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Carro elétrico – entre idas e vindas agora veio para ficar.

Quando falamos sobre carro elétrico logo pensamos em meio ambiente, sustentabilidade, emissão zero e preços altos. Hoje muitas pessoas engajadas na pegada ambiental já têm modificado muitas atitudes de consumo e comportamento, mas o carro elétrico sempre é uma dúvida, uma incógnita sobre a sua real contribuição para tudo isso.

Mas antes de qualquer coisa, parafraseando o querido professor Tibúrcio…

… SENTA QUE LÁ VEM HISTÓRIA!!!

Você sabia que o carro elétrico existe há muito tempo? Antes mesmo do carro à combustão interna, os que usamos atualmente, surgirem?

A primeira tentativa de um carro vem da época de Isaac Newton, mas foi efetivado mesmo em meados de 1770, o carro à vapor. Criado por Nicolas-Joseph Cugnot, inventor francês e sua carroça a vapor.

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Figura: Modelo de carro à vapor. Créditos: Boxonline

Agora imaginem o “conforto” de estar em um carro construído com uma caldeira que necessitava ser abastecida constantemente por lenha ou carvão, e ainda suportar a temperatura de vapor superaquecido da água, algo em torno de 200˚C. Dava para passear e fazer um churrasquinho ao mesmo tempo.

Dado a  inconveniência do calor notou-se que esse método não era o mais eficaz.

Então entre 1832 e 1839, aproveitando já a invenção do motor elétrico, o escocês Robert Anderson e o americano Thomas Davenport construíram as primeiras carroças com propulsão elétrica utilizando pilhas não recarregáveis. Esses equipamentos eram muito caros e tornaram-se objeto de desejo de alta classe da época. Assim devido ao grande sucesso eles começaram a ser construídos em maior escala, e em 1898 a Baker Motor Vehicle Company começou a produzir ao custo de 2 mil dólares, hoje o equivalente custaria 60 mil dólares, ou incríveis 200 mil reais.

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Figura: Baker Car – primeiro carro a ser produzido industrialmente. Créditos: Tricurioso

O primeiro carro também a chegar aos 100 km/h foi um carro elétrico, em 1899.

Então com toda essa tecnologia o que aconteceu para mudar toda história automobilística e hoje sermos tão dependentes do petróleo?

Ao mesmo tempo em que os elétricos estavam sendo desenvolvidos o casal alemão, Bertha e Karl, criavam o primeiro carro à combustão interna. No entanto foram muito desacreditados, pois os carros elétricos se mostravam mais seguros e a invenção deles, que usava um motor com explosões controladas parecia muito perigoso. Karl já não saía mais da cama, em uma depressão grave por conta da falta de sucesso. Mas Berta, a grande mulher da história do automobilismo, não conformada com a frustração do marido pegou seus dois filhos Richard (13 anos) e Eugen (15 anos), em 5 de agosto de 1888, e fez a primeira viagem longa da história, sem autorização do marido, o que para a época é um absurdo. A viagem durou 3 dias, e a própria Bertha resolveu os problemas que foram surgindo,como o entupimento do cano de combustível, e desgaste dos freios.

Isso chamou muito a atenção das pessoas. E ainda havia uma grande diferença de eficiência entre os dois tipos de carros. A autonomia do carro elétrico era de apenas 60 km, o que significava que ele teria que parar e demorar horas para voltar a funcionar, enquanto o carro à combustível líquido só necessitava de reabastecimento para funcionar imediatamente.

Alguns anos se passaram, e Bertha e Karl Benz ganharam essa briga. Logo em seguida Henry Ford surge e modifica toda a História.

Assim, o carro elétrico foi caindo no esquecimento, apesar de ser mais leve e mais silencioso que os à gasolina. E assim a indústria do petróleo veio para ficar, e arcamos com suas consequências ambientais até hoje.

O carro deu liberdade para sociedade, as pessoas foram cada vez mais longe, e as cidades foram crescendo e se desenvolvendo cada vez mais.

E os carros de combustão dominaram o mercado por mais de um século, até agora.

Mas algo mudou. A consequência do conforto do mundo moderno é grave, carros produzem gases, que em excesso, são extremamente nocivos ao meio ambiente e a nós mesmos. E a existência do carro à combustão vem sendo questionada ano a ano.

Não é de hoje que vários cientistas tentam encontrar formas alternativas de energia para os motores automotivos. Muitas invenções incríveis como o Diesel, que era para aproveitar óleo de cozinha, foram desvirtuadas para o uso novamente do petróleo. Seu inventor, Rudolf Diesel, quando estava indo apresentar a novidade nos EUA, fatalmente “caiu” do navio e morreu afogado. E assim outros inventores tiveram destinos semelhantes quando tentaram defender suas ideias, incluindo Nicola Tesla.Essas histórias podem ser vistas no documentário “Power- o poder por trás da energia” exibido pelo History Channel.

O domínio da indústria do petróleo perdurou muito, mas a necessidade de mudar de atitude surgiu nos últimos tempos de forma muito intensa. Pessoas muito ricas decidiram dar um basta e retomar antigos projetos sustentáveis. E assim os carros elétricos voltaram, e junto com eles as pesquisas para solucionar os mesmos problemas que assombraram no século XIX.

Autonomia. Baterias duráveis. Formas de abastecimento. O mundo, ainda, não está pronto. Mas muita coisa mudou.

No Brasil, João Gurgel, nosso engenheiro pioneiro que criou o carro 100% brasileiro, também criou uma alternativa elétrica. E assim surgiu o Gurgel Itaipu Elétrico, que tinha um motor de 11 cv, tinha autonomia de 127 km e chegava a 80 km/h, isso em 1974, em plena crise mundial do petróleo e surgimento do Proálcool.

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Figura: Gurgel Itaipu Elétrico 100% brasileiro. Créditos: Motorshow

No entanto um grande problema atormentou essa criação: ele precisava de tomadas especiais e levava de 6 a 8 horas para carregar suas baterias de chumbo-ácido. E isso foi um imenso inconveniente.

Em 1974, Erlon Musk, o grande milionário e visionário dono da Tesla, tinha somente 3 anos. E hoje ele modificou a história dos veículos elétricos.

Em 2018, após superar os problemas de abastecimento e autonomia, foram vendidos 1 milhão de Teslas em apenas 6 meses! No entanto o preço ainda é salgado para os bolsos brasileiro: um Model 3 custa em torno de 300 mil reais. E ainda temos pouco acesso a postos de abastecimento específico.

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Figura: Tesla Model 3 vendeu 1 milhão de unidades em 6 meses de 2018. Créditos: Olhardigital

Em uma tomada comum, de 220 V, ele ainda leva 8 horas para carregar. Mas há as opções Supercharger, da própria montadora, que leva em torno de 1 hora. Ou seja, ainda é um problema. Uma opção é instalar um ponto de carregamento em casa que custa em torno de 4 mil reais, mas ainda precisando de horas na tomada para carregar. Um ponto positivo é que você economizaria em torno de 3 mil reais em combustível por ano.

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Figura: Estação de abastecimento Supercharger Tesla. Créditos: Olhardigital

Outro inconveniente, a manutenção das baterias pode ser uma dor de cabeça. Baterias, também chamada de células combustíveis para os mais especialistas, podem variar de 10 mil reais em um Prius até 200 mil reais em um BMW, geralmente nos carros híbridos (que funcionam tanto à eletricidade quanto à combustão). Essas baterias duram aproximadamente 8 anos, dependendo da frequência de uso do veículo pode durar menos, já a de carros convencionais duram em torno de 3 anos e seu custo varia de 200 a 500 reais.

E afinal: como funciona o carro elétrico?

O motor que movimenta o eixo é o elétrico, utilizando a energia de um conjunto de baterias armazenadas através de carregamento por tomadas. O sistema é simples, necessita somente de um regulador de alta tensão e regulador de potência. É como um rádio a pilha gigante: a bateria alimenta o motor e necessita ser trocada (recarregada) de tempos em tempos.

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Figura: Estrutura de carro elétrico. Créditos: Pontoscardeais

Nessa imagem o painel de captação solar auxilia, mas não supre toda a necessidade do carro.

As maiores qualidades são que esses carros são silenciosos, tanto que algumas pessoas estranham bastante, e alguns esportivos têm geração de ruído para criar a sensação de “potência” de motor através do som. E são de emissão zero, não geram poluentes, pois não queimam combustíveis. No entanto há uma discussão sobre a emissão indireta, pois se a energia for gerada por energias limpas como hidrelétricas, solares ou eólicas, caracteriza-se que o carro realmente não gere resíduos. No entanto, se a eletricidade que o abastece for proveniente de Usinas Térmicas haverá emissão de gases poluente, e assim a função sustentável entra em questionamento.

O carro elétrico veio para ficar, e muitas montadoras agora estão assumindo seus projetos inovadores e lançando no mercado, mesmo que ainda com alto custo, seus veículos elétricos. A Noruega já anunciou que não permitirá mais a compra de carro à combustão e está mudando toda a sua malha energética para auxiliar no abastecimento. A Alemanha está incentivando suas montadoras e a Mercedez Benz e a VW só investirão em projetos de carros elétricos, assim como a Volvo e a Daimler.

Ainda há os carros híbridos, que funcionam à eletricidade e também à combustível, que prometem diminuir o tempo de recarga, mas ainda geram emissão. E deixaremos essa história para um outro post, dedicando atenção especial.

A tecnologia tem suas idas e vindas, graças às novas invenções que vão melhorando e solucionando os problemas que seriam impossíveis de serem resolvidos em outras épocas.  


Referências

https://boxonline.wordpress.com/2011/09/26/carro-movido-a-vapor/

https://www.tricurioso.com/2017/08/01/qual-foi-o-primeiro-carro-eletrico-do-mundo/

https://dana.com.br/canaldana/2019/01/10/veiculos-eletricos-uma-novidade-que-completou-190-anos/

http://www.in2013dollars.com/1900-dollars-in-2016?amount=1

https://pt.wikipedia.org/wiki/Bertha_Benz

https://aventurasnahistoria.uol.com.br/noticias/galeria/bertha-benz-primeira-viagem-automovel-historia-carro.phtml

https://motorshow.com.br/gurgel-itaipu-e-400-o-primeiro-carro-eletrico-produzido-em-serie-no-brasil/

https://olhardigital.com.br/carros-e-tecnologia/noticia/carro-mais-barato-da-tesla-model-3-pode-custar-mais-de-r-300-mil-no-brasil/77251

https://olhardigital.com.br/carros-e-tecnologia/noticia/carro-mais-barato-da-tesla-model-3-pode-custar-mais-de-r-300-mil-no-brasil/77251

https://www.uol.com.br/carros/noticias/redacao/2018/09/12/saiba-agora-quanto-custam-baterias-de-carros-eletricos-e-quem-recicla.htm

https://pontoscardeais.com/carro-eletrico-entenda-como-funciona/

https://www.noticiasautomotivas.com.br/mercedes-benz-confirma-o-fim-do-desenvolvimento-de-motor-a-combustao/

Power – o poder por trás da energia. History Channel. Documentário. 2014.

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Precisamos falar sobre o Nióbio!

Nos últimos dias nossa Jóia do Infinito esteve de novo nos principais meios de comunicação e redes sociais, e junto uma série de notícias que nos fazem perguntar: se o Nióbio é tão maravilhoso por que ele é tão mal explorado?

Para responder essa questão antes precisamos falar o que é o Nióbio? Com número atômico 41 e massa de 92,9 unidades atômicas, esse elemento pertence ao Grupo e Período de número 5, na área dos metais de transição. Suas principais características são a leveza e a resistência, principalmente em condições extremas de temperatura. Realmente é um elemento completo, o metal dos sonhos.

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Figura 1: Nióbio na tabela periódica.

A condição particular que agrega a si grande resistência faz dele um produto de excelente uso em diversas áreas como indústria aeroespacial, máquinas de tomografia, supercondutores eletrônicos, caldeiras, usinas nucleares, estruturas metálicas, construções marítimas, oleodutos, gasodutos e outras diversas opções.

Conhecido inicialmente como Columbio, o Nióbio foi confundido com o Tântalo durante algum tempo. Foi descoberto no Brasil na década de 20, mas somente nos anos 60 é que realmente despertou interesse para seu uso. Possuímos 98,2% de todo Nióbio do mundo, somos detentores praticamente únicos deste elemento tão coringa. A maior quantia fica na cidade de Araxá – MG, 70% aproximadamente, depois na Região Amazônica e em Catalão – GO. Além de nós, os outros quase 2% pertencem aos Canadá, EUA, Gabão, Tanzânia e Austrália. Ao custo hoje de 26 dólares o quilo, o Brasil produz em torno de 1 bilhão de dólares ao ano, com uma extração que recebe 2% de commodities de indústrias que o exploram. Isso significa que a exploração deste material é particular e quem realiza este processo paga ao país somente 2% do que recebe ao exportá-lo. Para uma comparação, a exploração de Petróleo beira os 10%, assim como outros minérios.

O Nióbio está para o Brasil assim como o Vibranium está para Wakanda, cidade fictícia do filme Pantera Negra produzido pela Marvel, onde esse material é o mais eficiente existido e transforma Wakanda, a cidade, em um lugar extremamente tecnológico, inexistente em qualquer lugar do mundo. Ela se mantém escondida para evitar exploração desenfreada.

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Figura 2: Cidade Wakanda do filme Pantera Negra.

A diferença básica é o desenvolvimento tecnológico necessário para potencializarmos o uso desse material como ele merece. Os produtos aonde ele é utilizado são altamente tecnológicos, e com demandas limitadas. O mercado de foguetes no mundo é muito restrito, vale lembrar que são somente partes das turbinas e não o material estrutural que ele compõe. Assim como a indústria de construção de tomógrafos, ou de construção de usinas nucleares é reduzida. Além disso, a demanda é pouca perto da quantia que temos no país, rapidamente saturaríamos o mercado e o valor ficaria muito elevado, pois supriríamos itens específicos. Ganharíamos dinheiro por pouco tempo e depois ficaríamos com estoque “encalhado”. Mas o que mais atrapalha nossa fantástica evolução a partir do uso deste material é a semelhança dele com outros materiais muito mais disponíveis como: titânio, tungstênio, vanádio, tântalo, molibidênio. Metais com maior disponibilidade e menor custo de obtençãono mercado internacional.

A forma mais comercializada é a liga Fe-Nb que é constituída de 65% Nb, 30% Fe e 5% de outros elementos. A coloração é cinza metálico e pode ficar azulada dependendo do tratamento térmico.

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Figura 3: Liga Fe-Nb.

O processo de obtenção é bem complexo, são ao menos 15 etapas para que a partir do mineral Columbita para chegarmos ao Nióbio puro.

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Figura 4: Mineral Columbita.

Além disso, cada 1 quilo de minério columbita produz 25 gramas de Nióbio, o que torna a eficiência econômica do processo muito baixa. Por isto, é muito mais atrativo para o país extrair outros minerais rentáveis. Na frente há a extração da ferrita e do ouro, que praticamente brota da terra durante o garimpo. Assim, o Brasil investe naquilo que realmente gera muito mais lucro. O grama do ouro custa, em média, R$ 170,78. Enfim, extrair, qual seja o material, só será interessante se realmente for rentável.

Algumas pesquisas no país têm avançado, principalmente nas universidades de Minas Gerais, para abranger a utilização como materiais compósitos de bagaço de cana enriquecido com nióbio, tratamentos superficiais e fotocatálises.

Concluindo, o Nióbio é sim um material metálico de propriedades muito interessantes, utilidade em áreas tecnológicas avançadas, o temos em abundância e quase em exclusividade. Para explorar o potencial econômico do Nióbio é necessário continuar avançando na sua pesquisa e em possíveis aplicações industriais, e isso requer investimento, estratégia e colaborações entre setores de tecnologia e industriais. E quem sabe um dia seremos a real potência sonhamos de que o Brasil seja finalmente “Wakanda forever” !

Referências Imagens

Figura 1: depositphotos_102907792-stock-photo-niobium-symbol-nb-element-of

Figura 2: https://glitched.africa/south-africa-could-get-a-wakanda-themed-amusement-park/

Figura 3: https://guiadoestudante.abril.com.br/estudo/o-que-e-niobio-e-como-ele-pode-cair-no-vestibular/

Figura 4: https://all.biz/br-pt/coltan-columbita-tantalita-niobio-g112526

Referências Vídeos:

Superinteressante:https://www.youtube.com/watch?v=1DV9TJOSuk0

Fatos Desconhecidos:https://www.youtube.com/watch?v=bR_u6mSC1Qw

Canal do Pirula:https://www.youtube.com/watch?v=RqohMBQfWvk

Referências Bibliográficas:

A. Cuervo, J. E. Munoz, J. S. Pantoja, F. F Vallejo Bastidas, J. J. Olaya Flórez. (2015). Recubrimentos de carburos de Nb-V-Cr depositados mediante el processo de difusión termorreactiva (TDR). Ciencia e Ingeniería Neogranadina, 25, pp. 5-20.

Lopes, O. F.; Mendonça, V. R.; Silva, F. B. F.; Paris, E. C.; Ribeiro, C. Óxidos de Nióbio: uma visão sobre a síntese do Nb2O5 e sua aplicação em fotocatálise heterogênea. Química Nova, vol. 38, No. 1, 106-117, 2015.

Melo, N. P. A. Nióbio do Brasil: um estudo sobre a variação do valor das exportações do minério (1999-2016). Trabalho de conclusão de curso em bacharel em relações internacionais. Universidade Federal de Uberlândia. Julho, 2017.

 

 

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Seja Maker!!!

Quando falamos de tecnologia vários pensamentos diferenciados vêm nas mentes das pessoas: não é para mim; isso é coisa de nerds; é para quem tem dinheiro. A imagem estereotipada de um aluno, ou aluna, pálidos, de óculos fundo de garrafa atrás de um monte de livros está bastante ultrapassada.

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A Geração Young Millenium trata-se da geração que nasceu conectada, com a tecnologia digital em suas mãos. Não é raro, mas ainda muito surpreendente, para as outras gerações a facilidade que essas crianças, hoje já também jovens, dominam o celular e o computador. A impaciência é uma característica, fatos os desviem dos objetivos são rapidamente descartados.

No entanto, são crianças antenadas educadas por pessoas que não tiveram a mesma forma de educação que elas. Uma educação padronizada que replica modelos de salas de aula da época da Revolução Industrial tipo linha de montagem. Uma sala, 40 alunos, entra o professor, despeja o conteúdo, sai e entra outro, despeja mais conteúdo. E no fim de tudo é avaliado através de provas o que “aprendeu”. Aprendizagem passiva (Figura 2).

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Como a tecnologia entra nesta nova mudança?

Antes para termos acesso a alguma informação mais específica íamos até uma biblioteca, fazíamos um cadastro, informávamos a bibliotecária qual o assunto, e dependendo da complexidade deveríamos aguardar alguns dias. Hoje na palma da mão temos praticamente toda informação que queremos. Mas é informação, não conhecimento.

O processamento dessa informação através do estudo é que nos dá a base do que precisamos saber, e reter. Nosso cérebro precisa de tempo para aprender.

A primeira grande mudança em novas formas de aprendizado foi o surgimento dos computadores pessoais, caros e acessíveis só para quem estudava em bons colégios. Mas a estrutura de aula permanecia exatamente igual, agora com 40 computadores.

Então surgiram os Geeks, pessoas ligadas em tecnologias, em geral computadores, games e ultimamente robôs de pequeno porte. Mas a velocidade das novidades e de sua obsolescência programada faz com que só esses “brinquedos” sejam insuficientes.

Não dá mais para ficar sentado na frente do computador (a TV está deixando de ser consumida por esse público) jogando, programando. E um novo movimento está surgindo: por que consumir se eu posso produzir? Mas como produzir?

Simples. Milhares de pessoas no mundo estão compartilhando suas experiências boas ou ruins, engraçadas ou trágicas através de vídeos publicados na Internet. Vídeos que diferente do professor chato da sala de aula tem uma linguagem muito mais próxima a este público, informal e de fácil assimilação. E estes vídeos também ensinam, e assim as pessoas estão em suas casas construindo coisas com as ferramentas que tem.

Segundo a Youtube Insights 2018, 31% dos brasileiros consideram o Youtube como fonte de aprendizado, 79% afirmam que é melhor assistir a tutoriais na plataforma do que ler instruções.

O Geek está virando Maker. Isso significa que a educação deixa definitivamente de ser passiva e se transforma em educação ativa, aprender fazendo. E isso não significa necessariamente que deverá fazer corretamente da primeira vez, os conceitos sobre errar também estão sendo atualizados como aprendizagem. Aprender como não se deve fazer também é aprender.

Os espaços makers são oficinas de criatividade e inovação aonde a pessoa desenvolve projetos desde a concepção até a execução final. A aprendizagem é o caminho, e aprender por si é muito mais eficiente do que simplesmente assistir uma aula expositiva. Segundo Blikstein (2018) ensinar ciência deve ser um processo de aprender fazendo o que os cientistas fazem, e não aprender sobre o que eles fazem.

Apesar de ser um espaço livre no seu uso (Figura 3), não formal para transformação de idéias. Ele converge arte, ciência e tecnologia. Além da auto manutenção e auto produção. Então alguma disciplina é necessária para que haja organização e segurança.

Foto: Priscilla Fiedler

Diferente da aprendizagem formal em um mesmo projeto a criança poderá programar sensores em uma placa Arduino, que é um pequeno circuito que pode responder a uma programação básica que auxilia em conexão de sensores, e comandos computacionais. Imprimir seu projeto em uma impressora 3D para peças plásticas. Ou construí-la em uma CNC (Comando Numérico Programável), máquina que usina materiais e transforma desenhos de CAD em peças reais de acrílico, nilon, metal. Produzir um painel de Led, entre outras inúmeras técnicas permitidas. Assim estuda princípios de Física, Matemática, Eletrônica, Mecânica, Programação, Robótica, Materiais, Administração, Empreendedorismo ao mesmo tempo.

A importância dessa mudança na aprendizagem é o fato de que a nova geração não só precisa aprender as novas tecnologias como vai utilizá-la como novas ferramentas de trabalho.  O último Fórum Econômico Mundial afirmou que 65% das crianças trabalharão com habilidades que não existem hoje ainda. Assim como antigamente as crianças voltam ao lúdico, manual e artesanal para construir o futuro, de forma mais segura e eficiente.

Escolas do país todo estão se adaptando a esse novo estilo de ensino, complementando o tradicional, mas participar depende do interesse da criança. A função mais importante dos pais será estimular esse movimento, tirar seus filhos, assim como a si mesmo do sedentarismo, e dar vazão ao estilo Maker. Pode ser que a maior disrupção será entender a partir daí que o quarto do seu filho não será mais simplesmente um quarto bagunçado. Pode ser que ele esteja virando um espaço Maker e você nem percebeu.

 

Referências:

http://www.foursales.com.br/carreira/as-previsoes-do-forum-economico-mundial-sobre-o-futuro-do-trabalho/

http://movimentopelabase.org.br/wp-content/uploads/2016/08/6.3-Cie%CC%82ncias-da-Natureza_Ana%CC%81lise-de-Paulo-Blikstein-Stanford-Univeristy.pdf

https://exame.abril.com.br/marketing/existem-dois-tipos-millennials-muito-diferentes/

http://www.clubedecriacao.com.br/ultimas/youtube-insights/

http://espaconav.com.br/

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Qual a temperatura ideal dos ambientes?

Verão chegando, 42ºC marcando nos termômetros na rua, e nada melhor do que chegar ao trabalho ou em casa e ligar o ar condicionado. Quanto mais frio melhor é o que pensamos, afinal, só um ar bem gelado para ficarmos bem. Será que isto é mesmo verdade?

Após 40 minutos começa a ficar frio, quem está perto da ventilação do ar condicionado se afasta, mas não aumenta a temperatura do aparelho,  pois outras pessoas estão chegando da rua querem um ar bem refrigerado também. Uma hora e meia depois com um calor de 40ºC lá fora você encontra-se em uma sala refrigerada vestida com casaco, pois está com muito frio. Mudar a temperatura vira uma discussão interminável, pois alguns já estão congelando enquanto outros se pudessem deixariam o grau menor ainda. Afinal, qual é a melhor temperatura, set point, para o ar condicionado?

A função básica do ar condicionado é através da troca de calor deixar o ar de ambientes internos agradável aos seus usuários, os equipamentos mais modernos tanto esfriam quanto aquecem o ar. O maior problema é determinar qual a temperatura mais agradável para seu uso.  O consumo elétrico destes aparelhos é muito alto, em prédios comerciais este valor acaba sendo o vilão das contas de energia (Figura 1).

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Figura 1 – Distribuição de energia elétrica. Fonte: Eletrobrás, 2017.

Nas residências o consumo chega a 20% e nos prédios comerciais a quase 50% do consumo total de energia elétrica. Em tempos de crise energética ações como o uso incorreto deste equipamento podem contribuir para agravar esse tipo de situação. Mas algumas medidas muito simples podem reduzir o consumo e tornar o uso de ar condicionado mais agradável. É necessário entender um pouco de conforto térmico onde a pessoa não sente as influências de calor ou frio do ambiente. Pela Anvisa (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) a temperatura ideal do ar condicionado no verão deve estar de 23 a 26ºC e no inverno de 20 a 22ºC. Isso faz com que as pessoas não se sintam incomodadas com a temperatura.

O corpo humano tem reações diferentes para cada temperatura, a umidade do ar também influencia bastante na sensação de calor ou frio. A Figura 2 mostra como a transpiração ocorre nos dois casos.

Ar seco e umido

Figura 2 – Suor em clima seco e úmido. Fonte: Lamberts et al, 2014.

 

No caso do ar seco um bom sistema de ventilação que proporciona a evaporação do suor já é o suficiente para uma sensação de conforto. Somente nos casos de ambiente quente e úmido que não há evaporação do suor que é necessário o uso de recursos como ar condicionado, pois ele além de refrigerar também retira a umidade do ar. No entanto, não é bom para ambientes quentes e secos que podem usar recursos de ventilação para chegar a um ambiente confortável.

O Brasil possui 6 regiões climáticas distintas, e isto ocasiona em características de conforto diferentes para cada região. A Figura 3 mostra a localização de cada clima.

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Figura 3 – Mapa climático do Brasil. Fonte: Lamberts et al, 2014.

 

Para saber mais sobre qual o clima de cada região existe uma carta psicométrica que mede as condições de temperatura e umidade ao longo do ano, mostrando as zonas frias, quentes, úmidas e secas. Essa carta pode ser um bom norteador de medidas para o uso de equipamentos ou não de refrigeração. Na Figura 4 dá para ver cada situação que varia TBS (temperatura de bulbo seco) que seria a temperatura medida no ambiente, a umidade relativa do ar e massa de vapor (g/kg).

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Figura 4 – Carta bioclimática. Fonte: Givoni, 1992.

 

Cada área representa uma situação climática e que tipo de medida de conforto seria ideal para cada região:

A – Zona de aquecimento artificial (calefação);

B – Zona aquecimento solar da edificação;

C – Zona de massa térmica para aquecimento;

D – Zona de conforto térmico (baixa umidade);

E – Zona de conforto térmico;

F – Zona de desumidificação (renovação de ar);

G + H – Zona de resfriamento evaporativo;

H + I – Zona de massa térmica de refrigeração;

I + J – Zona de ventilação;

K – Zona de refrigeração artificial;

L – Zona de umidificação de ar.

 

Esse mapa é feito por região de acordo com suas condições climáticas ao longo de um ano, assim podemos observar (Figura 5) que regiões como Curitiba raramente precisam efetivamente de refrigeração artificial.

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Figura 5 – Carta bioclimática de Curitiba (PR). Fonte: Alucci, 2011.

 

Observa-se que o clima mantém-se a maior parte do ano entre D e E de conforto térmico ou I e J que são zonas de ventilação. O clima, baseado na carta bioclimática é mais seco no inverno e no verão, ou períodos mais quentes a umidade é confortável. O que demonstra que somente sistemas de ventilação já são suficientes para atingir o conforto térmico. Caso oposto a esse encontramos em Belém (Figura 6) que possui características climáticas muito diferentes.

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Figura 6 – Carta bioclimática de Belém (PA). Fonte Alucci, 2011.

 

Nesta figura o clima predominante é sempre quente e muito úmido, em sua maior parte do ano, sendo necessária a maior parte do tempo o uso de refrigeração artificial, pois o ar condicionado não só irá refrigerar como auxiliará na desumidificação do ar. O Rio de Janeiro também tem características semelhantes como indicado na Figura 7.

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Figura 7 – Carta bioclimática do Rio de Janeiro (RJ). Fonte: Alucci, 2011.

 

Uma boa parte do ano encontra-se quente e úmido também justificando a necessidade de refrigeração intensa. Enquanto em Brasília que é bastante conhecida por seu clima muito seco apresenta as características da Figura 8.

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Figura 8 – Carta bioclimática de Brasília. Fonte: Alucci, 2011.

 

Mesmo com altas temperaturas o clima mantém-se seco a maior parte do ano, para estes casos a ventilação seria o melhor recurso para proporcionar conforto térmico, mas utiliza-se o ar condicionado na intenção de diminuir a temperatura sem observar que ele desumidifica o ar intensificando o problema.

Podemos ver que muitas vezes com a intenção de aliviar o calor as pessoas tomam medidas erradas por desconhecimento do melhor tratamento climático para cada ocasião. Em casos de clima quente e seco, a ventilação é suficiente para atingir o conforto térmico, claro que a vestimenta contribui. Os efeitos do ambiente e das vestimentas no corpo são mostrados na Figura 9.

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Figura 9 – Efeitos de conforto térmico no corpo humano. Fonte: Mitsidi, 2017.

 

O uso de roupas apropriadas também auxilia no conforto térmico, então é totalmente inapropriado que no verão as pessoas trabalhem de casaco com refrigeração intensa sendo que poderiam estar com uma vestimenta mais confortável em uma temperatura agradável.

Qual seria então a temperatura ideal do ar condicionado? A resposta é mais simples do que se imagina: 22ºC.

As pessoas colocam o ar no grau mais baixo possível achando que vai esfriar mais rápido, mas não é isto que ocorre, o ambiente vai resfriar até chegar à temperatura indicada no aparelho. Então para reduzir o calor ele insuflará ar refrigerado a uma temperatura bem inferior, forçando as pessoas próximas a área de ventilação a ficarem imediatamente desconfortáveis. A temperatura baixa demorará mais para ser atingida e quando ocorrer o aparelho desligará. Como está bem quente logo ele religará para novamente equilibrar a temperatura baixa do local e assim o consumo de energia elétrica atingirá valores bem altos. E 18ºC não é uma temperatura confortável.

Baseado nas cartas bioclimáticas a necessidade de refrigeração forçada somente ocorrerá em locais efetivamente úmidos e quentes, a conscientização disto já reduziria muito o consumo de energia no país. O pico de energia que há dez anos era entre 18 e 20 horas por conta dos chuveiros elétricos foi alterado para o período entre 14 e 17 horas, pois é quando as pessoas retornam do almoço com calor e ligam, ou diminuem a temperatura dos escritórios.

Manter o set point em 22ºC é uma questão de hábito. Inicie aos poucos, em curtos períodos e faça um comparativo entre um período mais frio ou confortável. Não esqueça de ventilar o ambiente de tempos em tempos, pois uma sala fechada acumula CO2 da respiração e torna as pessoas sonolentas. E se possível nem use o ar condicionado, opte pelas janelas abertas se houver possibilidade, principalmente em dias muito secos. Mantenha a manutenção do sistema de refrigeração em dia.

A empresa Mitsidi em uma pesquisa recente com dados práticos descobriu que cada vez que se muda o set point em 2ºC para mais de um prédio comercial a conta de luz tem uma redução de 7%. Sem nenhum valor gasto para isto.

Referências:

ALUCCI, Marcia. Climaticus, Labaut, FAUUSP,  2011.

GIVONI, B. ComfortClimate Analysis and Building Design GuidelinesEnergy and Buildings, v. 18, n. 1, p. 11-23, 1992.

LAMBERTS, Roberto, et al. Eficiência Energética na Arquitetura. 3ed. Rio de Janeiro: ELETROBRAS/PROCEL, 2014.

http://mitsidi.com

http://www.fau.usp.br/pesquisa/laboratorios/labaut/conforto/index.html

 

 

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Exoesqueletos Made in Brazil

Observe a natureza e ela te dará respostas. Uma das soluções que a natureza criou para proteger os seres vivos mais geniais é o exoesqueleto, literalmente esqueletos externos, que dão proteção e apoio ao corpo de muitos insetos, crustáceos e outras espécies. Antigamente só ouvíamos falar desta palavra na biologia, pois quando uma pessoa tinha uma lesão séria que precisasse de uma prótese ela deveria ser o mais escondida possível. A semelhança com os membros humanos era fundamental para não haver nenhum tipo de discriminação. Com o avanço da tecnologia veio também a preocupação não só com a estética mas também com a eficiência destes dispositivos de apoio. E as próteses internas, de implantação dolorosa passaram a não ser efetivamente as melhores opções.

Poderíamos dizer que exoesqueleto é a extensão que potencializa nosso corpo, e também nos protege. Então um carro, bicicleta ou mesmo um martelo não deixa de ser um dispositivo que melhora nossos movimentos, ou seja, assim como os caramujos, também utilizamos exoesqueletos diariamente.

Copa do Mundo de 2014 no Brasil, o país paralisado em frente das televisões no dia da abertura. Além da encenação teatral houve show com grandes astros da música mundial, e em meio a tanta festa um feito inédito para quem respira, vive e ama a ciência.

Juliano Pinto, de 29 anos e, paraplégico, deu o primeiro chute da competição com o auxílio de um exoesqueleto comandado pelo seu cérebro através de sensores conectados numa espécie de capacete onde o pensamento ordena o movimento das suas pernas. Um feito maravilhoso para a ciência brasileira que enfim seria reconhecida e aplaudida por um público mundial de aproximadamente 3,5 bilhões de pessoas. Sim, meio planeta veria o “chute simbólico”. Mas infelizmente em uma chamada urgente para mostrar o ônibus da seleção brasileira, aquela do 7 x 1 (para quem não lembra: gol da Alemanha!), o grande espetáculo científico resumiu-se a um chute de 3 segundos. Somente 3 segundos mostrando o trabalho de mais de 150 pesquisadores de vários países, comandados pelo Professor brasileiro Miguel Nicolelis. Seriam 29 segundos, uma apresentação internacional sobre pesquisa na área de robótica do mundo resumida em pouquíssimo tempo. Foram apenas 3 segundos…

Exoesqueleto brasileiro

Juliano no momento do chute na Copa do Mundo do Brasil. Fonte: G1/Globo.

Esse é o valor agregado à pesquisa na área de robótica no país do futebol. Após todo esse imbróglio as esperanças foram diminuindo sobre investir, estudar e pesquisar neste país.

Até conhecer estas mulheres que sem saber que era impossível elas foram lá e fizeram (Jean Coteau).

Michele de Souza, neuroengenheira, criou um exoesqueleto junto com um grupo multidisciplinar (o Cycor) que montou este equipamento inteiro no Brasil, com usinagem de baixo custo e desenvolvimento de alta tecnologia. A princípio foram pequenos passos que prometem grandes possibilidades. Muitos pesquisadores no mundo realizam o mesmo feito, a diferença é que este grupo está produzindo protótipos que já estão sendo testados e serão comercializados brevemente. O maior objetivo não é apenas promover a tão sonhada independência para estes usuários, mas sim comercializar o exoesqueleto com um valor semelhante ao de uma cadeira de rodas, em torno de mil reais. Antes desse projeto o valor de um exoesqueleto era inacessível e não comercializável.

Geane Poteriko, professora de Letras da rede estadual do Paraná, viu-se diante de um grande desafio quando sua filha, Dara (foto abaixo), teve a Síndrome da Brida Amniótica. Esta síndrome causa formação de faixas e cordões de tecido fibroso que aderem ao feto, podendo comprimir partes do corpo e causando malformações levando a possíveis amputações no bebê no próprio útero. Dara foi afetada na mão direita e Geane procurou soluções que auxiliassem a independência da sua filha. Descobriu um projeto americano que fornece mãos biônicas de baixo custo criadas para impressoras 3D, através de códigos de construção que eles doam para o mundo todo. Já existem alguns voluntários no Brasil, mas antes mesmo de fazer uma mão para Dara, a mãe começou a pensar que poderia ajudar outras pessoas. Assim Geane criou a Associação Dar a Mão com o professor engenheiro Osiris Canciglieri e a professora engenheira Lúcia Miyake da PUC-PR, e começaram a projetar e construir mãos biônicas de baixo custo. No Brasil esses dispositivos são vendidos em torno de mil e quinhentos reais – o que impossibilita muitas famílias de adquiri-los – e a equipe de Geane sabendo que o custo fica em torno de duzentos reais tomou a decisão de fabricar e doá-los para quem precisa e não pode comprar. Ela criou uma rede de fabricantes voluntários e transformou um desafio pessoal em uma missão humanitária. Dara tem um dispositivo protético 3D de “princesas”, cor de rosa e linda como sua dona. Expõe sua mão com orgulho e a usa melhorando a parte muscular e as cognições cerebrais da região. Outras mãozinhas de heróis estão sendo fabricadas e entregues para crianças que melhoram a autoestima e confiança. Parece brinquedo, mas muda uma vida.

Dara

Dara com sua mão biônica. Créditos: Geane Poteriko.

Fazer robótica no Brasil é complicado. Pouco incentivo financeiro para pesquisas e muito menos para desenvolvimento de dispositivos tão importantes. Seria mais fácil simplesmente ignorar e ir para o exterior realizar estas pesquisas. Estas mulheres superaram todos estes problemas e resolveram que sim: elas podiam! Estão fazendo, não só exoesqueletos, mas história.

Sem dúvida, parafraseando Neil Armstrong: é um pequeno passo para o homem, mas um salto gigantesco para a humanidade. Essas mulheres resolveram que era só “Dar a Mão” e mudar o mundo.

Referências

http://g1.globo.com/pr/parana/videos/v/projeto-feito-por-voluntarios-tem-devolvido-o-sorriso-a-quem-precisa-de-proteses/6002353/

http://g1.globo.com/pr/parana/videos/v/exoesqueleto-e-esperanca-de-mobilidade-para-paraplegicos/5867291/

http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2014/06/jovem-paraplegico-usa-exoesqueleto-chuta-bola-na-abertura-da-copa.html

http://aasdap.org.br/projetos/projeto-andar-de-novo/

http://associacaodaramao.blogspot.com.br/

http://www.cycor.com.br/

http://enablingthefuture.org/