sábado, 11 de julho de 2015

Luz, Ciência, Ação!

Coluna Física sem mistério
Ciência-Hoje on-line
publicada em 10/07/2015



O tema da 67a. Reunião Anual da SBPC é "LUZ, CIÊNCIA E  AÇÃO"
Muita gente nem imagina como é o trabalho de um cientista. Algumas pessoas imaginam que ele ocorre somente em laboratórios onde as pessoas estão vestidas com aventais brancos, mexendo com vidrarias ou olhando microscópios. Fica também a impressão de que os próprios cientistas são apenas pessoas esquisitas desligadas do mundo, obcecadas pelo seu trabalho, sem se preocupar com outras coisas.
Infelizmente, percebe-se muito pouco como a ciência está presente em nosso cotidiano. Quase tudo que temos em nossa volta, de uma certa forma, surgiu a partir das aplicações de descobertas científicas – porém, é quase certo que, na época em que foram realizadas, sequer se vislumbrava a possibilidade de transformação daquele conhecimento em inovação tecnológica.
Mas a ciência e a tecnologia sempre andaram, de alguma maneira, de mãos dadas. Uma depende da outra. As ciências básicas, como a física, a química e a biologia, investigam as propriedades fundamentais da matéria e dos seres vivos para tentar compreender como estes se comportam. A física, por exemplo, ao estudar as propriedades magnéticas, elétricas e térmicas de materiais, consegue compreender fenômenos fundamentais que posteriormente se transformam em inovações tecnológicas presentes no dia a dia. Lâmpadas de LED, computadores e outros dispositivos eletrônicos somente foram possíveis de serem desenvolvidos a partir da compreensão dos fenômenos quânticos da matéria.
É de fundamental importância que esses resultados, tanto científicos como tecnológicos, sejam divulgados para outros cientistas. Publicações acadêmicas, como artigos em revistas especializadas, como Nature Science, para citar as duas mais importantes do mundo, são um veículo para essa divulgação. Não podemos falar que houve uma descoberta científica se ela não for divulgada. Nas revistas acadêmicas, os artigos somente são publicados a partir de pareceres feitos por outros cientistas que contestam ou concordam com os resultados apresentados – uma maneira para que os resultados, a partir de uma análise crítica, possam ser validados posteriormente por outros cientistas.

Divulgação tête-à-tête

Outra forma de divulgar resultados é a apresentação em eventos científicos, que são importantes para se debater os achados. Reuniões científicas normalmente são feitas para uma determinada área do conhecimento, mas também existem reuniões mais amplas onde muitos temas são abordados e há uma troca de experiências interdisciplinar. Este ano, a partir do dia 12 de julho, começará na minha universidade, a Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), a 67a. Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência (SBPC), o maior evento científico da América Latina, que reunirá centenas de pesquisadores e milhares de estudantes para discutir os avanços da Ciência e Tecnologia em todas as áreas.
O tema escolhido é “Luz, Ciência e Ação” – uma decisão conjunta entre SBPC e UFSCar, que traz algumas características muito particulares. Primeiro, o ano de 2015 foi declarado pela Unesco como o Ano Internacional da Luz. A luz, fundamental para vida, é investigada e utilizada por praticamente todos os ramos da ciência. Afinal, é pela luz que tomamos contato com o mundo ao nosso redor e a interação da luz com a matéria e com os seres vivos provocam transformações profundas.  Investigamos a luz que vem de galáxias distantes a bilhões de anos-luz (uma ano-luz equivale a aproximadamente 10 trilhões de quilômetros), como também usamos a luz em diferentes comprimentos de onda para investigarmos as estruturas celulares e os detalhes fundamentais da estrutura da matéria, como os raios-X e raios-gama (que têm alta energia e pequenos comprimentos de onda).
“Ciência e Ação” remete ao fato de que, na cidade de São Carlos, a ciência entra muito em ação. A presença de duas universidades de alto nível (UFSCar e Universidade de São Paulo), duas unidades da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária e dois parques tecnológicos coloca São Carlos em destaque na ciência e tecnologia nacionais e internacionais. Até ganhamos o título de Capital da Tecnologia.
A Reunião Anual da SBPC apresenta-se também com o grande diferencial de ser uma reunião científica não voltada apenas para os pesquisadores. Ela também está aberta para o público em geral, permitindo que a sociedade possa tomar contato com os avanços da ciência e da tecnologia feitas em nosso país. A ciência, não somente no Brasil mas em todo mundo, acontece principalmente por meio do financiamento público e, portanto, é fundamental que a própria sociedade tenha contato com esses avanços.


Alguns eventos paralelos ocorrerão junto à Reunião Anual da  SBPC, como a SBPC Cultural, a SBPC Indígena, SBPC Inovação e SBPC Jovem – esta última é um dos eventos mais importantes da reunião, que tem uma programação voltada para os alunos do ensino fundamental e médio, com objetivo de incentivar a curiosidade sobre a ciência.
Nesta coluna, tomei a liberdade de falar mais de um evento científico do que sobre a física, que geralmente abordamos aqui. Como membro da Comissão Executiva Central e Coordenador da Executiva Local em São Carlos, considero que a 67a. Reunião Anual da SBPC na UFSCar será um grande diferencial para a nossa universidade e também uma oportunidade para muitos conhecerem um pouco da ciência feita em São Carlos e no Brasil. Sejam todos bem vindos!

Adilson de Oliveira
Departamento de Física
Universidade Federal de São Carlos

sexta-feira, 3 de julho de 2015

Novas luzes em nosso cotidiano


Em muitas cidades está cada vez mais comum em semáforos e na iluminação pública o uso de lâmpadas feitas a partir de um dispositivo eletrônico que desde a sua descoberta  foi revolucionário: LED (light emission diode - diodo emissor de luz).

Os LEDs são pequeninas lâmpadas que vemos em equipamentos eletrônicos, normalmente com as cores vermelho e verde e na maioria dos modernos semáforos. Esses dispositivos começaram a ser desenvolvidos em meados da década de 1960 e são baseados em materiais semicondutores, que quando submetidos a determinada voltagem, emitem luz por um processo conhecido por eletroluminescência.

Contudo, um LED de cor branca teria a grande vantagem de poder ser utilizado como lâmpada. Quando misturamos cores como vermelho, verde e azul podemos obter a cor branca. O desafio foi obter um LED que emitisse na cor azul. Além disso, um LED azul em dispositivo revestido pelo elemento fósforo, este permite decompor parte do azul em vermelho e verde, criando o branco a partir da sua mistura. Hoje encontramos facilmente lâmpadas LEDs de luz branca nas lojas. 

A vantagem de utilizar lâmpadas de LEDs é o seu baixo consumo. Uma lâmpada de LED de 4,5 W (Watts) equivale a uma lâmpada incandescente (lâmpada de filamento) de 60 W. Comparando com a lâmpadas fluorescente de 40 W o equivalente de LED seria de 18 W. Além disso, a durabilidade da lâmpada de LED pode atingir 50.000 horas de uso, enquanto que as outras duram 1000 horas (incandescentes) e 7.000 horas (fluorescentes).



A partir de  1o. de julho de 2015 está proibida a fabricação e importação de lâmpadas incandescentes de 60 W


Os físicos Isamu Akasaki, da Universidade de Meijo e de Nagoia (Japão), Hiroshi Amano, também da Universidade de Nagoia, e Shuji Nakamura, da Universidade da Califórnia (Estados Unidos).  em 1990 produziram um material conhecido como nitreto de gálio (GaN) que quando dopado com alumínio e índio, emite luz na faixa do azul. Por essa descoberta esses pesquisadores receberam o prêmio Nobel de Física do ano passado (2014). 

Ganhadores do prêmio Nobel de Física de 2014


Os materiais semicondutores que constituem os LEDs estão presentes em muitos outros dispositivos eletrônicos, como em telefones celulares, computadores, televisores entre outros.  Para compreender como esses materiais funcionam é necessário utilizar a Física Quântica, que é um dos pilares da nossa ciência moderna, que começou a ser desenvolvida no começo do século 20. Infelizmente, na formação de nossos estudantes do Ensino Médio e Fundamental essa parte fundamental e importante da Física mal é mencionada.

Dessa forma, algo simples como uma lâmpada de LED tem incorporado um conhecimento que levou quase 100 anos para ser desenvolvido e quase nem nos damos conta disso. Contudo, o importante é ficarmos atentos, pois temos muito mais Ciência presente na nossa vida do que possamos imaginar.