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quinta-feira, 11 de fevereiro de 2010

Sobre sangue, café, óleo e... coletes à prova de bala

Sobre sangue, café, óleo e... coletes à prova de bala

(foto: flickr.com/dsugden - CC BY-NC-SA 2.0)

Hábitos comuns do cotidiano – como passar a água quente pelo filtro de papel para fazer um café – envolvem um tipo de física complexa, com aplicações práticas que vão da produção de coletes à prova de bala a processos cruciais para a indústria de grande porte, como a de petróleo. Uma contribuição importante para o entendimento desses fenômenos, relacionados à passagem de um líquido por um meio poroso, foi dada agora por um grupo de pesquisadores brasileiros e suíços. O artigo foi capa da prestigiosa Physical Review Letters (v. 103, p. 194502, 2009).

Passar um líquido através de um material poroso é um ato que faz parte de nosso cotidiano. Por exemplo, fazemos isso quando queremos filtrar algo, como nosso bom cafezinho. Outra observação do dia a dia: geralmente, quanto mais ‘grosso’ (mais viscoso) o líquido, mais difícil sua passagem pelo material poroso. Se colocarmos a mesma quantidade de areia em dois coadores de chá e adicionarmos ao primeiro água e ao segundo óleo, qual desses líquidos atravessará mais rapidamente a areia?
Quanto mais viscoso o líquido, mais difícil sua passagem por um material poroso

Resposta: a água.

Essa ‘velocidade’ estará relacionada com vários fatores: o tamanho do caminho percorrido pelo líquido; sua viscosidade; o tamanho dos grãos de areia; e como estes últimos estão arranjados (ou seja, se estão mais ou menos compactados).

Existem vários problemas de natureza prática em que situações similares ocorrem: da passagem do sangue pelo rim até o fluxo de óleo através de rochas porosas, como se dá no caso do xisto betuminoso (rochas porosas contendo óleo, encontradas em São Mateus do Sul, no Paraná). Essas situações estão relacionadas com problemas básicos ligados aos efeitos que os meios porosos tridimensionalmente desordenados (que não apresentam homogeneidade dos poros, como rochas, tecidos humanos e filtros) causam no comportamento do fluxo de diferentes líquidos quando estes os atravessam.

De fato, essa situação leva a uma divisão dos fluidos em newtonianos e não newtonianos. De forma bastante simplificada, os primeiros são aqueles em que a deformação do fluido é proporcional a um tipo de força com características especiais que o meio poroso aplica sobre o líquido que o atravessa. Essa força é denominada tensão de cisalhamento, e nela as forças são geralmente paralelas, mas agem em sentidos opostos. Estamos acostumados a lidar diariamente com vários fluidos newtonianos: água, óleo, ar etc.

Nos fluidos não newtonianos, as coisas se passam de maneira muito mais complexa: na presença de uma tensão de cisalhamento, ocorre deformação (caso da lama gerada em uma perfuração), mas também pode aumentar a viscosidade do fluido (caso da maizena em água) ou diminuí-la (molho de tomate). Resumindo: para os fluidos não newtonianos, usa-se o termo reologia (estudo do fluxo) para designar os estudos relacionados com a viscosidade, elasticidade, plasticidade e o escoamento da matéria.

Modelagem e simulação computacional

Em artigo recém-publicado, pesquisadores do Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará e colegas suíços viram nessas manifestações possibilidades interessantes de estudo por meio de ferramentas de trabalho como a modelagem e a simulação computacional. Daí, foi um passo para se envolverem com o problema do fluxo de vários fluidos não newtonianos quando em contato com meios porosos tridimensionalmente desordenados – aquilo que poderíamos chamar ‘fluidodinâmica computacional’.

Atacaram o problema em dois tempos. No primeiro, usaram como meio poroso o modelo do ‘queijo suíço’, por onde passava um fluido não newtoniano. Normalmente, se esperaria um comportamento muito diferente daqueles presentes em fluidos newtonianos. Entretanto, foi observado que, independentemente das características do ‘queijo’ escolhido (desordem do meio poroso) e da complexidade da reologia do fluido (velocidade de escoamento, densidade, viscosidade), existem condições definidas em que não há variação de comportamento. Ou seja: a despeito de tudo, somente o comportamento de fluxo newtoniano é observado.

Em um segundo momento, foram ver o que acontecia com o escoamento dos chamados fluidos binghamianos, quando estes atravessam os meios porosos. A principal característica desse tipo de fluido — do qual a lama de perfuração é um exemplo clássico — é que ele se comporta como um sólido quando a tensão de cisalhamento é pequena.

Dito de modo simplificado, os autores ‘detectaram’ uma ‘chave liga-desliga’ para o escoamento do fluido binghamiano que é ativada por variações da tensão de cisalhamento.
A pesquisa pode levar ao desenvolvimento de melhores dispositivos para escoar óleos lubrificantes e outros fluidos

Quais as implicações destes resultados?

São muitas. Podem, por exemplo, ter importante impacto no desenvolvimento de melhores dispositivos para o escoamento de fluidos anômalos, como sangue, óleos lubrificantes, pastas, cimentos líquidos, entre outros, através de obstáculos que possam ser representados por diferentes meios porosos (rochas, leitos empacotados, fibras etc.).

Coletes à prova de balas

Uma aplicação bastante recente dessas ideias está no uso de fluidos especiais — denominados pseudoplásticos — na área de segurança, visando ao aperfeiçoamento de coletes à prova de balas, que são muito usados em conflitos urbanos. Em sua concepção tradicional, esses coletes são fabricados usando-se fibras sintéticas especiais, como o Kevlar.

O que aconteceria se as fibras (meio poroso) fossem embebidas em um fluido (não newtoniano)?

Primeiramente, o colete fica mais flexível e, portanto, mais confortável, quando não está sujeito ao estresse. Quando um projétil entra em colisão com esse material (fibra + fluido), fluido se torna instantaneamente muito mais viscoso, melhorando substancialmente o desempenho protetor da vestimenta.
A pesquisa pode subsidiar estudos sobre o transporte de partículas sólidas e de aerossóis

Mas a coisa não fica só nisso. As abordagens decorrentes desse trabalho podem vir a subsidiar estudos ligados a outros fenômenos de transporte que podem ocorrer concomitantemente com o escoamento, como o transporte de partículas sólidas e de aerossóis, bem como a transferência de massa e calor em meios porosos, para ficarmos em poucos exemplos.

Os resultados advindos desses estudos serão fundamentais em aplicações relevantes ligadas ao desenho de novos processos de separação de misturas (por exemplo, a cromatografia e o fracionamento de partículas por tamanho). Mais: permitirá o projeto de dispositivos que abrirão enormes perspectivas para o desenvolvimento de novos processos químicos, com melhor desempenho e menor consumo de energia.

Oswaldo Luiz Alves
Laboratório de Química do Estado Sólido,
Instituto de Química,
Universidade Estadual de Campinas (SP)

Texto publicado na CH 267 (janeiro-fevereiro/2009)
Fonte: Instituto Ciência Hoje

Vegetais são resgatados na área da transposição

Para autorizar obras nas margens do Rio São Francisco, Ibama exigiu realização de inventário de espécies. Por isso, Univasf está executando serviço, que garantiu reconhecimento da flora da região


Das duas mil espécies de plantas encontradas na caatinga, 581 ocupam as margens dos canais por onde será desviada a água do Rio São Francisco, no Sertão. O levantamento, realizado pela Universidade Federal do Vale do São Francisco (Univasf), é uma das exigências do Ibama para a execução da obra, do Ministério da Integração Nacional, e inclui os resgate de sementes, frutos e amostras das árvores, arbustos e ervas, entre outros tipos de vegetais.

O estudo, iniciado em julho de 2008, se estende por 350 quilômetros do eixo Norte, que liga Cabrobó (PE) a José da Penha (RN), e 210 do eixo Leste, que vai de Petrolândia (PE) a Monteiro (PB). “Tem sido um trabalho exaustivo de inventário e resgate, que vem permitindo o reconhecimento da flora da região, muito mais rica do que se costuma imaginar”, diz o coordenador do projeto, o professor da Univasf José Alves de Siqueira Filho.

O levantamento é realizado nas duas margens dos canais, num raio de mais de 200 metros, correspondentes à área da vegetação a ser desmatada. As valas terão 50 metros de largura e 10 de profundidade. O estudo tem mostrado que as famílias botânicas mais comuns na área de influência da transposição do Rio São Francisco são as das leguminosas, como a umburana-de-cheiro, e das euforbiáceas, a exemplo do pinhão-manso, além das gramíneas. “Das 581 espécies, 33,4% são ervas, 26,8% arbustos, 17% árvores, 13,5% trepadeiras, 3,9% plantas aquáticas, 1,4% parasitas e 0,9% de epífitas”, detalha José Alves, responsável pelo Centro de Referência para a Recuperação de Áreas Degradadas (Crad-Univasf).

Ao todo, foram identificadas 83 famílias botânicas. As amostras de plantas são incorporadas ao acervo do herbário da Univasf, um dos dois do Nordeste que possuem armários de correr, os mesmos usados nos do Royal Botanic Garden, da Inglaterra. O outro é o da Universidade Estadual de Feira de Santana, na Bahia.

DESTAQUES

Um dos destaques das plantas catalogadas é uma espécie ao mesmo tempo endêmica e ameaçada de extinção, o ipê-cascudo. Denominada pelos cientistas Handroanthus spongiosus, a arvoreta permanece florida apenas de dois a cinco dias por ano, entre os meses de novembro e dezembro. O espetáculo das flores amarelas pode ser visto logo após o início do período chuvoso.

Sem folhas e flores, durante o ano o ipê-cascudo se confunde com as outras plantas da caatinga, vegetação exclusiva do Brasil que se espalha por quase 800 mil quilômetros quadrados no interior do Nordeste. É um tipo de hibernação às avessas, chamada de estivação, que permite as espécies da flora da caatinga suportarem o período de estiagem. Ao sinal das primeiras chuvas, no entanto, os galhos e gravetos aparentemente secos retomam as folhas e flores.

Para Siqueira Filho, o inventário é importante não só para o estudo da caatinga, mas também para nortear as ações de reflorestamento previstas pelo Rima. “Sabendo quais as espécies da região, os técnicos que farão o serviço poderão usá-las no lugar das espécies exóticas, como o eucaliptote empregadas em projetos de revegetação”, explica.

Fonte:Jornal do commercio

Internet prejudica capacidade de concentração dos jovens

A internet pode atrapalhar a capacidade de concentração dos jovens. Essa é a conclusão de um estudo realizado pela University College of London, na Grã-Bretanha, que afirma que os estudantes já não são capazes de ler e escrever textos longos porque a internet faz com que a mente deles funcione de maneira diferente do cérebro das gerações anteriores.
De acordo com os pesquisadores, a internet estimula uma leitura "picada" das informações, o que mais tarde dificulta a concentração em uma só fonte, como o livro. Esse novo pensamento "por associação" mina a capacidade de "linearidade" nas atividades, como a leitura e a escrita, remodulando a mente. ''Noto que, quando os alunos chegam para o primeiro dia de aula na universidade, eles me perguntam nervosos: 'O que teremos que ler?'", conta David Runciman, cientista político da Universidade de Cambridge.

Durante a pesquisa, 100 voluntários responderam a uma série de perguntas que exigiam um pouco de pesquisa. O grupo dos mais jovens, de 12 a 18 anos, responderam ao questionário depois de visitar a metade das páginas pelo grupo de pessoas mais velhas. Também foi constatado que a maioria das repostas dos mais jovens eram incompletas.

Ainda segundo o estudo, 40% dos adolescentes que participaram nunca revisitam uma página já consultada anteriormente e, para a pesquisa, eles não consultaram mais que três das milhares de páginas encontradas na internet sobre um determinado assunto. Já as pessoas do período pré-internet voltavam às mesmas fontes e aprofundavam a sua pesquisa ao invés de saltar de uma página para outra.

David Nicholas, coordenador da pesquisa, afirma que a grande surpresa foi constatar a falta de linearidade mesmo na internet. "A verdadeira surpresa foi perceber que as pessoas parecem estar salteando pelo território virtual. Eles estão pulando entre os sites, olhando uma página ou duas, indo a outro site, vendo mais duas páginas e seguindo em frente. Ninguém parece estar ficando em algum lugar por muito tempo."

As conclusões da pesquisa, uma das primeiras a estudar sistematicamente o comportamento das pessoas na internet, estão apresentadas em um documentário produzido pela rede de TV britânica BBC. "Parece que está muito claro que – para o bem o para o mal – a geração mais jovem está sendo remodulada pela web", afirmou Aleks Krotoski, psicólogo e apresentador do documentário. "Agora há evidências empíricas de que o excesso de informação e o pensamento por associação pode reformular a maneira de pensar dos jovens", concluiu Krotoski.
Fonte:Veja

Árvores de padim Ciço tomam o sertão

Juazeiro, além de uma cidade, é nome de uma árvore. E a árvore é um símbolo do sertão e da terra de Padre Cícero.

Padre Cícero era um defensor das matas e de Juazeiro, a cidade e a árvore. Seus preceitos ecológicos - não matar animais, não derrubar, plantar árvores até todo o sertão ser uma mata só - são um exemplo a ser seguido sempre, mas especialmente hoje, quando a bancada da motosserra de Brasília ataca nossas florestas.

Desde a semana passada, os romeiros que prestam homenagem a Padim Ciço em Juazeiro do Norte recebem mudas da árvore Juazeiro, ou apenas Juá, como informa o jornal “Diário do Nordeste“. A intenção é distribuir 1 milhão de mudas. A árvore fica verde até no verão, uma bênção para seus moradores.

Falta agora os deputados federais que querem demolir o Código Florestal abrir seu coração para os sábios conselhos de Padre Cícero e seguir o exemplo de seus romeiros. Você pode ajudar, repassando esse santinho para seus conhecidos.

Não deixe a bancada da motosserra derrubar nossas florestas.
Fonte:Greenpeace Blog

Decifrado genoma de erva que melhoraria produção de bioetanol

O genoma de uma erva de regiões temperadas, prima de uma planta utilizada para a produção de bioetanol, foi sequenciado, o que pode colaborar para as pesquisas sobre cereais como o trigo, a aveia e o centeio, sugeriu um estudo publicado nesta quarta-feira. A Brachypodium distachyon, erva selvagem originária das regiões mediterrâneas e do Oriente Médio, "tem pouca importância para a agricultura e não tem grande valor econômico".

Mas o sequenciamento de seu genoma torna possível obter informações sobre plantas "muito importantes para a alimentação mundial", destacou em um comunicado a Universidade do Estado de Oregon (OSU), nos Estados Unidos. Segundo a análise comparada dos genomas, o arroz, o sorgo e a Brachypodium possuem 13.580 genes comuns, conservados ao longo da evolução.

Estes genes ancestrais, cuja função é conhecida, poderiam ser compartilhados por uma planta prima da Brachypodium, a switchgrass (Panicum virgatum, uma gramínea), que pode ser usada na produção de etanol. Modificações genéticas podem, desta maneira acelerar seu crescimento e fazer com que a celulose seja mais facilmente diluível no álcool.

Os resultados desse vasto programa de sequenciamento, do qual participaram dezenas de laboratórios americanos, europeus, chineses e sul-coreanos, foram publicados na revista científica Nature. Os genomas do milho, do arroz e do sorgo já haviam sido decifrados. A Brachypodium pertence a outra subfamília de gramíneas, a dos Pooideae (que inclui mais de 3 mil espécies, entre elas o trigo e o centeio).

Muitas destas plantas apresentam um genoma enorme (17 bilhões de bases para o trigo, cinco vezes mais que o genoma humano), enquanto o da Brachypodium é bastante compacto (272 milhões de pares de bases), o que facilitou seu sequenciamento. "São plantas de fácil cultivo, fáceis de manipular geneticamente, fáceis de estudar e que apresentam um curto ciclo de vida", explicou em um comunicado Todd Mockler, um dos pesquisadores que coordenou o sequenciamento.

Os dados genéticos obtidos pelo sequenciamento da Brachypodium tornarão possível "melhorar plantas de grande valor agrícola, como o trigo", indicou por sua vez James Carrington, da OSU. "Assim, poderemos aumentar nosso conhecimento para tentar melhorar a produção de bioetanol", disse à AFP Jérôme Salse, do Instituto Francês de Pesquisa Agrônoma (INRA).

Fonte: Terra

Venenos de interesse

Por Fábio de Castro

Agência FAPESP – Reunindo o trabalho de mais de 120 cientistas de 20 países, o livro Animal Toxins: state of the art. Perspectives in health and biotechnology, que acaba de ser lançado, tem o objetivo de sintetizar o conhecimento internacional acumulado nos últimos anos sobre toxinas encontradas em animais marinhos, artrópodes e serpentes – além de catalogar suas mais novas aplicações em medicina e biotecnologia.

A editora-chefe do livro, Maria Elena de Lima – presidente da Sociedade Brasileira de Toxinologia (SBTx) e professora do Departamento de Bioquímica e Imunologia, do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), explica que a importância da biodiversidade brasileira justifica que a obra, de alcance internacional, tenha sido publicada por aqui (pela Editora UFMG).

“Os produtos animais derivados dessas substâncias biologicamente ativas são focos atuais da ciência na busca de novos medicamentos e aplicações em biotecnologia. Como o Brasil possui cerca de 25% da biodiversidade mundial, sentimos a obrigação de liderar essa iniciativa”, disse Maria Elena à Agência FAPESP.

Além de Maria Elena, outros quatro pesquisadores se encarregaram da edição da obra: Adriano Monteiro de Castro Pimenta, também professor do ICB-UFMG, Russolina Benedeta Zingali, pesquisadora do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade Federal do Rio de Janeiro, e os franceses Marie France Martin-Eauclaire e Hervé Rochat, pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa Científica.

A equipe selecionou os autores entre aqueles que haviam dado contribuições mais relevantes à toxinologia animal nos últimos anos. O resultado foram 750 páginas divididas em 39 capítulos, com contribuição de mais de 120 cientistas que trabalham com diferentes aspectos da toxinologia em 20 países.

O papel de destaque do Brasil no cenário internacional da pesquisa em toxinologia, segundo Maria Elena, não se deve somente à imensa biodiversidade. A tradição dos estudos na área remonta aos trabalhos de Vital Brazil (1865-1950).

Entre os autores que contribuíram com o livro há cientistas de instituições com grande histórico de pesquisas na área, incluindo o Instituto Butantan e a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz). Além do Instituto Butantan, pioneiro em toxinologia no país, participaram também pesquisadores de instituições paulistas como a Universidade de São Paulo (USP), a Universidade Estadual Paulista (Unesp) e a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

“Uma evidência de que o Brasil tem excelência na área é que na revista Toxicon, uma das principais da área, temos vários editores brasileiros e calcula-se que até 30% das publicações são provenientes do país”, afirmou.

A professora acredita que atualmente os pesquisadores da área de toxinologia estão recebendo incentivo satisfatório no Brasil. “Isso é importante porque está relacionado à defesa do nosso material biológico, que é bastante raro e cobiçado. Queremos decifrar as possibilidades existentes nessas substâncias a fim de nos tornarmos proprietários delas”, disse.

Para garantir o domínio do conhecimento na área, segundo Maria Elena, é preciso capacitar recursos humanos especializados. A obra também deverá dar sua contribuição nesse aspecto. “O livro é voltado para cientistas, mas também para estudantes de todos os níveis, em áreas como biologia, farmácia, biotecnologia e biomédicas e biológicas em geral”, apontou.

Segundo ela, havia carência, no meio científico, de uma obra abrangente que reunisse resultados de pesquisas e possibilidades de aplicações em saúde e biotecnologia.

“Antes, as moléculas de interesse extraídas das toxinas animais eram usadas apenas em tratamentos de problemas de saúde. Hoje elas já são bastante utilizadas em experimentos para estudar, por exemplo, funções do sistema nervoso e cascatas de coagulação. Portanto, as toxinas podem ser usadas como ferramentas”, explicou.

Outra vertente atual, segundo Maria Elena, consiste em procurar conhecer o efeito biológico das toxinas para entender como elas interferem em funções do organismo perdidas ou exacerbadas. “Podemos usar essas moléculas como modelos de fármacos, como foi o caso do captopril, medicamento para hipertensão que teve base em uma toxina do veneno de jararacas”, disse.

O laboratório coordenado por Maria Elena na UFMG, por exemplo, isolou uma molécula com funções anti-hipertensivas, isolada do veneno do escorpião. “Essa molécula, no entanto, age por mecanismos distintos daquela extraída da toxina da jararaca e poderá resultar em um medicamento alternativo para os pacientes nos quais o captopril não faz efeito”, disse.

Animal Toxins: state of the art. Perspectives in health and biotechnology
Editores: Maria Elena de Lima e outros
Lançamento: 2010
Preço: R$ 205
Mais informações: www.editoraufmg.com.br
Fonte:Agência FAPESP