de informações do cérebro humano.

Em outras palavras, como fazer com que um chip formado por neurônios artificiais assuma um comportamento, em vez de executar um programa passo a passo, como fazem os processadores eletrônicos tradicionais.

Os processadores neuromórficos - que imitam a capacidade neural - são construídos não com transistores comuns, mas com componentes eletrônicos chamados memristores, que funcionam de forma parecida com os neurônios.

• Processador neuromórfico supera processadores digitais

 

Neuroinformática

Os especialistas em neuroinformática demonstraram sua descoberta construindo um chip neuromórfico - um sistema de processamento sensorial artificial - que apresentou capacidades cognitivas.

A maioria das pesquisas em neuroinformática se concentra na criação de redes neurais artificiais na forma de programas que rodam em computadores eletrônicos tradicionais.

Mas Emre Neftci e seus colegas do instituto ETH de Zurique trabalham há anos no desenvolvimento de circuitos eletrônicos que possam se comparar a um cérebro real, em termos de tamanho, velocidade e consumo de energia.

"Nosso objetivo é emular as propriedades dos neurônios biológicos e das sinapses diretamente nos chips," disse o professor Giacomo Indiveri, um dos coordenadores do trabalho.

O que eles conseguiram agora foi configurar redes construídas com neurônios artificiais - os componentes eletrônicos neuromórficos - para que eles desempenhem tarefas específicas.

O primeiro protótipo fruto desse trabalho é um chip neuromórfico que executa tarefas sensório-motoras em tempo real, tarefas que exigem simultaneamente uma memória de curto prazo e um processo de tomada de decisão dependente do contexto.

As redes construídas com neurônios artificiais assemelham-se a estruturas encontradas no cérebro de mamíferos. [Imagem: Giacomo Indiveri]

 

Máquinas de estado finito

O chip roda módulos de processamento equivalentes às chamadas "máquinas de estado finito", um conceito matemático para descrever processos lógicos ou programas de computador.

O comportamento dos seres vivos pode ser formulado de forma simplificada em termos de máquinas de estado finito, o que permite sua transferência para o hardware neuromórfico.

"Os padrões de conectividade da rede assemelham-se muito com estruturas que também são encontradas no cérebro de mamíferos," disse Indiveri.

"Graças à nossa técnica, chips neuromórficos podem ser configurados para uma grande classe de modos de comportamento. Os nossos resultados são fundamentais para o desenvolvimento de novas tecnologias inspiradas no cérebro," resumiu Indiveri.

Isso inclui, por exemplo, combinar os chips com componentes sensoriais neuromórficos, tais como uma cóclea ou uma retina artificial, para criar sistemas cognitivos capazes de interagir com o ambiente em tempo real.

Esses dispositivos serão úteis tanto para o controle de robôs e outros equipamentos, quanto para a fabricação de uma nova geração de próteses inteligentes.

 

Bibliografia:
Synthesizing cognition in neuromorphic electronic systems
Emre Neftci, Jonathan Binas, Ueli Rutishauser, Elisabetta Chicca, Giacomo Indiveri, Rodney J. Douglas
Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: Published ahead of print
DOI: 10.1073/pnas.1212083110