12.931 – Cientistas produzem petróleo a partir do esgoto


Já pensou em encher o tanque do carro com esgoto? Em breve, isso será possível. Cientistas descobriram como transformar os resíduos que seguem vaso sanitário abaixo em combustível.
A tecnologia, chamada de liquefação hidrotérmica (HTL, na sigla em inglês), imita as condições geológicas que a Terra utiliza para criar petróleo bruto, usando altíssimas temperaturas e muita pressão. O processo consegue em minutos algo que a natureza leva milhões de anos para fazer.
Segundo os pesquisadores do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), associado ao Departamento de Energia dos EUA, o material resultante é semelhante ao petróleo bombeado do solo, com uma pequena quantidade de água e oxigênio misturado.
Esse óleo biocru, ou biopetróleo, pode ser então refinado para resultar em etanol, gasolina ou diesel. Além de produzir combustível útil, o processo poderia dar aos governos locais significativas economias de custos ao eliminar virtualmente a necessidade de tratamento, transporte e descarte de resíduos de esgoto.
“Há uma abundância de carbono em lodo de águas residuais municipais”, disse Corinne Drennan, responsável pela pesquisa de tecnologias de bioenergia no PNNL.

Potencial
As estações de tratamento de águas residuais nos EUA tratam aproximadamente 34 bilhões de litros de esgoto todos os dias. Esse montante poderia produzir o equivalente a cerca de 30 milhões de barris de petróleo por ano, de acordo com a pesquisa.
Uma avaliação independente feita pela Water Environment & Reuse Foundation (WE&RF) considera a tecnologia altamente disruptiva, por seu potencial para tratar sólidos de águas residuais.
Os pesquisadores da WE&RF observaram que o processo tem alta eficiência de conversão de carbono, com quase 60% do carbono disponível no lodo primário tornando-se biopetróleo.
A tecnologia foi licenciada para a empresa Genifuel Corporation, que agora trabalha com a empresa Metro Vancouver, em parceria com autoridades da terceira maior cidade do Canadá, a Colúmbia Britânica, para construir uma planta piloto, a um custo estimado de US$8 a US$ 9 milhões de dólares canadenses.

12.717 – Cientistas descobrem fonte de combustível para 10 mil anos


uranio_fibra_630x350
Há mil vezes mais urânio no mar do que as reservas convencionais e, finalmente, o homem conseguirá extraí-lo da água.
Os oceanos do mundo contêm cerca de 4 bilhões de toneladas de urânio, o que representa 1 mil vezes as reservas convencionais. O problema sempre foi extraí-lo do mar. Os cientistas anunciam, agora, o que pode ser uma revolução na produção de energia mundial: a criação de tranças de fibras de polietileno contendo uma espécie química chamada “amidoxima”, que atrai urânio. Dessa forma, seria possível extrair o elemento das águas e usá-lo nas usinas de energia nuclear.
A novidade está publicada na revista Industrial & Engineering Chemistry Research, editada pela Sociedade Americana de Química (ACS, na sigla em inglês). Por meio século, os pesquisadores em todo o mundo têm tentado extrair urânio dos oceanos, com pouco sucesso. Desde 2011, o Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) iniciou um programa que envolve uma equipe multidisciplinar de pesquisadores em laboratórios ao redor do planeta. Os primeiros resultados animadores começam a aparecer agora.
O time de estudiosos conta com químicos, cientistas computacionais, engenheiros, cientistas marinhos e economistas. O conhecimento avançou depois que estudos computacionais forneceram insights sobre grupos químicos que se ligam seletivamente ao urânio. Estudos termodinâmicos forneceram uma visão sobre a química do urânio e espécies relevantes na água do mar, e estudos cinéticos descobriram fatores que controlam a velocidade com que o urânio na água do mar se liga ao adsorvente.

Reserva marinha é suficiente para 10 mil anos
“Para que a energia nuclear continue sendo uma fonte de energia sustentável, é necessário dispor de uma fonte economicamente viável e segura de urânio”, explica Phillip Britt, que lidera o programa DOE.
Estima-se que o urânio encontrado na Terra se esgotará nos próximos cem anos, deixando o planeta sem a matéria-prima necessária para produzir energia nuclear. Entretanto, essa descoberta poderá atender à demanda mundial de urânio para os próximos dez mil anos.

10.227 – Empresa revela baterias que carregam 20x mais rápido


bateria eficiente

Uma empresa chamada Power Japan Plus anunciou uma nova bateria com uma tecnologia chamada “Ryden dual carbon”, que promete ter maior duração e também carregar mais rápido do que as alternativas de lítio. Outro lado positivo é que as novas baterias poderiam ser produzidas nas mesmas fábricas onde são feitas as antigas.
A fabricante diz que ela se recarrega até 20 vezes mais rápido do que as baterias de lítio, com uma série de vantagens, que incluem segurança, confiabilidade e sustentabilidade.
A Power Japan Plus diz que seu modelo de bateria elimina o uso de material instável, reduzindo riscos de explosões ou incêndios. Além disso, por depender de carbono e não de metais raros ou pesados, ela danifica menos o meio ambiente, sendo, inclusive, 100% reciclável.
De acordo com os dados fornecidos pela empresa a tecnologia “Ryden dual carbon” seria capaz de resistir a 3 mil ciclos de carga/descarga e teria um bom custo, pelo fato de não haver a necessidade de os fabricantes trocarem suas linhas de produção.
A empresa diz que começará a produzir 18.650 baterias para benchmark ainda neste ano em sua fábrica em Okinawa, no Japão. Ainda não se sabe quando começará a fabricação em massa e quando será possível observar a chegada da tecnologia no cotidiano do usuário comum. A Power Japan Plus deve licenciar sua tecnologia para que outras empresas também possam utilizá-la.

10.222 – O Biodiesel


Biodiesel-Gr

É um tipo de combustível de origem vegetal ou animal, com a capacidade de degradar-se naturalmente, devido à ação de distintas bactérias.
Embora a origem do petróleo possa estar associada a uma demanda moderna devido à busca de energias sustentáveis, limpas e alternativas ao petróleo, ela se apresenta em meados do século XIX, quando pela primeira vez foi realizado um processo de transesterificação (em que há a troca do grupo alcoxi de um éster por outro álcool), no ano de 1853, durante uma experiência realizada pelos cientistas E. Duffy e J. Patrick.
Cinquenta anos depois, durante a Exposição Mundial de Paris, em 1900, Rudolph Diesel ganhou o primeiro prêmio ao apresentar um inovador motor que funcionava a base de óleo de amendoim, considerado mais eficiente do que qualquer outro; ele foi um dos precursores no caminho dos combustíveis obtidos a partir da biomassa.
No entanto, mesmo com o impulso de grandes visionários da indústria automobilística, como Henry Ford, o biodiesel nunca conseguiu alcançar um padrão industrial. Em compensação, correu com a sorte de ser um combustível alternativo, destacando-se em tempos de crise e escassez, devido a fácil produção e a grande oferta de matéria prima.
Ressurgiu na Alemanha, durante a Segunda Guerra Mundial, e em 1973, durante uma das maiores crises históricas do petróleo. Porém, logo que a contingência era superada, os recursos petrolíferos voltavam a contar com grandes subsídios, e o biodiesel fracassava novamente.

Finalmente, no ano de 1985, o mercado passou a investir em escala industrial para construir a primeira fábrica produtora de biodiesel, a Rapeseed Methyl Ester, em Silberger, Austria. Cinco anos depois, a França se uniu à produção massiva e, desde então países como Canadá, Itália, Estados Unidos, Malasia, Suécia e Alemanha se converteram nos primeiros produtores de biodiesel para o parque automotor mundial.

9700 – Física – Os Ciclos Termodinâmicos


Este é o ☻ Mega Arquivo, a caminho do post 10.000

Define-se como ciclo termodinâmico a sequência repetitiva de transformações físicas produzidas por um sistema a fim de realizar trabalho. Os ciclos termodinâmicos são a base do funcionamento de motores de calor, que operam a maioria dos veículos no mundo. Veja alguns exemplos de ciclos termodinâmicos e os tipos de motores de calor que os mesmos representam:
Ciclo de Carnot
O ciclo de Carnot, proposto pelo engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot, é considerado um ciclo termodinâmico ideal, representando apenas o funcionamento teórico de uma máquina. Este ciclo reversível é formado por duas transformações isotérmicas, que se alternam com duas transformações adiabáticas. Todas as trocas de calor são isotérmicas neste ciclo.

Até hoje ainda não foi possível desenvolver uma máquina de Carnot, ou seja, uma máquina que opere sob o ciclo de Carnot, uma vez que, seu rendimento corresponde ao máximo que uma máquina térmica pode atingir (próximo de 100%), operando entre determinadas temperaturas de fonte quente e fonte fria. Assim, para chegar próximo ao sistema isotérmico, um processo real desse ciclo teria que ser muito lento e isso inviabilizaria seu uso.

Por representar o ciclo mais básico da Termodinâmica, a máquina de Carnot é utilizada apenas como um comparativo, que mostra se uma máquina térmica tem ou não um bom rendimento.

Ciclo de Otto
O ciclo de Otto idealiza o funcionamento de motores de combustão interna, que operam grande parte dos veículos automotores movidos a álcool, gasolina ou gás natural. Neste tipo de motor, o calor captado pelo ciclo é proveniente de uma reação de combustão, que acontece no interior do motor. Uma faísca provoca a ignição da combustão e com isso, os gases produzidos na reação são utilizados para realizar trabalho.

Assim como nenhum outro ciclo termodinâmico, o ciclo de Otto não é tão eficiente quanto o ciclo de Carnot, visto que sua eficiência depende diretamente das propriedades do fluido, como, por exemplo, o calor latente de evaporação e a energia interna.

Ciclo de Diesel
O ciclo de Diesel representa o funcionamento de outro tipo de motor de combustão interna: o motor movido a diesel. A principal característica deste ciclo é o fato da combustão ser provocada pela compressão da mistura de combustível com o ar (sem faísca). Isso ocorre porque nesse tipo de motor não existe a vela (o dispositivo que causa a faísca), ao contrário dos motores movidos a gasolina, por exemplo.

Ciclo Rankine
O ciclo Rankine é o ciclo termodinâmico que representa de forma idealizada o funcionamento das máquinas a vapor, ou seja, de um motor que opera através da transformação de energia térmica em energia mecânica. Tal processo baseia-se no fato de que um gás se contrai ao condensar e se expande quando evapora, de forma a realizar trabalho mecânico. Sendo assim, neste ciclo existe uma transição de fases: condensação e evaporação.

Ciclo de Stirling
O ciclo de Stirling idealiza o funcionamento de um motor de combustão externa. Esse ciclo é o mais simples, uma vez que é composto apenas por duas câmaras que oferecem temperaturas diferentes, de maneira que o gás seja resfriado alternadamente. Este ciclo é o que mais se parece com o ciclo de Carnot. As máquinas térmicas que operam com base no ciclo de Stirling apresentam um rendimento maior do que aquelas operadas com base no ciclo de Otto ou de Diesel.

Pode-se concluir, então, que um ciclo termodinâmico é uma série de processos repetitivos realizados por um fluido, que pode ser um gás ou um líquido, para produzir trabalho.

8206 – A Biosfera e o Ecossistema


eco02_ecossistema
São as regiões da Terra habitadas por seres vivos. Forma uma camada quase contínua ao redor da Terra, interrompendo-se apenas nos desertos extremamente áridos e nas regiões permanentes cobertas de gelo, que não apresentam condições para a sobrevivência de organismos. É relativamente fina:
Sua espessura máxima não chega a 20 km, enquanto o raio da Terra tem 6 mil.
Em nenhum ambiente há apenas plantas, sempre há outros organismos que dependem delas para sobreviver, tais organismos formam 2 grupos:
os produtores, que são capazes de usar o gás carbônico para produzir substâncias nutritivas; já os demais pertencem ao grupo dos consumidores. No 1° estão todos os vegetais terrestres e aquáticos, algas marinhas, de água doce e algumas bactérias.
No 2° estão os animais, fungos e muitas bactérias.
Além da energia química, outra atividade fundamental é a respiração. Nela é usada a glicose e o oxigênio, transformando tais em água e gás carbônico. O fato dos vegetais absorverem energia luminosa, não o dispensa de respirar; a luz é usada exclusivamente para a produção de glicose e oxigênio na fotossíntese.
Consideram-se como fatores bióticos os efeitos das diversas populações de animais, plantas e bactérias umas com as outras e abióticos os fatores externos como a água, o sol, o solo, o gelo, o vento. Em um determinado local, seja uma vegetação de cerrado, mata ciliar, caatinga,mata atlântica ou floresta amazônica, por exemplo, a todas as relações dos organismos entre si, e com seu meio ambiente chamamos ecossistema. Ou seja, podemos definir ecossistema como sendo um conjunto de comunidades interagindo entre si e agindo sobre e/ou sofrendo a ação dos fatores abióticos.
São chamados agroecossistemas quando além destes fatores, atua ao menos uma população agrícola. A alteração de um único elemento pode causar modificações em todo o sistema, podendo ocorrer a perda do equilíbrio existente. O conjunto de todos os ecossistemas do mundo forma a Biosfera.

mapa-ecossistema-a

A base de um ecossistema são os produtores que são os organismos capazes de fazer fotossíntese ou quimiossíntese. Produzem e acumulam energia através de processos bioquímicos utilizando como matéria prima a água, gás carbônico e luz. Em ambientes afóticos (sem luz), também existem produtores, mas neste caso a fonte utilizada para a síntese de matéria orgânica não é luz mas a energia liberada nas reações químicas de oxidação efetuadas nas células (como por exemplo em reações de oxidação de compostos de enxofre). Este processo denominado quimiossíntese é realizado por muitas bactérias terrestres e aquáticas.
O fluxo de matéria e energia nos ecossistemas pode ser representado por meio de pirâmides, que poderão ser de energia, de biomassa (matéria) ou de números. Nas pirâmides ecológicas, a base é quase sempre mais larga que o topo. A quantidade de matéria (biomassa) e de energia transferível de um nível trófico para outro sofre um decréscimo de um décimo a cada passagem, ou seja, cada organismo transfere apenas nove décimos da matéria e da energia que absorveu.

Leia também esses capítulos:

http://megaarquivo.com/2010/10/19/projeto-biosfera-ii-%E2%80%93-como-era-o-projeto-que-fracassou/

http://megaarquivo.com/2011/03/07/2572-o-projeto-biosfera-2/