Cientistas descobrem como a eletricidade move-se através das células

Eletricidade biológica


Cientistas da Universidade de Minnesota, nos Estados Unidos, obtiveram a primeira imagem molecular de um sistema biológico que movimenta os elétrons entre as proteínas nas células.
A conquista é bem mais do que um avanço para a biologia, podendo fornecer informações que poderão ser úteis para minimizar a perda de energia em sistemas elétricos artificiais que vão dos dispositivos em nanoescala, como os transistores eletrônicos, até a transmissão de eletricidade pelas redes nacionais de distribuição de energia.
"A evolução tem ajustado a transmissão de eletricidade nos organismos por muito mais tempo do que os humanos a utilizam," afirma Carrie Wilmot, que coordenou a pesquisa.
"Nós podemos aprender um bocado com a natureza sobre como usar a eletricidade de forma mais eficiente. Esta nova visão de como o corpo usa a energia elétrica poderá permitir que a nanotecnologia reduza ainda mais os circuitos eletrônicos, bem como aumentar a eficiência das redes que fornecem energia para as residências e as empresas," prevê Wilmot.


Bioeletricidade


Embora não dependamos de uma tomada ou de baterias para funcionar, a energia gerada pelo movimento intracelular dos elétrons é a fonte de energia fundamental que permite que os seres humanos existam.
Conforme os elétrons se movem no interior das células, a energia é canalizada para criar moléculas complexas, como proteínas e DNA. A chamada bioeletricidade está na base dos elementos fundamentais que permitem que os organismos cresçam, sobrevivam e armazenem energia.
As imagens feitas pela equipe de Wilmot, obtidas por meio de cristalografia de raios X, garantirão um avanço significativo nos esforços para entender melhor todos esses processos vitais.
"Visualizar a estrutura cristalina do complexo sistema celular de transferência de elétrons é como estar atrás do palco em um show de mágica," comentou Vernon Anderson, do Instituto Nacional de Ciências Médicas dos Estados Unidos. "Nós sempre sabemos que há um truque, mas agora o grupo de Wilmot conseguiu uma visão única de como esta extraordinária façanha química é realizada."



Manipulação de elétrons


A pesquisa apresenta resultados que se enquadram bem na classificação clássica de ciência básica. Contudo, a manipulação de elétrons em sistemas artificiais ocorre em dimensões cada vez menores conforme os circuitos ganham em miniaturização, o que a torna diretamente afeta também à tecnologia.
Os resultados são extremamente interessantes para inúmeras aplicações práticas e com possibilidades de uso imediato nas diversas tecnologias que se unem para formar não apenas o campo altamente interdisciplinar da nanotecnologia, mas mais especificamente, a microeletrônica, a fotônica, a plasmônica e outras.

retirado de: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=como-eletricidade-move-se-atraves-celulas&id=010815100315

postado por: Fernanda

Descoberto novo processo de conversão da energia solar

Pesquisadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, descobriram como usar simultaneamente a luz e o calor do Sol para gerar eletricidade.
A técnica tem o potencial para produzir energia solar com o dobro da eficiência dos métodos existentes, tornando-a barata o suficiente para competir com as termelétricas que queimam derivados de petróleo.

Emissão termiônica

Batizado de "emissão termiônica de fótons otimizada", ou PETE (Photon Enhanced Thermionic Emission), o processo promete superar a eficiência tanto das atuais tecnologias de conversão fotovoltaica - os conhecidos painéis solares - quando das usinas termossolares - que usam o calor do Sol para aquecer líquidos que giram turbinas para gerar a eletricidade.
Ao contrário das células solares atualmente usadas nos painéis solares - que perdem eficiência quando a temperatura aumenta - o novo dispositivo se destaca justamente pelo bom funcionamento em altas temperaturas, o que permite seu funcionamento simultâneo no processo termossolar.
"Este é realmente um avanço conceitual, um novo processo de conversão de energia, não apenas um novo material ou uma variação levemente diferente," disse Nick Melosh, que liderou o grupo de pesquisa. "É realmente algo fundamentalmente diferente de como você pode coletar energia."
A célula solar PETE junta em um único componente o mecanismo quântico das células solares - os fótons excitam os elétrons - com o mecanismo termal - que usa a luz do Sol concentrada como fonte de energia termal para produzir eletricidade indiretamente por meio de um motor de calor.
O componente é baseado na emissão termiônica de elétrons fotoexcitados em um catodo semicondutor funcionando em alta temperatura.
Recentemente, cientistas do MIT também anunciaram a descoberta de uma nova forma de produzir eletricidade, usando nanotubos de carbono.

Conversão térmica com conversão fotovoltaica

A maioria das células solares usa o silício para converter a energia dos fótons da luz do Sol em eletricidade - o inconveniente é que essas células coletam apenas uma parte do espectro da luz, com o restante gerando apenas calor.
Se esta energia desperdiçada na forma de calor pudesse ser capturada, as células solares poderiam ser muito mais eficientes. O problema é que são necessárias altas temperaturas para fazer funcionar os sistemas baseados na conversão de energia térmica, e a eficiência da célula solar diminui rapidamente em altas temperaturas.
O que os pesquisadores fizeram agora foi encontrar uma maneira de casar a tecnologia da conversão térmica com as células solares.
O grupo de Melosh descobriu que revestir um material semicondutor com uma fina camada do metal de césio torna o material capaz de usar tanto a luz e quanto o calor para gerar eletricidade.
"O que nós demonstramos é um novo processo físico que não é baseado nos mecanismos fotovoltaicos conhecidos, mas que é capaz de dar uma resposta fotovoltaica sob temperaturas muito altas," disse Melosh. "Na verdade, ele funciona melhor em temperaturas mais elevadas. Quanto mais alta a temperatura, melhor."

Coletor fototermossolar

Enquanto a maioria das células solares de silício deixa de funcionar quando a temperatura atinge 100 graus Celsius, o dispositivo PETE não atingiu sua eficiência máxima até que a temperatura estivesse bem acima de 200 ºC.
Isto significa que um coletor PETE deverá funcionar melhor em coletores solares parabólicos, que podem chegar aos 800 ºC.
Melosh calcula que o processo PETE pode chegar a 50 por cento de eficiência ou mais usando concentradores solares. Se combinado com um ciclo de conversão térmica, pode chegar a 55 ou mesmo 60 por cento - quase triplicando a eficiência dos sistemas atuais.
Os pesquisadores usaram o semicondutor nitreto de gálio no seu protótipo. A eficiência ficou abaixo do previsto teoricamente, mas eles escolheram o nitreto de gálio porque era o único material disponível que tinha mostrado sinais de ser capaz de resistir às temperaturas elevadas nas quais eles estavam interessados.
Com o material adequado - provavelmente o arseneto de gálio - a eficiência real do processo pode chegar até a 50 ou 60 por cento. O próximo passo é testar esse e outros materiais candidatos para seu novo coletor fototermossolar.

retirado de : http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=novo-processo-conversao-luz-solar-eletricidade&id=010115100805

postado por: Fernanda

Pesquisadores estadunidenses inventam uma bateria que poderia alimentar uma casa

Cientistas estadunidenses criaram um protótipo à pequena escala de uma bateria que poderia armazenar a energia suficiente para alimentar uma casa durante todo o dia. O protótipo, imagem abaixo, é um pequeno disco que poderia tornar mais eficiente ainda a utilização das energias renováveis de um lar.

Imaginem sua casa com painéis solares e alguma pequena turbina eólica caseira, e sem a necessidade de ter uma sala especial para alojar às pesadas baterias que alimentarão a casa se há pouco vento, ou está nublado, ou a noite.Pesquisadores da Ceramatec, em Utah, Estados Unidos, desenvolveram uma nova bateria que pode armazenar energia elétrica suficiente para o consumo diário de um lar mediano.Esta nova bateria trabalha a base de sódio-sulfeto, composto que costuma operar a temperaturas muito altas. Mas os pesquisadores conseguiram que opere a uma temperatura muito menor, e assim deixa de ser só um composto utilizável a nível industrial, e passa a ser residencial.A bateria desenvolvida pelos pesquisadores da Ceramatec se vale de uma membrana de cerâmica que é localizada entre o sodio e o sulfeto. Deste modo só permite a passagem de íons positivos de sódio, deixando os eletrons que criam uma corrente elétrica útil.Por enquanto estão trabalhando com protótipos, mas esperam que deverá já ser comercializado no ano de 2011 com preço estimado de 2 mil dólares, barato se calcularmos o custo da nossa conta de energia elétrica.

retirado de: http://www.mdig.com.br/index.php?itemid=7232
postado por: Fernanda

Geração de energia elétrica-Petrobras

Energia elétrica da Petrobras? Exatamente. Pensando além do petróleo, atuamos também no setor elétrico com usinas termelétricas, eólicas e hidroelétricas.
Desde 2000, começamos a construir termelétricas e ampliamos nossa participação no setor até marcar nossa presença em toda a cadeia produtiva.
Nosso parque gerador possui 15 unidades – próprias, de subsidiárias ou de empresas que temos participação acionária. A capacidade total de geração elétrica das usinas é superior a cinco mil megawatts (MW).
A energia eólica é utilizada em larga escala no mundo e apresenta tendência de crescimento na matriz energética. Para gerar eletricidade com a força dos ventos, possuímos, desde 2004, uma unidade-piloto em Macau (RN), com potência instalada de 1,8 MW.
Nossa meta é atingir, em 2010, 169 MW de energia elétrica por fonte renovável.
Pequenas centrais hidrelétricas também fazem parte de nossos investimentos. Elas possibilitam melhor atendimento às necessidades de carga de pequenos centros urbanos, regiões rurais e unidades industriais.
Nosso planejamento prevê a construção de 13 dessas hidrelétricas, instaladas em quatro estados. Com as usinas prontas, a capacidade de energia gerada será de 30 MW.
A subsidiária Petrobras Distribuidora também participa do setor elétrico oferecendo serviços como eficiência energética, cogeração, geração com biomassa, comercialização de energia e geração na ponta.

Retirado em: www.petrobras.com.br/.../geracao-energia-eletrica/
Postado por: Juliane

O consumo de energia no Brasil

O consumo de energia no Brasil --que inclui tanto energia elétrica quanto combustíveis em geral-- apresentou crescimento de 5,6% em 2008, sendo pouco influenciado pela crise financeira global, de acordo com dados divulgados hoje pela EPE (Empresa de Pesquisa Energética).

Segundo números preliminares do BEN (Balanço Energético Nacional) do ano passado, o país consumiu 252 milhões de tep (toneladas equivalentes de petróleo).

Se considerado apenas o uso final --que exclui a energia gasta da produção e transformação de energia-- o consumo no país foi de 211,9 milhões de tep, com alta de 5,2% no ano. O volume ficou muito próximo do crescimento do PIB (Produto Interno Bruto) em 2008, que foi de 5,1%.

Entre todos os principais tipos de energia, apenas a hidráulica apresentou queda em 2008. Esse tipo de energia recuou 1,7%. Na outra ponta, o que mais cresceu foi o de gás natural, com avanço 16,9% sobre 2007, seguido por outras fontes renováveis (14,5%), nuclear (13,1%) e carvão mineral e derivados (9,5%). Já as maiores participações no crescimento do consumo de energia vieram principalmente do gás natural, do álcool e do petróleo.

"O decréscimo da energia hidráulica refletiu as condições hidrológicas observadas no início de 2008, que impuseram esquemas operativos orientados a manter níveis estratégicos de armazenamento nos reservatórios do país. A outra face dessa moeda foi o aumento da geração termelétrica (+37,9%), o que contribuiu para o forte incremento do consumo de gás natural", informou a EPE em comunicado.

Em relação aos combustíveis, que entram na conta a EPE, o maior crescimento foi o de álcool, cujo consumo avançou 17,7%.

Renováveis recuam

Apesar do bom desempenho do álcool, as fontes renováveis de energia perderam um pouco de espaço na matriz energética brasileira. Elas foram responsáveis por 45,3% da oferta interna de energia do país, ante 45,9% no ano retrasado.

Essa queda foi causada essencialmente pelo recuo de 1,1 ponto percentual da energia hidráulica na matriz, de 14,9% do total em 2007 para 13,8% em 2008. O uso de lenha também recuou de 12% para 11,6%, enquanto que álcool (de 15,9% para 16,4%) e outras fontes renováveis (de 3,2% para 3,5%) apresentaram avanços.

No lado das fontes não-renováveis, o petróleo foi o único que perdeu espaço, passando de 37,4% em 2007 para 36,7% no ano passado. Os demais --gás natural (de 9,3% para 10,3%), carvão mineral e derivados (de 6% para 6,2%) e nuclear (de 1,4% para 1,5%)-- cresceram na matriz em 2008.

Se separado apenas a produção de energia elétrica, a energia hidráulica segue soberana na matriz, com participação de 73,1%, seguida por importação (8,6%), gás natural (6%), biomassa (4,8%), derivados de petróleo (3%), nuclear (2,8%), carvão (1,6%) e eólica (0,1%).

Retirado do Site: www.folha.com.br

Postado por:Ederson Borsoi

Geração de energia elétrica e meio ambiente

A necessidade de energia, por efeito do crescimento populacional e do progresso industrial, aumenta a cada dia. Nos países em desenvolvimento, um crescimento populacional total de aproximadamente 2% por ano é responsável por 50% do crescimento anual do consumo global de energia.
Portanto é urgente construir usinas e viabilizar processos alternativos para ampliar a produção de energia elétrica.
Qualquer processo de geração e utilização de energia é, de alguma forma, nocivo à manutenção das condições ambientais. Para o bom exercício da cidadania, é importante conhecermos alguns efeitos dos principais mecanismos de geração, transmissão e distribuição.

Tipos de usinas e impactos

Convencionais:

• Usina hidrelétrica: provoca o alagamento de grandes regiões, com conseqüente modificação da fauna e da flora, e a inundação de cidades, ocasionando o deslocamento de populações. Acresce-se a isso o eventual mau uso da água, que é um bem de múltipla utilização, e a possibilidade de emissão de gás metano, pela decomposição orgânica gerada pelos alagamentos.

• Usina termelétrica: a queima de combustíveis fósseis na geração de energia elétrica produz CO2, agravando o efeito estufa e o aquecimento global.Também provoca a contaminação da atmosfera, do solo e da água pelas cinzas arrastadas pelo fluxo de gás.Além disso, os óxidos de nitrogênio e enxofre agravam enfermidades pulmonares, cardiovasculares e renais das populações residentes nas imediações.
  

• Usina termonuclear: além de envolver as questões vitais da segurança e do tratamento de resíduosn ucleares, tem como importantes fatores negativos a emissão de CO2 e o aumento da temperatura dos cursos d’água empregados na refrigeração, prejudicando a biodiversidade local.

Alternativas:

• Eólica: produz nível elevado de poluição sonora, podendo provocar alterações auditivas na população das proximidades.
  

• Oceânica: a construção de barragens pode mudar as cadeias alimentares locais, prejudicando a fauna e a flora.

Retirado em: http://www.agracadaquimica.com.br/quimica/arealegal/outros/198.pdf

Postado por: Sandra Ritter

Teoria que explica a eletricidade pode ter erro

A teoria desenvolvida pela ciência no século 20 para explicar todos os fenômenos elétricos, magnéticos e a forma como a luz interage com a matéria está sendo desafiada. Considerada pelo ganhador do Nobel Richard Feynman a "joia da física", a eletrodinâmica quântica, ou QED, pode acabar se revelando um diamante imperfeito.
A QED é uma das teorias físicas mais bem-sucedidas de todos os tempos. No livro que escreveu sobre o assunto, QED, A Estranha Teoria da Luz e da Matéria, Feynman (que morreu em 1988) afirma que as previsões da teoria jamais tinham sido - ao longo de 50 anos - refutadas por experiências.
O experimento que agora põe a precisão da QED em jogo traz a melhor medição já obtida do raio do próton, uma partícula presente no núcleo de todos os átomos. Se a espessura de um fio de cabelo se mede em micrômetros - ou milionésimos de metro -, o raio de próton é apenas uma fração de femtômetro. Há 1 trilhão de femtômetros em 1 milímetro.
O raio do próton apresentado na Nature é da ordem de 0,84 femtômetro. O valor mais aceito até então estava próximo de 0,87. A diferença, embora pareça pequena, fica além das margens de erro estatístico.
Entre os cientistas, a discrepância, com sua sugestão de uma falha na QED, entusiasma e inspira cautela. "Um problema na física da QED é a explicação menos provável, mas de longe a mais interessante", diz o físico Jeff Flowers, do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido.
Flowers considera que a causa mais provável da diferença seja um erro. Mas lembra que o artigo apresentado à Nature foi amplamente revisado. "Isso não prova que não haja erro, mas ele com certeza não é óbvio", disse.
Mesmo o principal autor do artigo, Randolf Pohl, do Instituto Max Planck de Óptica Quântica, na Alemanha, não está convencido de que a QED tenha falhado. "Mas estamos muito intrigados", reconhece.
Na prática. O que significaria a QED falhar? Seu sucesso até agora prova que não pode estar muito enganada. Pohl concorda: "Se a QED estiver errada, seria um efeito muito sutil."
Mas Flowers lembra que há casos na história da ciência em que pequenos ajustes teóricos acabaram gerando revoluções. "A Relatividade Geral poderia ter sido apenas uma pequena perturbação da gravidade newtoniana", exemplifica. "No entanto, essa pequena perturbação acabou sendo muito significativa."
A medição do raio do próton foi feita no Instituto Paul-Sherrer, na Suíça. Os pesquisadores substituíram o elétron de um átomo de hidrogênio por uma partícula de maior massa, o múon. Sendo mais pesado, o múon descreve uma órbita muito mais estreita que a do elétron e, por isso, sofre perturbações intensas, provocadas pela maior proximidade do próton.
Medindo essas perturbações, os cientistas deduziram o raio do próton com uma precisão dez vezes maior que a permitida por outros experimentos.
"Os prótons não são partículas pontuais", explica Pohl. "São como uma nuvem difusa; essa nuvem ocupa algum espaço". A medição realizada permite obter o raio médio da nuvem.

Fonte: http://www.estadao.com.br/estadaodehoje/20100708/not_imp578040,0.php

Postado por: Mariana