Grupo Nanoita
Pais Olímpicos

Lilian Arai

Médica pela FMUSP

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Ver o filho recebendo uma medalha de ouro em uma olimpíada científica é uma emoção indescritível. Mas o que está por detrás disso?

Existe uma magia que envolve as olimpíadas científicas. O mundo dos olímpicos é fascinante para quem faz parte dele. Só quem vive nesse mundo entende quão viciante, extenuante e excitante é ser aluno olímpico.

É incrível como, em algum momento, nasce uma paixão por estudar. Esses alunos descobrem as olimpíadas ou são descobertos por elas. Aqueles que seguem esse caminho conquistam vagas nas melhores faculdades no Brasil ou mundo afora. Estudar com paixão abre inúmeras portas de oportunidades. No entanto, nem tudo é tão fácil. Aprender exige dedicação e empenho. A medalha representa o prêmio pelo resultado desse esforço. O problema é que, nem sempre, essa medalha chega. Por isso, são muitas medalhas invisíveis nessa trajetória, entendendo como medalha invisível, aquela que só é vista por quem reconhece quanta abnegação e esforço foram necessários, mesmo quando não se obtém as melhores classificações.

Entretanto, essa não é a realidade para a maioria das famílias. É um grande desafio transmitir esses valores aos filhos, dentro do contexto do mundo atual, que dá um valor extremo ao prazer momentâneo. Fotos de viagens, sorrisos, festas e beijos são retratados como sendo a felicidade. Cumpre-se as obrigações da semana apenas para curtir ao máximo os finais de semana e as férias. Vivemos num mundo que valoriza o “espertinho”, mas o nerd é ridicularizado. Os pais se preocupam em dar tudo que não tiveram aos seus filhos, sendo reféns da infantocracia. As crianças não batalham por nada e exigem tudo que querem, sem paciência para esperar.

Por outro lado, existem pais que criam seus filhos para que eles tenham sucesso na vida. Roubam-lhes a infância, preenchendo suas rotinas com aulas e atividades extracurriculares em busca de uma boa preparação para o futuro. Importante ressaltar que, para seu bom desenvolvimento, o que a criança mais precisa é brincar e ser criança. Infelizmente, muitos pais se preocupam mais com a medalha do que com todo o processo envolvido na aprendizagem.

Dessa forma, buscar esse ponto de equilíbrio é o grande segredo. Ensinar que estudar é uma responsabilidade que a própria criança precisa assumir. Se por um lado existem pais que buscam oferecer o mundo embrulhado com um laço de presente, outros exigem resultados e comprometimentos que roubam a magia do mundo infantil.

Vale lembrar que uma caminhada de sucesso no mundo olímpico depende também da relação aluno-família-escola. Escolas que oferecem oportunidades para que seus alunos se despertem para a busca de conhecimento, colocando em evidência os bons alunos para que inspirem os mais novos, conseguem transformar nerds em mitos. Muitos alunos descobrem a paixão por estudar ao serem bem preparados e orientados para conquistarem medalhas em olimpíadas e ao viajar o mundo para representar o Brasil nas olimpíadas internacionais.

 

Nota: “A autora é médica otorrinolaringologista formada pela USP com estágio no Japão e atua em São Paulo (capital) no seu consultório. Possui um casal de filhos, sendo o filho participante de olimpíadas científicas, nas quais ganhou mais de 30 medalhas, dentre elas, as olimpíadas internacionais de Física e Astronomia. Foi aprovado na Caltech, Princeton, Columbia, UC Berkeley, Duke e Poli-USP. Optou em fazer a graduação e mestrado pela Caltech (Instituto de Tecnologia da Califórnia, EUA). Atualmente trabalha na Oracle, no Vale do Silício. A filha não participou de olimpíadas. Seus interesses eram mais voltados à patinação artística e voluntariado. Como excelente aluna ingressou na primeira turma de Medicina do Hospital Albert Einstein estando atualmente no 4º ano do curso. A autora é idealizadora de um Grupo no Facebook chamado “Pais Olímpicos” e, idealista no assunto, exerce sua especialidade com foco em distúrbios de aprendizagem, além de orientar aqueles com alto rendimento acadêmico.”

 

Olimpíada Paranaense de Matemática

Diego Mano Otero

Doutor em matemática pela USP

Professor Adjunto da UFPR

Membro da Comissão da Olimpíada Paranaense de Matemática

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É muito recorrente a fala de que a matemática está em todo lugar, porém às vezes é difícil a tarefa de convencer as pessoas de como ela está no nosso cotidiano. Para superar essa barreira os professores de matemática, no dia a dia letivo, trazem problemas interessantes mais perto da realidade aproximando a disciplina dos alunos. De todas as ciências básicas, a matemática possui um ponto que a torna ainda mais estimulante, que é o fato dela ser muito desafiadora por possuir um caráter de abstração absoluta. A recompensa de tais desafios é desvendar a beleza que existe por trás da matemática.

Pensando nos desafios e belezas da disciplina, anualmente organizam-se competições matemáticas nacionais e internacionais para estimular ainda mais os alunos e detectar promissores matemáticos e matemáticas. No Brasil temos a maior competição de matemática do mundo a Olimpíada Brasileira de Matemática de Escolas Públicas (OBMEP), organizada pelo Instituto de Matemática Pura e Aplicada (IMPA), que é uma das referências em pesquisas em matemática no nosso país. A partir do sucesso deste projeto, desenvolveram-se vários outros de treinamentos e competições matemáticas. Desta forma, os professores expandiram um círculo de treinamento e/ou competição matemática tornando mais acessível a participação dos alunos interessados.

Um dos projetos de treinamento desenvolvido pelo IMPA para competições matemáticas é o Programa Olímpico de Treinamento Intensivo (POTI) (http://poti.impa.br/). Este projeto visa preparar os alunos do ensino fundamental e médio para competições matemáticas nacionais e internacionais. Atualmente no estado do Paraná existem seis polos onde é possível fazer o treinamento. Para os professores de qualquer rede de ensino que queiram desenvolver o treinamento entre seus alunos, basta solicitar à coordenação do POTI que sua instituição seja um dos polos voluntários do projeto. Cria-se assim o comprometimento de ministrar aulas semanalmente para os interessados. O programa e a estrutura das aulas já estão todas preparadas e o acesso é totalmente gratuito.

Um exemplo de polo no estado do Paraná onde este projeto mostrou bons resultados é o polo do POTI (http://www.mat.ufpr.br/poti/) vinculado ao Departamento de Matemática na UFPR (DMAT-UFPR). No DMAT o curso é oferecido desde 2016 e tem gerado bons frutos para os alunos que acompanham com seriedade até o final. Em 2016, 14 alunos que cursaram o POTI obtiveram medalhas em competições muito disputadas de matemática no país. Nos anos seguintes, onde a divulgação do curso foi maior, este número aumentou e as conquistas foram 30 alunos medalhistas do POTI em 2017, e 22 alunos medalhistas do POTI em 2018.

Uma extensão deste projeto no DMAT, cujo objetivo é aproximar os alunos da matemática do ensino superior em disciplinas como Teoria de Números, Cálculo, Fundamentos de Geometria e Álgebra Linear, está em fase de teste para incentivar ainda mais os maiores destaques no POTI. Ótimos frutos surgiram desta iniciativa e é um desejo que isso seja ampliado nos próximos anos.

Além de treinamentos desenvolvidos pelo IMPA, anualmente são divulgados editais para desenvolvimento de competições regionais matemáticas. A maior competição regional exclusiva do estado do Paraná é a Olimpíada Paranaense de Matemática (OPRM)  (http://www.mat.ufpr.br/oprm/). Este projeto é vinculado também ao DMAT e trata-se de uma competição matemática voltada para alunos do ensino fundamental (6º ao 9º ano) e do ensino médio para alunos de escolas públicas ou privadas do estado do Paraná, que ocorre anualmente desde 2016. Essa competição cresceu muito desde sua primeira edição que contou com cerca de 1.200 participantes em 2016, e em 2018 este número cresceu 10 dez vezes, cerca de 12.000 participantes. O motivo do crescimento foi a forte divulgação entre as instituições de ensino participantes que viram este projeto como uma oportunidade para motivar ainda mais seus alunos no estudo da matemática.

Isso mostra que estes projetos estão atraindo cada vez mais os professores de colégios e universidades e também os alunos. Para os professores de colégios tais projetos são excelentes para mostrar destaque de seus alunos e de suas instituições de ensino. Isso gera prestígio e incentivo através de competição saudável entre as escolas, que vão aperfeiçoando ainda mais o ensino de matemática para seus alunos. Do ponto de vista dos professores de universidades é um caminho para devolver à sociedade o investimento em educação de qualidade e gratuita no ensino superior, tornando mais acessível e motivadora a matemática aos alunos de ensino básico. E por fim a atração para os alunos é ter um reconhecimento ao se aprofundar em matemática, obtendo destaques e prêmios nas diversas competições que participem, de modo a abrir futuros caminhos à universidade, e inclusive aumentar as chances de bolsas de iniciação científica e pós-graduação.

A Olímpiada Brasileira de Química

Maurici Luzia Charnevski Del Monego

Doutora em Engenharia do Ambiente pela Universidade do Porto, Portugal.

Coordenadora da Olimpíada Paranaense de Química

Professora da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – Campus Curitiba

 

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A Olimpíada Brasileira de Química (OBQ) é um evento de cunho competitivo que se destina a estudantes do Ensino Médio de escolas públicas e privadas de todo território nacional. Os participantes são divididos em duas modalidades: Modalidade A – alunos da 1ª e da 2ª série do Ensino Médio e Modalidade B – alunos das demais séries do Ensino Médio. Este evento é composto de duas etapas, sendo cada uma dividida em três fases. A primeira etapa compreende as Fases I, II e III, sendo que as duas primeiras fases são de âmbito estadual, que no caso do Estado do Paraná recebe o nome de Olimpíada Paranaense de Química (OPRQ). A OPRQ é promovida e realizada pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) desde o ano de 2001 e já atingiu mais de 25 mil estudantes. É uma oportunidade para que jovens talentos nesta área do saber possam mostrar a todo o Estado, ao Brasil e ao mundo os seus conhecimentos e o seu valioso potencial científico. Os 56 alunos que apresentarem os melhores desempenhos na OPRQ poderão participar da Fase III da OBQ. Os melhores classificados nos exames da Fase III participam da segunda etapa, que tem por objetivo selecionar os estudantes que representarão o Brasil na Olimpíada Internacional de Química e na Olimpíada Ibero-Americana de Química, estas são realizadas em países diferentes a cada ano.

A forma de premiação e estímulo a estes alunos é via entrega de medalhas, troféus e menções honrosas. Além disso, Universidades no exterior oferecem vagas aos medalhistas, sendo vários os exemplos de alunos brasileiros que já cursaram suas graduações ou estão cursando em tais Universidades, como Harvard e Stanford. Infelizmente, ainda não houve alunos do estado do Paraná que obtiveram esta oportunidade.

Ao se engajar em uma Olimpíada, o aluno pode criar vínculos com a escola e mudar sua atitude com relação às disciplinas temas das competições. Essa atividade extracurricular é uma oportunidade para alunos e professores saírem da rotina da sala de aula e desenvolverem outros tipos de relações sociais por meio da interação em diferentes momentos extraclasse. Há um déficit muito grande em relação à participação dos alunos do Paraná, tanto de escolas públicas quanto particulares nas Olimpíadas de Química. Segundo o Instituto Paranaense de Desenvolvimento Econômico e Social (IPARDES) em 2017 havia 439.765 jovens que estavam matriculados no Ensino Médio, porém a participação dos alunos na OPRQ foi de 2.600 inscritos, ou seja, menos de 0,5%. Existe uma enorme preocupação em ampliar a participação das escolas nas Olimpíadas de Química aumentando o número de estudantes envolvidos, pois, dessa forma valoriza-se o conhecimento científico no âmbito da escola, família e sociedade.

Olimpíadas do conhecimento

 

Sergio Mazurek Tebcherani

Doutor em Química pela UNESP

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Desde 1986 abracei a profissão de professor e iniciei minha carreira ministrando aulas em colégios estaduais de Palmeira, Carambeí e Ponta Grossa. Nesta última cidade foram vários colégios entre os da rede estadual e um particular.

No início as coisas não eram muito fáceis, precisava aproveitar as poucas oportunidades que apareciam.

Fui professor de matemática financeira, física, matemática, ciências e química. Estudava no curso de química na UEPG e, paralelamente, assumia uma carga horária de aproximadamente 40 horas por semana, intercaladas nas escolas dos municípios já mencionados.

Posteriormente entrei como professor no departamento de química da UEPG, no antigo CEFET e agora novamente na UTFPR.

Para mim, a vida é aceitar desafios, ser competitivo e gostar muito do que faz.

Isso tudo é muito gratificante, porém, nunca me sentiria um professor completo se apenas transmitisse o conhecimento e formasse os alunos (filhos dos outros) deixando de lado os meus filhos.

Pertencente a uma família de professores, visualizamos uma educação mais completa, e exercemos a constante tarefa de incentivar, motivar e investir no que existe de atualidade do campo do saber.

Esta concepção atinge o ápice quando as crianças (alunos ou filhos) começam a gostar de participar das Olimpíadas dos Conhecimentos.

Hoje em dia existem muitas delas em praticamente todas as áreas do saber.

Só no campo da matemática tem a internacional Canguru, para nossa cidade, a Olimpíada ponta-grossense de Matemática (OPMAT), a Olimpíada Paranaense de Matemática (OPRM), a Olimpíada Brasileira de Matemática (OBM), a Olimpíada Brasileira de Matemática das Escolas Públicas (OBMEP) e muitas outras, inclusive as disputas internacionais.

A iniciação nessas Olimpíadas começa pela curiosidade da participação e, quando o interesse evolui, passa a exigir cada vez mais do conhecimento dos participantes.

Neste estágio aparece a vontade natural de conhecer mais e se superar e, para isso, existem locais adequados.

É muito comum os pais se projetarem no sucesso dos filhos chegando a acreditar que têm dentro de casa verdadeiros “mitos”, mas, na verdade, esta é uma concepção muito equivocada. Os pais estão apenas oportunizando futuros indivíduos mais competitivos e preparados que a média para o mercado competitivo. Precisa mais que isso?

Sem dúvida, essa é a maior, melhor e mais garantida herança que os pais podem deixar para seus filhos.

Prova disso são que algumas Universidades renomadas de fora do Brasil valorizam algumas dessas Olimpíadas do Conhecimento com vagas para os jovens medalhistas. No Brasil a Unicamp já sinaliza para esse processo, abrindo vagas em alguns de seus cursos para os medalhistas dessas Olimpíadas.

Acredito que logo as Universidades perceberão essas excepcionais oportunidades que elas têm à disposição.

Como professor, acredito que a tendência da educação está na substituição de cotas de inclusão social por um ensino de base de excelência e cotas para medalhistas das melhores Olimpíadas de Conhecimento que estão por aí.

Considerando esse assunto de relevante importância convidamos para que, nas próximas semanas, alguns amigos envolvidos nestes processos apresentem no espaço Nanoita os seus pontos de vista sobre o tema Olimpíadas do Conhecimento.

Esperamos que os comentários que serão apresentados sejam explicativos e motivadores para o leitor.

 

Os bons defeitos

 

Robson Couto da Silva

Doutor em Engenharia de Produção pela UTFPR

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Geralmente quando mencionamos a palavra “defeito” nos remetemos a algo negativo. Nada mais natural, visto que essa palavra de origem latina significa falha ou queda. Porém, quando falamos de ciência dos materiais, essa palavra está relacionada a algumas propriedades que, como veremos a seguir, são muito importantes em nosso cotidiano.

Primeiramente, é importante distinguir que os defeitos que estamos tratando aqui não estão relacionados a um produto acabado com problemas em seu funcionamento, nos referimos na verdade a imperfeições dentro da estrutura cristalina de um material.

A grande maioria dos materiais sólidos é constituída por átomos que se arranjam de maneira regular ao longo de grandes distâncias atômicas. Em outras palavras, os átomos e íons se posicionam em um padrão tridimensional repetitivo com seus átomos vizinhos. A esse comportamento damos o nome de cristalinidade.

Os materiais cristalinos compreendem metais como ferro, alumínio e cobre e matérias-primas cerâmicas como talco, argilas e calcário. Quando não existe regularidade a longo alcance o material é chamado de amorfo. Temos como exemplo de materiais amorfos o vidro e alguns plásticos como o policarbonato utilizado em faróis de carros e o poliestireno usado na fabricação das réguas escolares.

Agora que entendemos o que é uma estrutura cristalina, podemos então compreender que mesmo que fabriquemos um material com os mais rigorosos padrões de controle, sempre existirão impurezas ou imperfeições dentro da rede cristalina.

Os tipos de defeitos presentes nos materiais podem ser pontuais, como a falta de um átomo na posição onde ele deveria estar, deixando uma lacuna, ou a presença de outro tipo de átomo na rede (por exemplo, um átomo de níquel substituindo o átomo de cobre).

Os defeitos também podem ser lineares, ou seja, existe uma deformação localizada em uma região do cristal. A esse tipo de defeito damos o nome de discordância.

Mas, por que essas imperfeições acima citadas podem ser benéficas em algumas das características dos materiais?

A resistência mecânica de metais, por exemplo, pode ser aumentada quando ampliamos o número de defeitos lineares. Por isso, muitos metais são deformados a frio, em um processo chamado de encruamento com o propósito de se elevar a quantidade de discordâncias por volume de material. Alguns metais podem ter a resistência elevada em mais de 90% quando encruados.

Quando adicionamos átomos de impurezas em metais puros existem alterações significativas na dureza e resistência mecânica. É o que acontece quando inserimos o carbono ao ferro para fabricar o aço, ou então o zinco ao cobre para fabricar o latão. Essas impurezas adicionadas são chamadas na metalurgia de elementos de liga.

Os defeitos não são importantes somente nas propriedades mecânicas. Existem materiais cerâmicos chamados de semicondutores nos quais a adição de impurezas promove a formação de materiais com condutividades elétricas intermediárias entre condutores e isolantes. Este tipo de material fez com que os aparelhos de televisão a válvulas que apresentavam alto consumo de energia e necessitavam de tempo para esquentar ficassem obsoletos.

Os semicondutores como o silício, o germânio, o estanho, o sulfeto de zinco e o arsenieto de gálio são a base para dispositivos em estado sólido como transistores e diodos e levaram à fabricação de circuitos miniaturizados que permitiram a existência dos computadores e dispositivos móveis como smartphones conforme conhecemos hoje.

Dessa forma, se você está lendo este artigo em seu notebook ou celular, isso se deve justamente aos defeitos gerados dentro da estrutura do material que compõem seu circuito. Até nas imperfeições a natureza é sábia!

 

A fonte de energia de seu lixo

GRUPO NANOITA

 

Prof. Dr. Antonio Carlos de Francisco

Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção

E seus orientados:

Leila Mendes da Luz

Rodrigo Salvador

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Biocombustível é um produto de origem animal ou vegetal, renovável, que pode ser utilizado para alimentar motores à combustão. Existem vários biocombustíveis já em uso no mercado. Os mais famosos são o biodiesel e o bioetanol, mas também existem o biometanol, o biogás e outros, além dos que ainda não foram descobertos.

O biodiesel pode ser obtido geralmente de plantas como o girassol, e até mesmo de algas, e podem ser utilizados como combustíveis de diversos equipamentos.

O bioetanol também pode ser utilizado como combustível de equipamentos e veículos e geralmente pode ser obtido a partir da cana-de-açúcar, e também do milho e da beterraba.

Além dessas plantas cultivadas muitas vezes, exclusivamente para a produção de biocombustíveis, parte do lixo que nós geramos pode ser utilizada para produzir biocombustíveis.

Todas aquelas cascas de banana que o leitor descartou no lixo poderiam ter sido utilizadas para abastecer o seu carro ou ter carregado o seu celular por diversas vezes.

Pois bem, o lixo orgânico que costumamos jogar no lixo comum pode passar por um processo de digestão anaeróbia, aquela decomposição que ocorre na ausência de oxigênio onde microrganismos agem digerindo a matéria orgânica e produzindo biogás.

O biogás, depois de purificado para não danificar os equipamentos, pode ser utilizado de várias formas. Um dos usos mais simples é o doméstico, substituindo o gás de cozinha.

Ele pode ainda ser utilizado no lugar do gás liquefeito de petróleo (GLP) para abastecer os carros adaptados, apresentando o mesmo rendimento que o gás que encontramos nos postos de combustíveis.

O biogás pode ser queimado e a energia térmica gerada pode ser transformada em energia elétrica. E o mais interessante é que isso pode ser feito com coisas que jogaríamos no lixo.

Além disso, o biogás também pode ser obtido de resíduos agrícolas, ou mesmo de excrementos de animais e dos homens.

Pode também ser utilizado como fonte de energia em propriedades rurais reduzindo os custos de produção.

Por ser um tipo de energia limpa e natural o biogás apresenta também vantagens para o meio ambiente e a saúde das pessoas, reduzindo, por exemplo, a deposição de compostos orgânicos em aterros.

Além do mais, a região dos Campos Gerais apresenta um grande potencial para a produção de biogás. É o que aponta um estudo feito pela Federação das Indústrias do Paraná (FIEP) e pelo Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (SENAI-PR) apresentando as oportunidades da cadeia produtiva de biogás para o estado do Paraná (SENAI, 2016).

Já imaginou o seu lixo sendo transformado em energia e ainda por cima ajudando a reduzir impactos ambientais e melhorando sua qualidade de vida?

Análise por separação

Evaldo Toniolo Kubaski

Doutor em Engenharia pela Escola Politécnica da USP

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Alguns dos fatores que fazem com que a ciência evolua de forma vertiginosa estão relacionados à melhoria, à precisão e à quantidade de novos equipamentos que surgem a cada dia.

Percebemos que é possível detectar doenças cada vez mais prematuramente e com maior grau de precisão quando comparado há décadas.

Tudo isso melhora nosso conforto, tempo e qualidade de vida.

Isto é a aplicação do conhecimento científico e tecnológico que se faz ao redor do mundo.

Um processo físico-químico de caracterização de misturas bastante conhecido pelos químicos é a chamada cromatografia, que é a separação de misturas quando essas são constituídas de fases sólidas em uma solução, uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias.

A cromatografia consiste no fato das substâncias presentes na mistura terem diferentes propriedades, dentre elas a densidade e composição, assim, a interação delas com as duas fases imiscíveis (fase estacionária e fase móvel) será diferente também.

Neste caso existem duas fases, a estacionária e a fase móvel. A fase móvel se desloca através da fase estacionária por ação de um solvente líquido ou gasoso.

Na fase móvel, se colocarmos cada substância da mistura para “correr”, cada uma delas terá velocidade diferente.

Assim, com o tempo as substâncias sólidas da mistura se separam e é possível identificar cada fase.

Existem vários tipos de sistemas cromatográficos: em coluna, através da cromatografia líquida, gasosa e supercrítica; também pode ser planar através de centrífuga, em papel e camada delgada.

Em relação à fase móvel existem a cromatografia gasosa, a gasosa de alta resolução, a líquida clássica, a líquida de alta eficiência e a cromatografia supercrítica.

Já em relação à fase estacionária, ela pode ser líquida, sólida e quimicamente ligada.

Agora que sabemos um pouco do conceito e tipos de cromatografia vamos propor uma brincadeira de químico:

Pegue um papel de coar café e corte em tiras de aproximadamente 2 cm de largura por 10 cm de altura.

Nessa tira de papel cortado, marque um ponto a 2 cm da base do papel com uma caneta porosa.

Pode repetir em outras tiras com outras cores para comparar também.

Coloque em um copo 1 cm de álcool e com cuidado deixe a tira de papel de pé no copo sem que o álcool entre em contato direto com o ponto feito com a tinta da caneta porosa. O ponto deve ficar para baixo, próximo ao álcool.

Espere o álcool ser absorvido pelo papel e deixe-o ultrapassar o ponto de tinta. Observe a separação das cores que compõem a cor.

O leitor acabou de realizar uma cromatografia! Bom experimento!

 

 

A mudança das cores

* Por Sergio Mazurek Tebcherani ([email protected]

A palavra “pigmento” é originária do latim “pigmentum” que significa “aquilo que dá cor”. Por mais que o tempo passe, o conceito da palavra “pigmentum” tem sempre o mesmo significado. Por mais que a ciência evolua e a tecnologia se modernize, pigmento sempre representará aquilo que fornece uma coloração.
Outra palavra que designa a mesma finalidade é “corante”.
Os corantes são substâncias que solubilizam no meio em que são aplicados. Devido a isso, eles possuem baixa propriedade de solidez à luz e são transparentes.
Os pigmentos permanecem sempre insolúveis quando preparados e aplicados e, por isso, possuem elevada propriedade de solidez à luz e são bastante opacos, em geral estão na forma de pó.
A clorofila é um pigmento natural da planta que remete à coloração verde para os vegetais. 
Quando uma luz atinge uma superfície que observamos, parte dela é absorvida e outra parte é refletida. A luz refletida confere a cor que enxergamos porque as demais cores foram absorvidas. 
No caso da clorofila a absorção ocorre nas faixas do vermelho e do violeta e a reflexão da luz verde que enxergamos. 
O nome desse pigmento chamado clorofila foi sugerido por Pelletier e Caventou em 1818, designando uma substância verde que saía das folhas quando colocadas no álcool.
Existem diferentes tipos de clorofilas, que são chamadas de A, B, C e D, e que diferem-se pela estrutura de sua molécula e sua capacidade de absorção.
Presente em cerca de 75% de todos os pigmentos verdes encontrados nas plantas está a clorofila A. Os outros 25% estão representados pelas clorofilas B, C ou D.
A clorofila B está presente nos vegetais superiores e em plantas sombreadas, pois esse tipo de clorofila aumenta os comprimentos de onda de luz que a planta consegue captar. 
A clorofila C pertence a alguns grupos como diatomáceas, dinoflagelados e algas pardas e a clorofila D está presente em algas vermelhas. 
No campo do espectro que enxergamos, os vários tipos de clorofilas absorvem luz em faixas diferentes, que, por consequência, enxergamos com colorações diferentes.
No inverno, devido à redução da incidência de luz na terra, a quantidade de clorofila nas plantas está diminuída, prevalecendo a presença de outros pigmentos. Esta variação faz com que as folhas mudem de cor. 
Com a chegada da primavera a incidência de luz passa a ser maior e a natureza nos premia com o verde voltando a prevalecer.
A diminuição e aumento da clorofila é o dispositivo que o vegetal possui para captar a luz e manter sua subsistência.
E é assim, depois de uma pausa o verde volta e prevalece.
Para quem gosta de luz só resta falar: viva o verde!

*Doutor em Química pela UNESP

As 1001 faces do aço

*Por Robson Couto da Silva ([email protected])

Hoje falaremos da liga metálica mais intensamente utilizada pelo homem, e apesar de nosso título parecer exagerado, segundo a World Steel Association existem atualmente um número superior a 3.500 classes de aço no mundo.
A palavra aço deriva do latim e está relacionada a gume ou ponta, se referindo a um “ferro temperado para fio cortante”. Essa referência torna-se bastante adequada, visto que o aço é uma liga composta por ferro com endurecimento a partir da adição de carbono e uma de suas primeiras aplicações foi na construção de armas como espadas.
Essa liga de ferro e carbono passou a ser utilizada frequentemente pela abundância de jazidas de minério de ferro e carvão e pela facilidade de sua fabricação a um custo relativamente baixo. Os aços proporcionaram a fabricação de ferramentas que elevaram a produção de alimentos e posteriormente diversas máquinas que alavancaram o desenvolvimento do homem moderno.
As proporções de carbono que são adicionadas dentro do ferro em um aço são geralmente inferiores a 1%, porém apesar de parecer uma quantidade pequena, provoca um grande aumento na dureza e resistência desse material. Os aços carbono são os mais baratos e são comumente encontrados em nosso cotidiano em pregos, arames, molas, carcaças de automóveis, chapas de tubulações, vergalhões para construção civil, entre tantas aplicações.
Porém, os aços carbono apresentam como principal desvantagem sua facilidade de corrosão. Devido a isso, com o aprimoramento da metalurgia, outros elementos foram sendo adicionados nos aços para que se fossem conferidas outras propriedades e novas aplicações, esses são chamados de aços ligados.
Os aços ligados mais conhecidos são aqueles em que se têm a adição de elementos como o cromo e o níquel, formando os aços inoxidáveis que apresentam como principal característica a maior resistência à corrosão, permitindo que sejam utilizados em ambientes mais agressivos e para aplicações mais nobres. Encontramos os aços inoxidáveis em pulverizadores agrícolas, válvulas para altas temperaturas, turbinas, talheres, panelas, processamento químico de alimentos e até em stents utilizados na cirurgia de angioplastia.
Além do cromo e do níquel, outros elementos de liga também encontrados nos aços são o molibdênio, o vanádio, o manganês, o silício, o alumínio, o cobre, o nióbio, o tântalo, o titânio e o tungstênio. Todas essas adições conferem as mais variadas gamas de propriedades, em que aplicações para indústria aeroespacial e plataformas marítimas são alcançadas.
Porém, as modificações nas características dos aços não são limitadas somente à composição química do metal. Existem processamentos chamados de tratamentos térmicos nos quais o metal é aquecido e resfriado em diversas faixas de temperaturas e taxas de aquecimento e resfriamento. Esses tratamentos fazem com que se tenham alterações na microestrutura dos aços e também são responsáveis por elevação na resistência mecânica, além de conferirem diferentes ductilidades ao material. 
Para que se tenha uma ideia da complexidade das variações possíveis, até o fato de deformarmos um aço faz com que esse tenha alterações em suas propriedades mecânicas, caso o leitor tenha curiosidade, esse fenômeno é conhecido como encruamento.
Enfim, existem muitos parâmetros a serem considerados no processo de fabricação de um aço que fazem com se tenha um material muito versátil. Como a cada dia novas tecnologias são descobertas, o desenvolvimento de novas ligas com outros tipos de processamento são constantes. Esse ainda é um ramo bastante desafiador para engenheiros e pesquisadores e que provavelmente ainda trará muitas inovações nas próximas décadas. 

*Doutor em Engenharia de Produção pela UTFPR

Os Supercondutores

* Por Robson Couto da Silva
Em nosso último artigo falamos a respeito de alguns materiais que apresentam características que se sobressaem às dos demais e introduzimos uma propriedade chamada de supercondutividade, na qual o material conduz eletricidade sem resistência. Assim, hoje explicaremos porque essa propriedade ainda é um desafio para ciência, mesmo após mais de um século de sua descoberta.
A supercondutividade foi observada pela primeira vez pelo físico neerlandês Heike Kamerlingh Onnes (1853-1926), que verificou em seus trabalhos sobre a liquefação e solidificação do hélio que o mercúrio em uma determinada temperatura apresentava uma queda abrupta de sua resistividade para próximo de zero. Essa temperatura, a qual o material passa a apresentar a supercondutividade, é chamada de temperatura crítica e posteriormente foi observada em outros metais como o nióbio, o vanádio, o tungstênio, o estanho, o alumínio, o titânio e o chumbo.
O grande problema na supercondutividade é que ela somente é observada nesses metais em temperaturas muito próximas do zero absoluto (-273,15 ºC). Com o passar do tempo foram desenvolvidas ligas metálicas principalmente à base de nióbio, com intuito de se obterem materiais com temperaturas críticas mais elevadas, porém os resultados obtidos apresentavam valores inferiores a -248 ºC. 
Dessa forma, até aqui para obtenção de um supercondutor era necessário trabalhar com o hidrogênio ou hélio líquidos, os quais necessitam de uma camada de isolamento térmico extremamente cara que inviabilizava sua aplicação, pois o custo para que se mantivesse um fio elétrico a temperaturas tão baixas não superava o benefício da supercondutividade. 
Foi então em 1986 que o físico alemão Johannes Georg Bednorz (1950-) e o físico suíço Karl Alexander Müller (1927-) desenvolveram um material à base de lantânio que apresentava supercondutividade, abrindo as portas para uma nova linha de pesquisas de supercondutores cerâmicos. 
No ano seguinte, o físico taiwanês Maw-Kuen Wu (1949-) juntamente com o físico chinês Chu Ching-wu (1941-), descobriram uma cerâmica com estrutura cristalina tipo perovskita (já falamos dessa estrutura em um artigo publicado em abril desse ano) com temperatura crítica de -178,15 ºC. Esse material é um óxido de cobre, bário e ítrio (YBa2Cu3O7) e passou a ser um marco nessa linha de pesquisa porque apresenta a supercondutividade em temperaturas superiores a -196 ºC, permitindo com isso o uso de nitrogênio líquido, um refrigerante muito mais barato que os utilizados anteriormente.
Esses resultados trouxeram uma grande expectativa para o uso dos materiais supercondutores para aplicações cotidianas. Recordo-me que em 1987, quando ainda era uma criança, que a supercondutividade estampava revistas e especulava-se que os produtos à base de materiais supercondutores estariam popularizados em cerca de cinco anos.
Esteiras magnéticas por onde as pessoas podem deslizar utilizando sapatos com bobinas embutidas, supergeradores a partir de bobinas elétricas de fios supercondutores, carros elétricos com bobinas supercondutoras que armazenam energia elétrica e dispensam combustíveis à base de petróleo, trens de alta velocidade que levitam magneticamente, ímãs para aceleradores de partículas, a mais rápida transmissão de dados para computadores, filmes finos que atuam como filtros para estações de telefonia celular... Todas são aplicações que ainda ficam nos sonhos dos pesquisadores.
Atualmente equipamentos médicos, como os que fornecem imagem por ressonância magnética, utilizam materiais supercondutores, mas por que outras aplicações não foram popularizadas, já que se trabalha em uma faixa de temperatura que permite um custo baixo?
A explicação para isso está na principal desvantagem de todo e qualquer material cerâmico: sua natureza frágil. Essa característica é um grande limitante para que se produzam objetos com formas como de fios para que se consiga a condução. Assim os supercondutores cerâmicos por enquanto estão confinados a estudos de dispositivos com filmes finos ou alguns compósitos à base de prata para que se ganhe alguma ductilidade. Ainda temos muito trabalho pela frente!!! 
 

*Doutor em Engenharia de Produção pela UTFPR
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