domingo, 29 de agosto de 2010

O fim do Hélio

 No dia 24 de agosto foi publicado no jornal "O Globo" uma matéria que inicialmente foi veiculada no jornal "The Independent" sobre o fim do hélio (a matéria pode ser lida no Jornal da Ciência). Isso está ocorrendo devido ao fato que os Estados Unidos, donos da maior reserva desse elemento, resolveram há alguns anos privatiza-la e por isso o preço do hélio ficou muito baixo, não estimulando a sua reciclagem.

Eu sou um usuário de hélio líquido há muito tempo.  Ele é o principal insumo da minha pesquisa. Como estudo as propriedades magnéticas de materiais desde temperaturas muito baixas e com altos campos magnéticos, o hélio é de fundamental importância. 

O hélio é encontrado no subsolo, em especial e jázidas de petróleo. Ele ficou preso na Terra durante o seu período de formação, pois como ele é um gás nobre ele não se liga com nenhum outro átomo. Todo hélio existente ou foi formado no início do universo, durante o evento do Big-Bang ou  no interior das estrelas pelo processo de fusão nuclear.

O hélio é o único elemento que não fica sólido em pressão atmosférica. Nos primórdios da aviação ele era usado para os grandes dirigíveis e o encontramos nos balões que as crianças tanto gostam. Mas  a sua maior aplicação atualmente é como líquido criogênico. O hélio fica líquido na temperatura de 4,2 K  (aproximadamente 270 graus Celsius negativos). Dessa maneira, ele é largamente utilizado para resfriar materiais para que se possa observar o aparecimento de propriedades magnéticas ou supercondutoras. Uma das mais importantes aplicações práticas é que em baixas temperaturas grande parte dos materiais se transforma em supercondutores.

Os supercondutores tem a propriedade especial de transportar corrente elétrica sem que ocorra a disspação de energia, bem como expulsar  campos magnéticos de seu interior. Essas duas propriedades leva a aplicações interessantes. A primeira permite construir bobinas para gerar altos campos magnéticos, uma vez que como não há dissipação de energia, é possível aplicar altas correntes  em uma bobina supercondutora e em seguida remover a fonte, pois a corrente permanecerá indefinidamente fluindo. Além disso, pode-se projetar bobinas para atingirem altos campos magnéticos, centenas de milhares de vezes mais intensos do que o campo magnético da Terra.

As bobinas supercondutoras são utilizadas nas máquinas de tomografia por ressonância magnética nuclear, aplicadas na geração de imagens do interior do corpo. No caso da minha pesquisa, além de utilizar o hélio para resfriar os materiais e submetê-los à altos campos magnéticos, os sensores utilizados para detectar o magnetismo dos materiais utiliza um efeito supercondutor, chamado de efeito Josephson. O dispositivo chama-se SQUID (Superconductor Quantum Interferance Device - dispositivo supercondutor de interferência quântica).

No Brasil o custo do hélio é muito alto. Se paga tipicamente 15 doláres por litro. Por esse motivo aqui há a cultura de se reciclar o hélio. A saída será o desenvolvimento de novos mataterias e tecnologias que não necessitem hélio. Existem materiais supercondutores em temperaturas mais altas que a do hélio liquido, mas não suportam altas correntes, não sendo viáveis para a construção de bobinas para altos campos magnéticos.

domingo, 22 de agosto de 2010

Um céu agitado

Coluna Física sem mistério
Ciência Hoje On-line
publicada em 20/08/2010

As noites de inverno costumam ser as mais interessantes para se observar o céu. Devido ao tempo seco e com poucas nuvens, em lugares afastados dos grandes centros urbanos é possível observar detalhes interessantes que normalmente passam despercebidos devido à poluição atmosférica e luminosa.
É possível contemplar, além da Lua e dos cinco planetas visíveis (Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter e Saturno), fenômenos astronômicos que ocorrem com alguma frequência e são previsíveis, dada a sua regularidade.
Neste mês de agosto de 2010, dois tipos de fenômenos astronômicos chamaram a atenção, inclusive da mídia. Um deles foi a conjunção da Lua com Mercúrio, Vênus, Marte e Saturno, que pôde ser melhor vista nos dias 13 e 14. A conjunção é um alinhamento de planetas que ocorre com certa periodicidade devido ao fato de os períodos de translação ao redor do Sol serem fixos.
O outro evento interessante foram as chuvas de meteoros de Delta Aquaridius, no dia 10 de agosto, e das Perseidas, que tiveram sua atividade máxima no dia 12. Esses nomes vêm das constelações de Aquarius e de Perseus, que ocupam a região do céu da qual parecem sair os meteoros observados durante esses fenômenos.
A chuva de meteoros mais intensa foi a das Perseidas. Pouco desse fenômeno pôde ser visto nas regiões Sul e Sudeste do Brasil, mas ele foi mais intenso nas regiões Norte e Nordeste e nos países do hemisfério Norte.

Planetas em conjunção

As conjunções planetárias são conhecidas desde a Antiguidade. A partir da disposição dos planetas no céu e da sua posição em relação aos outros planetas, os astrônomos gregos conseguiram estimar as distâncias planetárias.

Hiparco e Aristarco, entre outros, conseguiram dimensionar o tamanho do nosso Sistema Solar a partir dessas observações relacionando a distância dos planetas com a distância da Terra ao Sol. Esta última foi estimada a partir de um eclipse lunar e com o raio da Terra que havia sido estimado por Erastóstenes, que viveu no Egito entre 276 e 194 a.C.
Atualmente a observação dessas disposições planetárias não tem grande importância, uma vez que já são bem conhecidas. A previsão das suas ocorrências, no entanto, é de fundamental importância para o planejamento das viagens espaciais, principalmente aos planetas gigantes do Sistema Solar, como Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.
Para muitas pessoas, porém, a disposição dos planetas em relação a uma determinada constelação ou a outro astro pode inspirar muitos temores ou dar certezas de sucesso.
A astrologia, pseudociência que tenta relacionar a disposição dos astros no céu com os destinos das pessoas nas Terra – e que já tive a oportunidade de contestar em uma coluna anterior –, utiliza muito em suas previsões essas configurações planetárias.

Em particular, a presença de vários planetas na mesma constelação no céu leva a diferentes interpretações astrológicas. Recentemente, por exemplo, a presença de Vênus, Marte, Saturno e da Lua na constelação de Virgem e de Mercúrio na constelação de Leão foi vista pelos astrólogos como um evento rico em significados.
Mas, do ponto de vista estritamente científico, a disposição dos planetas no céu não influencia em nada vida das pessoas. Primeiramente, a posição dos planetas é relativa ao seu movimento. Eles podem parecer próximos no céu, mas espacialmente não estão. Além disso, as constelações também são apenas configurações de estrelas vistas da Terra, não havendo nenhum vínculo físico entre elas.

Chuvas de meteoros

Os meteoros, por sua vez, são objetos cuja extensão pode variar de alguns centímetros até quilômetros. Ao entrar na atmosfera, esses objetos sofrem grande atrito e, como consequência, atingem altíssimas temperaturas – por isso eles aparecem como pontos luminosos correndo no céu. Uma chuva de meteoros é um evento em que um grupo de meteoros é observado irradiando de um único ponto no céu, chamado de radiante.
Os meteoros avistados nessas chuvas são geralmente detritos resultantes da passagem de um cometa. Toda vez que um cometa se aproxima do Sol, parte do seu material é vaporizado, criando a sua cauda que deixa pedaços espalhados ao longo da sua órbita. Quando a Terra cruza a órbita do cometa, vários pedaços entram na atmosfera formando a chuva de meteoros.
A chuva das Perseidas tem origem no cometa Swift-Tuttle, que completa uma órbita ao redor do Sol a cada 131 anos. Esse é o maior objeto com passagem periódica pela Terra. Sua parte sólida, com cerca de 27 km de extensão, é maior que o cometa Halley, famoso por suas passagens muito luminosas.
Embora a Terra cruze a órbita desse cometa todos os anos (por isso ocorre a chuva de meteoros Perseidas), a probabilidade de uma colisão conosco é muito pequena. Estimativas para os próximos milhares de anos indicam que somente em 15 de setembro de 4.479 há uma probabilidade de colisão da ordem de uma em um milhão, ou seja, muito remota.

Previsões astronômicas e astrológicas

As previsões astronômicas dos movimentos dos astros atingem um grau de precisão muito alto e podem ser verificadas a partir de observações do céu com instrumentos especializados. As previsões astrológicas, por outro lado, não são validadas por não serem verificadas nem por métodos estatísticos.

Parte do sucesso nas previsões astronômicas decorre devido ao fato de a interação responsável pelo movimento planetário ser de natureza gravitacional. Com os atuais computadores, é possível realizar cálculos orbitais muito precisos.
Já na astrologia, como não se identifica a interação responsável pelos alegados efeitos dos astros na vida das pessoas, não se consegue identificar as eventuais causas das influências. Os movimentos dos objetos celestes podem até ser complicados, mas não são incompreensíveis. As previsões astrológicas são apenas atos de fé.

 

quarta-feira, 11 de agosto de 2010

Um céu muito especial nessa semana

No próximos dias haverá um espetacular conjunção no céu, com os planetas Mercúrio, Vênus, Marte e Saturno, juntamente com a Lua Crescente, logo após o pôr do Sol. Gustavo Rojas, dá dicas de como fotagrafar o esse céu espetacular que acontecerá na quinta, sexta-feira.
Aproveitem a dica.