A discussão sobre o risco de manter usinas nucleares como fonte de energia está encerrada na Alemanha. Na semana passada, uma coalizão dos três principais partidos alemães, sob o comando da chanceler Angela Merkel, decidiu que, até 2022, o país não usará energia nuclear. O debate sobre os riscos à segurança é antigo na Alemanha, mas ganhou uma repercussão inédita depois do acidente com a usina de Fukushima, no Japão. A medida atende aos anseios de boa parte da população. No dia 28 de maio, milhares de pessoas se reuniram em Berlim contra as usinas nucleares. Mesmo popular, a decisão tem um preço ambiental. Em um país com poucas opções energéticas como a Alemanha, desligar os reatores deve significar queimar mais carvão e gás natural nas usinas termelétricas do país. Isso aumentaria as emissões dos gases responsáveis pelas mudanças climáticas, a maior ameaça ecológica de hoje.
O dilema alemão mostra como é complexa a busca por energia em um mundo que consome cada vez mais, e enfrenta constrangimentos ambientais. Não existem soluções ideais. Nem entre as fontes consideradas mais limpas. Usinas hidrelétricas enfrentam resistências ambientais por seus impactos nos rios e nas florestas. A energia solar ainda depende de subsídios. As usinas eólicas usam grandes áreas e podem afetar aves migratórias. Diante da ameaça do clima, os países terão de, em alguns casos, assumir algum sacrifício ambiental. E, na falta de uma solução perfeita, distribuir a geração de energia em várias fontes diferentes. “Assim você dilui o impacto de todas elas”, diz o alemão Mario Tobias, secretário-geral do Instituto para Estudos Avançados de Sustentabilidade, sediado na cidade de Potsdam.
O Brasil está em uma posição mais confortável do que a maioria dos países do mundo. Mas não fica isento de decisões difíceis. A mais debatida delas hoje é a usina hidrelétrica de Belo Monte. Na semana passada, o Ibama autorizou a construção da hidrelétrica, apesar das críticas dos ambientalistas. Por um lado, a usina produz energia com baixas emissões poluentes. Em compensação, ela vai alterar o curso do rio e poderá alimentar o desmatamento na região. Essa derrubada da floresta é a principal contribuição brasileira para o aquecimento global. Para alguns especialistas, qualquer grande obra gera alterações ambientais. “Há impacto na instalação de qualquer usina energética”, afirma o físico Luiz Pinguelli Rosa, diretor da pós-graduação em engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro. “Mas construir uma barragem é melhor do que queimar carvão ou gás. No Brasil, há uma burrice endêmica contra a hidrelétrica.”
Uma alternativa para o país é aproveitar melhor o potencial das usinas de cana para também gerar eletricidade. Elas podem queimar a palha e o bagaço da cana, geralmente usados para cobrir o solo ou produzir adubo. Se usadas para gerar energia, essas fontes orgânicas não contribuem para o aquecimento global. Isso porque o gás carbônico emitido pela queima da palha e do bagaço é compensado pelo que a planta retira do ar enquanto cresce. É a mesma lógica que se faz do etanol dos carros, também derivado da cana, um combustível que não contribui para o aquecimento global.
Um novo estudo feito pela União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Única) mostra que apenas 100 das 438 usinas de cana brasileiras produzem também energia elétrica. Segundo o presidente da entidade, Marcos Jank, se todo o potencial energético ocioso do setor fosse explorado, as usinas gerariam, até 2015, um adicional de energia ao país equivalente a uma nova Itaipu. “Em 2020, poderíamos produzir o equivalente a três Belo Montes”, afirma Jank. Atualmente, a eletricidade da cana é responsável por 2% da produção brasileira. Se recebesse mais investimentos, essa participação passaria a 15% ao final da década. O desafio é estimular a expansão da cana sem incentivar novos desmatamentos para o cultivo em remanescentes de cerrado, como em Goiás e em Mato Grosso do Sul. As áreas disponíveis para aumentar os canaviais estão se esgotando. O Brasil, assim como o planeta, ficou pequeno.
Imagine um material tão leve que seria capaz de fazer até mesmo o isopor ficar pesado. Assim é a nova invenção do HRL Laboratories. Ainda sem nome definido, o material possui a densidade de apenas 0,9 miligramas/centímetro cúbico. Isso só é possível graças à estrutura criada pelo líder do projeto - o Dr. Alan Jacobsen – que conseguiu fazer com que apenas 0,01% do elemento fosse sólido (todo o resto é volume vazio).
O grande segredo da leveza do material é a composição de tubos nanoscópicos muito resistentes. Isso também permite que, quando amassada, a estrutura dele volte ao formato original rapidamente, não apresentando deformações.
Segundo os especialistas envolvidos na fabricação do material, algumas das principais aplicações práticas dele devem ser relacionadas às indústrias aeronáutica e automobilística. O HRL Laboratories é uma empresa afiliada à Boeing Company (fabricante de aviões) e à General Motors (montadora de carros), o que dá ainda mais força às expectativas.
Nós sempre vemos caminhões de bombeiros, mas dificilmente paramos para pensar em tudo o que essas máquinas podem fazer. Eles permitem que os bombeiros cheguem rapidamente aos locais de incêncio e realizem seu trabalho. Os caminhões de bombeiros são responsáveis por três funções essenciais no combate aos incêndios: eles transportam pessoas, uma caixa de ferramentas completa e também servem como caminhão-pipa.
Como as diferentes equipes de combate a incêndio possuem necessidades variadas, os caminhões de bombeiros são fabricados em diversos formatos, tamanhos e cores. Neste artigo, vamos conhecer bem de perto um caminhão-pipa e um caminhão auto-escada. Também vamos saber tudo o que há dentro dos compartimentos destes caminhões.
Se você realmente precisa chegar rápido a algum lugar, um balão de ar quente é sem dúvida o veículo menos indicado. Efetivamente você não pode manobrá-lo, e ele viaja na velocidade que o vento sopra. Mas se simplesmente quer apreciar a experiência de voar, não há nada igual. Muitas pessoas descrevem a experiência de voar em um balão de ar quente como uma das atividades mais serenas, agradáveis que elas já experimentaram.
Balões de ar quente também são uma aplicação engenhosa de princípios científicos básicos. Neste artigo, veremos o que faz estes balões subirem no ar, e como o desenho dos balões permite ao piloto controlar a altitude e velocidade verticais. Você ficará fascinado pela bela simplicidade destas primeiras máquinas de voar!
Um balão de ar quente da CargoLifter para 4 passageiros
Agradecimento especial a CargoLifter por nos ajudar com este artigo.
Balões de ar quente são baseados em um princípio científico muito básico: o ar mais quente sobe mais que o ar frio. Essencialmente, o ar quente é mais leve que o ar frio, porque ele tem menos massa por unidade de volume. Um pé cúbico de ar pesa aproximadamente 28 gr. Se você aquecer este ar a 37,8ºC, ele pesa em torno de 7 gr a menos. Portanto, cada pé cúbico de ar contido em um balão de ar quente pode suspender em torno de 7 gr. Isso não é muito, e este é o porquê dos balões de ar quente serem tão enormes - para suspender 453,6 kg, você precisa de aproximadamente 1840,8 m³de ar quente!
Para manter o balão subindo, você precisa de uma maneira para reaquecer o ar. Balões de ar quente fazem isto com um queimador posicionado sob oenvelope do balão, quando o ar no balão esfria, o piloto pode reaquecê-lo acionando o queimador.
Um balão de ar quente tem três partes essenciais: o queimador, que aquece o ar; o envelope de balão, que segura o ar; e o cesto, que carrega os passageiros.
Balões de ar quente modernos aquecem o ar queimando propano, a mesma substância comumente usada em churrasqueiras ao ar livre (em inglês). O propano é armazenado em forma líquida comprimida, em cilindros leves posicionados na cesta do balão. A mangueira de entrada desce ao fundo do cilindro para que ele possa expelir o líquido.
A chama do queimador aquece o ar no envelope do balão
Devido ao fato do propano ser altamente comprimido nos cilindros, ele corre rapidamente através das mangueiras para a serpentina de aquecimento. A serpentina de aquecimento é simplesmente um tubo de aço disposto na forma de uma mola ao redor do queimador. Quando o balonista liga o queimador, o propano flui inicialmente na forma líquida, e é aceso por uma luz piloto. Como a chama queima, ela aquece o metal da tubulação. Quando o tubo aquece, ele aquece o propano que flui através dele. Isto muda o propano de líquido para gás, antes que seja aceso. Este gás cria uma chama mais poderosa e mais eficiente no consumo de combustível.
Na maioria dos balões de ar quente modernos, o envelope é feito de longos gomos de náilon tratado, reforçado com costura em forma de teia. Os tecidos de náilon, que se estendem da base do envelope ao topo, são feitos de um número de painéis menores. O náilon funciona muito bem em balões porque é leve e bastante resistente, e tem uma alta temperatura de derretimento. A saia (o náilon na base do envelope) é coberta com material especial à prova de fogo, para evitar que a chama inflame o balão.
O ar quente não escapará do buraco no fundo do envelope porque a flutuabilidade o mantém subindo. Se o piloto continuamente acender os jatos de combustível, o balão continuará a subir. Há uma altitude limite superior, já que eventualmente o ar se torna tão rarefeito que o empuxo(força de flutuação) fica fraco demais para suspender o balão. O empuxo é igual ao peso do ar deslocado pelo balão, assim um balão com envelope maior geralmente terá um limite de altitude superior ao de um balão menor.
Componentes do queimador
A cesta segura os passageiros, os tanques de propano e o equipamento de navegação
A maioria dos balões de ar quente usam uma cesta de vime para o compartimento dos passageiros. O vime funciona muito bem porque é resistente, flexível e relativamente leve. A flexibilidade ajuda nos pousos do balão. Em uma cesta feita de um material mais rígido, os passageiros iriam sentir-se afetados pela força do impacto. O material de vime flexiona um pouco, absorvendo parte da energia.
Pilotagem Pilotar um balão precisa de habilidade, mas os controles são muito simples. Para suspender o balão, o piloto move um controle que abre a válvula de propano. Esta alavanca funciona como o botão de uma grelha ou fogão a gás. Quando você a liga, o fluxo de gás aumenta, então a chama cresce em tamanho. O piloto pode aumentar a velocidade vertical aumentando a chama para aquecer o ar mais rapidamente.
Para aumentar o queimador, o piloto abre a válvula de propano
Adicionalmente, muitos balões de ar quente têm um controle que abre uma segunda válvula de propano. Esta válvula envia propano através de uma mangueira que passa em volta da serpentina aquecida. Isto permite que o piloto queime propano líquido ao invés de propano em forma de gás. A queima de propano líquido é menos eficiente, tem chama mais fraca, porém é mais silencioso que o gás queimando. Os pilotos freqüentemente usam esta segunda válvula sobre as fazendas de gado, para não assustar os animais.
Os balões de ar quente também têm uma corda para abrir a válvula do pára-quedas no topo do envelope. Quando o piloto puxa a corda presa, um pouco de ar quente pode escapar do envelope, diminuindo a temperatura do ar interno. Isto faz com que o balão atrase sua subida. Se o piloto mantiver a válvula aberta por um longo tempo, o balão cairá.
A válvula do pára-quedas, de dentro do balão. Uma corda Kevlar corre da válvula no topo do balão, para baixo na cesta, através do centro do envelope.
Essencialmente, estes são os únicos controles - aquecer para fazer o balão subir e dar vazão ao ar para fazer o balão cair. Isto levanta uma pergunta interessante: se os pilotos podem somente mover os balões de ar quente para cima e para baixo, como eles levam o balão de um lugar a outro? Como podemos notar, os pilotos podem manobrar horizontalmente mudando sua posição vertical, porque o vento sopra em diferentes direções e altitudes. Para mover em uma direção em particular, um piloto sobe e desce ao nível apropriado, e pilota com o vento. Como a velocidade do vento geralmente aumenta quando você sobe em altitude na atmosfera, os pilotos também podem controlar a velocidade horizontal mudando de altitude.
Para manobrar o balão horizontalmente, o piloto sobe ou desce de altitude, pegando diferentes correntes de vento
É claro, até mesmo o piloto mais experiente não tem controle completo sobre a rota de vôo do balão. Normalmente, as condições de vento dão ao piloto muito poucas opções. Conseqüentemente, você não pode pilotar um balão de ar quente seguindo um curso exato. E é muito raro que você seja capaz de pilotar um balão de volta ao seu ponto de patida. Então, diferentemente de pilotar um avião, pilotar um balão de ar quente é altamente improvisado de momento a momento. Por esta razão, alguns membros da tripulação de um balão de ar quente têm que permanecer no solo, seguindo o balão de carro para ver onde ele pousa. Então, eles podem estar lá para buscar os passageiros e equipamentos.
Lançamento e aterrissagem. Muito do trabalho em baloagem de ar quente vem do começo e do final do vôo, quando a tripulação infla e desinfla o balão. Para o espectador, este é um show muito mais espetacular que um vôo de balão.
Uma vez que a tripulação encontra um ponto de lançamento apropriado, eles prendem o sistema do queimador à cesta. Depois prendem o envelope do balão e começam a estendê-lo no solo.
Uma vez que o envelope está estendido, a tripulação começa a inflá-lo, usando um poderoso ventilador na base do envelope.
Quando há ar suficiente no balão, a tripulação lança a chama do queimador dentro da boca do envelope. Isto aquece o ar, aumentando a pressão até que o balão infle inteiro e comece a levantar do solo.
Os membros da tripulação do solo seguram a cesta até que a tripulação de lançamento esteja a bordo. A cesta do balão está também presa ao veículo da tripulação do solo até o último minuto, assim o balão não será soprado para longe antes que esteja pronto para o lançamento. Quando tudo está preparado, a tripulação do solo solta o balão e o piloto acende uma chama estável do queimador. À medida que o ar aquece, o balão suspende imediatamente do solo.
Surpreendentemente, todo este processo leva somente 10 ou 15 min. O processo de pouso, combinado com o desinflar e reembalar o envelope do balão, leva um pouco mais de tempo.
Quando o piloto está pronto para pousar, ele discute possíveis locais de pouso com a tripulação do solo (através de um rádio a bordo). É preciso encontrar um espaço aberto, onde não haja linhas de energia e tenha bastante espaço para colocar o balão. Assim que o balão está no ar, o piloto está constantemente procurando por locais apropriados para pouso, no caso de haver uma emergência.
O pouso do balão pode ser um pouco violento, mas um piloto experiente baterá ao longo do solo para parar o balão gradualmente, minimizando o impacto. Se a tripulação do solo conseguiu chegar ao local de pouso, eles irão segurar a cesta embaixo uma vez que tenha pousado. Se o balão não estiver em uma boa posição, a tripulação o puxa ao longo do solo para um local melhor.
A tripulação de terra coloca uma lona (tarp) no solo para proteger o balão de desgastes e rasgos. Então o piloto abre toda a válvula do pára-quedas, para que o ar possa escapar pelo topo do balão. A tripulação de terra agarra a corda presa no topo do balão e puxa o envelope para cima da lona (tarp).
Uma vez que o envelope do balão está no chão, a tripulação começa a expelir o ar para fora. Quando o balão é achatado, a tripulação o embala dentro de um saco. Todo este processo é muito parecido ao de empacotar um saco de dormir gigante.
O que se espera do sistema de transmissão de energia (nos Estados Unidos) é uma corrente alternada de 120 volts oscilando a 60 Hertz (vejaComo funcionam as redes elétricas para mais informações). O computador tolera pequenas diferenças nesta especificação, mas um desvio muito grande fará a Como funciona a fonte de alimentação de um computadordesligar. O no-break geralmente protege o computador de 4 problemas diferentes:
surtos de tensão e "spikes" - quando a tensão na linha é maior do que deveria;
afundamento de tensão - quando a tensão na linha é menor do que deveria;
interrupção no fornecimento - quando a linha cai ou um fusível queima em algum lugar do sistema ou do prédio;
alterações de freqüência - quando a tensão varia a uma freqüência diferente de 60 Hertz.
Existem dois sistemas em uso hoje: o no-break off-line e o online. O no-break off-line usa a energia da tomada para alimentar o computador até que um problema na rede seja detectado. Neste momento, ele rapidamente liga um inversor de corrente e passa a alimentar o computador com a bateria interna do no-break (veja Como funcionam as baterias e baterias para mais informações). O inversor de corrente transforma a corrente contínua da bateria em corrente alternada de 120 volts a 60 Hertz.
No no-break online, o computador é sempre alimentado pela bateria e ela é recarregada constantemente. Você pode facilmente construir um no-break online usando um carregador de bateria grande, uma bateria e um inversor de corrente. O carregador de bateria produz uma corrente contínua, que o inversor transforma em corrente alternada de 120 volts o tempo todo. Se o fornecimento de energia cair, a bateria alimenta o inversor. No no-break online o tempo de troca para a alimentação por bateria é nulo. Esta é uma fonte de energia bem estável.
Os sistemas de no-break off-line são mais comuns para residências e pequenas empresas porque geralmente custam a metade do preço do sistema online. Os sistemas online fornecem corrente estável e extremamente limpa, então tendem a ser usados em servidores e para aplicações críticas.
Chuvas torrenciais provenientes do furacão Danny inundaram muitas partes de Charlotte, Carolina do Norte. As águas da inundação subiram tão rápido no riacho Little Sugar que a fundação de uma ponte férrea desabou, fazendo com que uma locomotiva a diesel caísse nele. Como você pode imaginar, uma locomotiva de 190 toneladas não é fácil de ser içada. Depois que as águas retrocederam, equipes de emergência trouxeram três grandes caminhões-guindaste, para tirar o trem do riacho e colocá-lo novamente nos trilhos.
Um caminhão-guindaste pode içar milhares de quilos usando o simples conceito da transmissão de forças de um ponto a outro com um fluido
Os guindastes hidráulicos possuem uma construção bem simples, mas podem executar tarefas difíceis que de outra forma pareceriam impossíveis. Em questão de minutos, essas máquinas são capazes de levantar vigas de muitas toneladas para pontes em auto-estradas, equipamento pesado em fábricas ou até mesmo erguer casas de praia sobre pilastras. Eles também são usados para içar baleias orca como a Shamu para fora de seus tanques, quando lugares como o Sea World (em inglês) transfere as baleias para outro destino.
Ao observar um caminhão-guindaste em ação é difícil imaginar quanto peso está levantando, porque trabalha com objetos de várias toneladas com relativa facilidade. Em geral, um guindaste levanta objetos que tem um peso equivalente ao seu.
Nesta edição, você aprenderá como estes guindastes são capazes de levantar milhares de quilos usando dispositivos hidráulicos. Vamos entrar na cabine de comando para mostrar como estas máquinas são operadas.
Mencione as palavras detector de metal e você terá diferentes reações das pessoas. Por exemplo, algumas pessoas pensam em vasculhar uma praia em busca de moedas ou tesouros escondidos. Outras pessoas pensam na segurança de um aeroporto, ou nos escanners de segurança em um show ou evento esportivo.
Foto cedida por Bounty Hunter Os detectores de metal podem fornecer horas de divertimento quando você os usa para procurar tesouros enterrados
O fato é que todos esses pensamentos são válidos. A tecnologia do detector de metal está presente em grande parte de nossas vidas, tanto no lazer quanto no trabalho. Os detectores de metal em aeroportos, prédios comerciais, escolas, agências do governo e prisões ajudam a assegurar que ninguém esteja portando uma arma. Os detectores de metal domésticos proporcionam a milhões de pessoas do mundo inteiro a oportunidade de descobrir tesouros escondidos - assim como muita sucata.
Nesse artigo, você aprenderá sobre detectores de metal e as várias tecnologias que eles usam. Nosso foco é o detector de metal para o consumidor, mas a maior parte das informações também se aplica aos sistemas de detecção fixos, como os usados em aeroportos e scanners de segurança portáteis.
