Sonho de Tesla? Eletricidade é guiada no ar usando som

 

Faísca elétrica de 4 cm guiada para contornar um obstáculo metálico, para onde ela normalmente se dirigiria.
[Imagem: Josu Irisarri]

Guiando eletricidade no ar

Faíscas elétricas, sejam elas da potência de um relâmpago, saindo de um curto-circuito na rede de alta tensão ou mesmo dos fios de um aparelho doméstico, têm uma característica universal: Elas são caóticas, dividindo-se em ramos imprevisíveis, nunca unindo sua fonte ao seu destino por uma linha reta.

Mas seria muito bom se fosse possível guiar essas faíscas com precisão pelo espaço livre porque, se controladas, elas podem ter mil e uma utilidades, por exemplo na soldagem, na eliminação de germes, na alimentação de componentes eletrônicos, dentro dos  motores a combustão, para ignição do combustível, e até mesmo na geração de estímulos táteis em interfaces, próteses e robótica.

A boa notícia é que essas e outras aplicações agora podem começar a ser projetadas graças ao trabalho de Josu Irisarri e colegas das universidades de Navarra, na Espanha, e Helsinque, na Finlândia.

Irisarri descobriu uma maneira de transportar eletricidade pelo ar aberto com um nível de precisão impressionante: As faíscas elétricas podem tanto seguir por uma linha perfeitamente reta, quanto serem guiadas por trajetos predeterminados.

A equipe afirma que, na prática, sua tecnologia permite criar "fios elétricos invisíveis". Os fios na verdade são caminhos para a eletricidade traçados no ar - o fio será invisível, mas a fagulha elétrica será bem visível.

Imagem de longa exposição da faísca elétrica enquanto a bobina de Tesla é transladada dentro do anel ultrassônico, parecido com o usado para levitação acústica. (A) Vista lateral enquanto a bobina é transladada em uma dimensão. (B) Vista superior enquanto a bobina é escaneada em duas dimensões usando um estágio CNC.
[Imagem: Josu Irisarri et al. - 10.1126/sciadv.adp0686]

Controle da propagação das faíscas elétricas

O nível de controle da faísca elétrica é tão grande que permite até mesmo guiar cada faísca em torno de obstáculos, ou fazê-la atingir pontos específicos, mesmo em materiais não condutores.

O segredo dessa mágica que certamente faria Nikola Tesla arregalar os olhos, está em ondas ultrassônicas.

O controle é possível porque as faíscas aquecem o ar, que se expande e, por decorrência, sofre uma diminuição da sua densidade.

As ondas ultrassônicas são então usadas para guiar o ar quente. O ar quente, mais leve, flui para regiões onde a intensidade do som é maior. As próximas faíscas então seguem essas regiões de ar mais leve por causa de sua menor tensão de ruptura.

"O controle preciso das faíscas permite sua utilização em uma ampla variedade de aplicações, como ciências atmosféricas, procedimentos biológicos e alimentação seletiva de circuitos," comentou o professor Ari Salmi.

Precisão: As faíscas são dirigidas para alvejar uma matriz de 3 x 3 lâmpadas de neon, acertando precisamente os eletrodos desejados.
[Imagem: Josu Irisarri et al. - 10.1126/sciadv.adp0686]

Seguro e promissor

Até agora, faíscas elétricas só podiam ser guiadas com descargas induzidas por laser, comumente chamadas de eletrolasers, que exigem o uso de lasers de alta potência, inadequados para muitas aplicações, além de uma temporização precisa entre o laser e a descarga elétrica.

O novo método usa ultrassom em vez de lasers, o que o torna seguro até mesmo para os olhos e a pele. O equipamento é compacto e de baixo custo, muito parecido com os utilizados para levitação acústica, e pode ser operado continuamente.

"Estou animado com a possibilidade de usar faíscas muito fracas para criar estímulos táteis controlados na mão, talvez criando o primeiro sistema Braille sem contato," disse Irisarri.

Bibliografia:

Artigo: Electric plasma guided with ultrasonic fields
Autores: Josu Irisarri, Iñigo Ezcurdia, Naroa Iriarte, Marika Sirkka, Dmitry Nikolaev, Joni Mäkinen, Alexander Martinez-Marchese, Denys Iablonskyi, Ari Salmi, Asier Marzo
Revista: Science Advances
Vol.: 11, Issue 6
DOI: 10.1126/sciadv.adp0686

Disponível em: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=sonho-tesla-eletricidade-guiada-ar-usando-som&id=010115250207

As sementes cósmicas

O que há em comum entre estrelas, árvores, pássaros e humanos? Muito, na verdade. A estrutura atômica de todos os seres animados está intimamente relacionada com ‘sementes’ formadas em um processo nuclear que ocorre no interior desses corpos celestes

Todos os seres vivos têm estrutura genética semelhante, indicando possivelmente que dividem um ancestral comum. Mais do que isso: somos compostos por poucos tipos de átomos, que, com suas infinitas combinações, levaram a essa enorme diversidade. O surgimento da vida é ainda um mistério que a ciência não conseguiu compreender completamente. Foram bilhões de anos para que agrupamentos de átomos se organizassem em formas complexas, produzindo dezenas de milhões de espécies.

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=0_aqC8O8mfo

https://cienciahoje.org.br/artigo/as-sementes-cosmicas/

MOBFOG 2024

O ano de 2024 registra uma importante marca para a EEEP Antônio Tarcísio Aragão, a escola participou com um número recorde de equipes na Mostra Brasileira de Foguetes (MOBFOG), ao todo 71 equipes construíram seus foguetes com garrafas PET e os fizeram decolar, utilizando como combustível apenas vinagre e bicarbonato de sódio.

Registro da participação na MOCEFOG 2024, realizada na Praia de Iracema.

Além do número recorde de participantes que envolveu todas as 12 turmas da escola, tivemos também um grande número de equipes que conseguiram mais que 100 metros em seus lançamentos, marca que garante a classificação para a participação na Jornada de foguetes 2024.

A equipe vencedora da competição conseguiu uma impressionante marca de 161 metros. Parabéns a cada um que se empenhou e se dedicou.

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A seguir alguns lançamentos:

OBA 2024

 No dia 17 de Maio, foi realizado em todo o Brasil a Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica- OBA 2024, com estudantes da educação básica. 

A escola Estadual de Educação Profissional Antônio Tarcísio Aragão, também participou tendo um total de 275 estudantes realizando a prova.

A seguir alguns registros da participação da escola:

 

Estudo coordenado por brasileiros deve aprimorar a astrofísica multimensageira

 

Coalescência entre buraco negro e estrela de nêutrons é fonte não apenas de ondas gravitacionais, mas também da emissão de raios cósmicos 

Um grupo de quatro cientistas brasileiros, entre eles uma mulher, realizou um estudo teórico que poderá colaborar para a “astrofísica multimensageira”, na qual é possível captar do espaço não apenas ondas gravitacionais e eletromagnéticas de um evento, mas também raios cósmicos. O caso estudado foi principalmente o da coalescência de um buraco negro e uma estrela de nêutrons num sistema binário, prestes a entrarem em fusão. Os resultados foram publicados no dia 27 de fevereiro de 2024 na revista Physical Review Letters, no artigo “Binary Coalescences as Sources of Ultrahigh-Energy Cosmic Rays”.

Após a descoberta de ondas gravitacionais pelos detectores Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) nos Estados Unidos, em 2015, resultado de uma fusão de dois buracos negros, cientistas de todo mundo estavam ansiosos para conseguir combinar junto a esses dados outras informações cósmicas, o que finalmente ocorreu pela primeira vez em 2017.

Em agosto daquele ano, tanto o Ligo quanto o Virgo, equipamento semelhante instalado na Itália, detectaram ondas gravitacionais geradas pela colisão de duas estrelas de nêutrons (o evento é conhecido por GW170817). Do espaço, o telescópio americano Fermi captou, segundos após as ondas gravitacionais, grande quantidade de raios gama, enquanto telescópios buscaram a origem desse cataclisma celeste por meio da luz: e ela ocorreu na galáxia NGC 4993, conta o site Unesp para Jovens.

Agora, o artigo do grupo de cientistas brasileiros busca usar as mesmas fontes binárias geradoras de ondas gravitacionais para também investigar outra possível origem dos raios cósmicos, que são prótons ou partículas mais pesadas como íons de ferro, que, em altas velocidades, atingem a atmosfera da Terra e produzem uma chuva de partículas, como múons e píons. Gigantescas estruturas na Terra, como o Observatório Pierre Auger, na Argentina, e o Telescope Array, nos Estados Unidos, captam essas partículas no solo. Mas descobrir de onde vieram estas partículas de muito altas energias é uma grande questão para ciência.

“O que nós queríamos fazer é a seguinte coisa. Seria possível nesse sistema que gera ondas gravitacionais, que a gente detecta, que a gente consegue caracterizar, também produzir raios cósmicos, partículas carregadas de muito altas energias?”, lembra o físico Jonas Pedro Pereira, 37 anos, integrante do Núcleo de Astrofísica e Cosmologia do Departamento de Física da Universidade Federal do Espírito Santo (UFES) e do Centro Astronômico Nicolau Copérnico (CAMK), na Polônia.

Especialista em ondas gravitacionais, Pereira se uniu ao professor Jaziel Goulart Coelho (UFES), também especialista em sistemas gravitacionais, e com os experts em raios cósmicos da Universidade Federal do Paraná (UFPR), os professores Carlos H. Coimbra-Araújo e Rita de Cássia dos Anjos, para discutir que tipo de evento poderia ser fonte de informação multimensageira contendo raios cósmicos. “O aspecto colaborativo aqui é o mais importante, porque é um trabalho apenas de brasileiros, e a física que os brasileiros vêm fazendo é muito boa e de fronteira”, afirma Pereira.

E, pelos cálculos do grupo, um evento de fusão entre um buraco negro e uma estrela de nêutrons é o candidato mais importante e natural para a geração de multimensageiros contento também raios cósmicos. Isso porque, segundo Pereira, nos segundos que antecedem a fusão, o campo magnético extremo da estrela de nêutrons e as partículas carregadas presentes nas suas vizinhanças permitem e potencializam muito altas energias de partículas resultantes de colisões ou espalhamentos de duas outras próximas ao horizonte de eventos do buraco negro. “Nós encontramos que campos magnéticos da ordem de 1011, 1012 G, que seriam muito próximos dos campos típicos nas superfícies de estrelas de nêutrons, e buracos negros da ordem de 10 a 50 massas solares, que são aqueles típicos de sistemas binários detectados com ondas gravitacionais, já poderiam levar a partículas de muito altas energias. E nós chegamos à conclusão de que energias enormes para prótons, até da ordem de 1020 elétron-volts, que são comparáveis às maiores energias que o Pierre Auger consegue medir, poderiam advir destas coalescências”, diz o cientista, em entrevista pelo aplicativo Zoom ao Boletim SBF do Centro Astronômico Nicolau Copérnico, no qual fazia uma visita científica.

A partir da constatação das muito altas energias liberadas em eventos desse tipo, o grupo de pesquisadores traçou estimativas para fornecer aos observadores motivações para captar não apenas ondas gravitacionais, mas também raios cósmicos associados ao mesmo evento. “A gente concluiu que até milhões de eventos de colisão levando a partículas de muito altas energias poderiam acontecer durante essa coalescência (entre buraco negro e estrela de nêutrons). O que é talvez mais crucial disso tudo é que nós temos 90 eventos de coalescência detectados até hoje, porque os nossos detectores não são sensíveis o bastante para poder detectar mais. Mas no futuro, com detectores de terceira geração, como Einstein Telescope ou Cosmic Explorer, a gente vai ter dezenas de milhares, até milhões de eventos de coalescência de binárias por ano”, diz Pereira.

A ideia é de que a partir do momento em que for detectada ondas gravitacionais, que viajam à velocidade da luz no vácuo, cientistas fiquem atentos para a chegada em seguida de raios cósmicos. “O que a gente encontrou é que, pelo menos teoricamente falando, a produção de raios cósmicos associados às coalescências de sistemas binários é também muito robusta”, diz o cientista, que teve interesse em seguir o caminho da Astrofísica relativística depois de um projeto de iniciação científica sobre a Teoria da Relatividade Geral quando tinha 19 anos, durante a sua graduação em Física pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI).  

Disponível em: Estudo coordenado por brasileiros deve aprimorar a astrofísica multimensageira| Sociedade Brasileira de Física (sbfisica.org.br)

Óptica Geométrica

Óptica de Alex FARIAS

Energia Mecânica

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