terça-feira, 19 de fevereiro de 2013

Parabéns a Nicolau Copérnico


A Google comemora o 540º aniversário do astrónomo polaco Nicolau Copérnico (1473-1543) , o primeiro astrónomo católico a defender publicamente que a Terra não é o centro do Universo e que é o Sol, não a Terra, que se situa no centro do Sistema Solar.
 
O logotipo da Google apresenta o Sistema Solar conforme defendido por Copérnico. O Sol situa-se no centro e à sua volta movem-se em órbitas circulares os cinco planetas conhecidos na época de Copérnico, por ordem decrescente de proximidade ao Sol: Mercúrio, Vénus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno. Também se encontra representada a Lua, orbitando a Terra.
 
Na época em que Copérnico apresentou o seu modelo não eram ainda conhecidos os planetas Úrano e Neptuno. Também não eram conhecidas as Luas de Júpiter e os aneis de Saturno (ambas descobertas de Galileu Galilei (1564-1642) ao utilizar o telescópio mais de meio século depois). Mais tarde foi também confirmado pelo astrónomo alemão Johannes Kepler (1571-1630) que as órbitas dos planetas em torno do Sol não são círculos perfeitos (como foi defendido por Copérnico), mas sim elípses.

sexta-feira, 15 de fevereiro de 2013

Quase passava despercebido…

Quem amanhã à noite olhar para a noite estrelada não o irá ver a menos que tenha binóculos ou um telescópio e saiba onde procurar. Mas durante 33 horas o asteroide 2012 DA14 irá percorrer um percurso entre a Terra e a Lua, por entre satélites de comunicação e satélites de GPS. Este é um acontecimento raro, que os astrónomos pensam acontecer uma vez em cada 40 anos e que já está a ser cuidadosamente seguido por telescópios de toda a Terra.
 
O asteroide 2012 DA14 foi descoberto por astrónomos do Observatório de LaSagra, no sul de Espanha, quando se encontrava a quase 4,5 milhões de quilómetros da Terra, mais de 10 vezes a distância média da Terra à Lua. A figura em baixo apresenta as primeiras fotografias do asteroide tiradas pelo observatório de LaSagra.
 
 
 
Após a sua descoberta o 2012 DA14 foi imediatamente classificado como Objecto Próximo da Terra (Near-Earth Object ou NEO, em Inglês), um asteroide ou cometa cuja órbita está muito próxima da órbita da Terra, podendo passar muito próximo (astronomicamente falando) do nosso planeta. A 1 de Junho de 2012 estavam identificados 8918 NEO’s. Mas a NASA considera que poderão existir muitos mais, entre os quais 500 000 com dimensões próximas do 2012 DA14.
 
Os astrónomos estimam que o 2012 DA14 tem um comprimento próximo de 45 m (cerca de metade de um campo de futebol) e pertence ao grupo Apolo, o grupo de NEO’s com uma órbita muito, muito próxima da Terra, a cerca de uma unidade astronómica do Sol. A órbita atual deste asteroide tem um período (tempo que demora a dar uma volta completa em torno do Sol) de 368 dias, mais 3 dias que o da Terra.
 
Como a órbita do asteroide é ligeiramente inclinada em relação à órbita da Terra existem dois pontos de “cruzamento” entre ambas. No dia 15 de Fevereiro, às 19.40 (GMT), o cruzamento das órbitas da Terra e do 2012 DA14 vai colocar estre dois astros a cerca de 27 700 km de distância, cerca de 1/13 avos da distância média da Terra à Lua e pouco mais de duas vezes o diâmetro da Terra.
 
 
A NASA indica que o 2012 DA14 será visível na Ásia, na África e na Europa. No entanto o seu pequeno tamanho e a sua elevada velocidade vão dificultar a tarefa para quem o pretenda observar. A magnitude máxima do 2012 DA14 (correspondente ao momento em que o asteroide passa pelo ponto mais próximo da Terra) não será menor que 7,4 (em astronomia, quanto maior a magnitude de um astro, menos brilhante ele é), tornando-o invisível a olho nu. Embora seja possível observar o 2012 DA14 utilizando binóculos ou um telescópio, este asteroide tem uma velocidade de 7,8 quilómetros por segundo, correspondente a percorrer a distância do diâmetro de Lua por cada 40 segundos.
 
O 2012 DA14 vai passar por entre os satélites de telecomunicações e de meteorologia e os satélites geossíncronos (que orbitam a Terra com uma órbita que demora um dia a completar, ou seja move-se “em sintonia com a rotação da Terra, situados a 35 800 km da Terra), utilizados, por exemplo, para localização via sistema GPS. Mas os astrónomos consideram que é muito pouco provável que este asteroide colida com algum satélite por causa da sua trajectória Sul-Norte.
 
 
A passagem tão próxima da Terra vai alterar a trajectória do 2012 DA14. O asteroide passará a ter uma órbita mais próxima do Sol, com um período de apenas 317 dias. Esta mudança vai colocar o 2012 DA14 num novo grupo de NEO’s, o grupo Atenas, constituído por asteroides que, embora tendo uma órbita mais próxima do Sol, ainda podem cruzar a órbita da Terra.
 
Desde que a NASA iniciou o programa de localização de asteroides na década de 1990, o 2012 DA14 é o primeiro asteroide do seu tamanho a passar tão próximo da Terra. De acordo com os cálculos feitos por astrónomos o asteroide não passará a menos de 27 650 km da superfície terrestre. Estes cálculos colocam de parte qualquer hipótese de colisão do 2012 DA14 com a Terra.
 
Caso o asteroide atingisse o nosso planeta a sua acção seria local, muito semelhante ao que aconteceu no “Evento Tuguska” em 1908, quando um meteorito um pouco mais pequeno que o 2012 DA14 atingiu a Terra perto do rio Podkamennaya Tunguska, na Sibéria, Rússia, destruindo uma área de floresta de cerca de 1200 km2. Mas este é um acontecimento raro: os astrónomos pensa que uma colisão de um asteroide com as dimensões do 2012 DA14 ocorre uma vez em cada 1200 anos.
 
A NASA pretende estudar extensamente o 2012 DA14 e conhecer mais sobre a sua composição, a sua estrutura, a sua rotação e a sua superfície, recorrendo ao Goldstone Solar System Radar situado deserto Mojave, na Califórnia, EUA. Nos próximos dias, enquanto for possível, vários observatórios astronómicos espalhados pela Terra irão também acompanhar e estudar o asteroide, recolhendo o máximo de informação possível. É que a próxima passagem do 2012 DA14 pela Terra apenas vai acontecer a 15 de Fevereiro de 2046, quando o asteroide passar a 1 milhão de km do nosso planeta (perto de 2,5 vezes a distância da Terra à Lua).
 
A figura em baixo representa a trajectória do 2012 DA14, como se espera ser vista no céu nocturno, na Holanda (Crédito: projectpluto/ESA).
 
 
 
 
 
Notas:
(1) O Observatório Astronómico de Lisboa vai realizar um evento especial dedicado ao asteróide 2012 DA14, a decorrer no dia 15 de Fevereiro, com início pelas 21h00m. Mais pormenores sobre este evento aqui.
(2) Em 2029 é esperado um outro “encontro” de um asteroide com a Terra. 99942 Apophis tem 270 m (seis vezes o tamanho previsto de 2012 DA14) e irá passar a cerca de 36 000 kms da superfície terrestre. Mas não se espera que colida com o nosso planeta (o que é muito importante, visto que as consequências seriam muito mais graves).

quinta-feira, 14 de fevereiro de 2013

Uma nova forma de armazenar carbono


Um grupo de investigadores da Universidade de Newcastle, Inglaterra apresentou um novo método de captura e armazenamento de carbono (CAC), baseado num processo utilizado pelos ouriços-do-mar. O método baseia-se na utilização de nano partículas (partículas de tamanho muito, muito reduzido) de níquel para transformar o dióxido de carbono num ião, hidrocarbonato, solúvel em água e que pode facilmente reagir, levando à formação de depósitos de carbonato de cálcio ou de magnésio que podem ser mais tarde reutilizados (nomeadamente na construção civil) (Crédito: Lindsey Hesla/Nátional Geographic).
 
Apresentado a 5 de Fevereiro num artigo da revista Catalysis Science & Technology (CST), o novo método foi patenteado e os seus autores, Gaurav Bhaduri e Lidija Šiller, esperam conseguir investimentos externos para estuda-lo melhor e poder aplica-lo a nível industrial. Lidija Šiller, professora na School of Chemical Engineering and Advanced Materials, Universidade de Newcastle considera que este método “oferece uma oportunidade real para centrais térmicas e as indústrias de produção de produtos químicos para captar o dióxido de carbono antes de este gás chegar à atmosfera e armazena-lo como um produto seguro, estável e útil” .
 
O dióxido de carbono é um gás libertado durante a combustão de carvão, derivados de petróleo e outros combustíveis. Mas é também um gás de efeito de estufa. O aumento do dióxido de carbono na atmosfera terrestre poderá provocar um aumento da temperatura média suficiente para tornar a vida impossível no nosso planeta. Atualmente uma das soluções apresentadas para contrariar a acção do dióxido de carbono é a CAC, que defende o armazenamento de dióxido de carbono de forma a não aumentar a sua concentração na atmosfera.
 
Até hoje os únicos métodos de CAC viáveis e utilizados a grande escala apontam para o armazenamento do dióxido de carbono em antigos reservatórios de petróleo ou de gás natural ou em massas de águas subterrâneas impróprias para consumo. E este tipo de armazenamento tem riscos sérios devido à possibilidade de fugas de gás, com consequências trágicas, como é demostrado pelo exemplo do lago Nyos (ver aqui e aqui – em inglês).
 
Assim vários grupos, incluindo o grupo de Bhaduri e Šiller, têm investigado métodos alternativos de CAS, como a mineralização do dióxido de carbono, ou seja, a sua transformação em carbonatos, como o carbonato de cálcio (giz, gesso e conchas de animais marinhos), carbonato de magnésio e a dolomite. Estes minerais não são tóxicos para o meio ambiente e têm várias aplicações possíveis, por exemplo a nível da construção civil, na produção de cimento, como material ornamental, etc.
 
O trabalho de Bhaduri e Šiller teve início numa descoberta acidental: ao estudarem o efeito tóxico de nanopartículas de prata em larvas de ouriço-do-mar (utilizado como “modelo ecotóxico”), estes investigadores descobriram que o seu exosqueleto (a sua “carapaça”) tinha uma grande concentração de níquel. Resolveram então estudar o contributo do níquel na transformação de dióxido de carbono em carbonato de cálcio (elemento importante do exosqueleto das larvas de ouriço-do-mar). “Quando se faz borbulhar dióxido de carbono na água contendo nanopartículas de níquel é possível ‘capturar’ muito mais carbono do que é normal”, refere Šiller. “Este carbono ‘capturado’ pode facilmente ser transformado em carbonato de cálcio.”
 
O artigo refere como o níquel catalisa a hidrogenação do dióxido de carbono, a sua transformação em ião hidrogenocarbonato, utilizando uma molécula de água (indicado na figura em baixo). Este é um passo importante na transformação de dióxido de carbono em carbonato de cálcio. Outros grupos têm estudado esta transformação realizada pela enzima anidrase carbónica, um catalisador biológico. Mas a utilização desta enzima tem várias desvantagens.
 
 
A ação da anidrase carbónica é reversível: quando o pH é básico (superior a 7) catalisa a transformação de dióxido de carbono em ião hidrogenocarbonato, mas quando o pH é ácido catalisa a reacção contrária. E como o ião hidrogenocarbonato é um ácido, rapidamente a anidrase carbónica passa a catalisar a reação contrária quando a concentração deste ião aumenta e o pH diminui. Para que a anidrase carbónica possa atuar “no sentido certo” e de forma eficiente, as condições de pH e de temperatura têm de ser constantes, o torna este processo economicamente menos viável. E finalmente a obtenção da anidrase carbónica também é um processo caro.
 
A utilização de nanopartículas de níquel também têm consequências menos positivas, principalmente para a saúde pública (são cancerígenas) e para o meio ambiente. Mas Bhaduri e Šiller consideram que é possível minimizar estes efeitos. “A beleza da utilização de níquel como catalisador é que o seu funcionamento não depende do pH e, devido às suas propriedades magnéticas do níquel, as nanopartículas podem ser recapturadas [utilizando uma espécie de íman] e reutilizadas vezes sem conta”, indica Gaurav Bhaduri, aluno de doutoramento. “Também é muito barato, 1000 vezes mais barato do que a anidrase carbónica”.
 
Outros dois factos que contribuem para tornar o processo mais económico, segundo Bhaduri e Šiller, é o facto de poder ocorrer a temperatura e pressão normais (tornando-o mais eficiente a nível energético) e não serem necessários reagentes para lá das nanopartículas de níquel. No artigo da SCT Bhaduri e Šiller indicam que o processo de captura de uma tonelada de dióxido de carbono poderá custar menos de 8 dólares (menos de 6 euros). Em Portugal as centrais termoeléctricas libertaram quase 7 milhões de toneladas de dióxido de carbono em 2012. Seriam necessários menos de 42 000 euros para transformar todo esse gás em carbonato de cálcio e/ou de magnésio.
 
No futuro Bhaduri e Šiller esperam poder melhorar o seu processo de CAC. “Temos esperanças que este método possa ser utilizado a nível industrial em processos que levam à emissão de dióxido de carbono, como fábricas e centrais eléctricas”, indica Šiller, “mas é necessário quantificar o processo para poder produzir um sistema piloto”. “Precisamos de conhecer melhor o processo cinético da reação catalizada pelas nanopartículas de níquel e o seu rendimento”, acrescenta Bhaduri. Mas sabem que o método que apresentam não é perfeito. “Não pode ser encaixado no tubo de escape de um carro, por exemplo”, aponta Šiller.