Mestre em "Educação em Ciências e Matemática" pela Universidade Federal de Goiás (2015). Possui graduação em Química (Licenciatura) pela Universidade Estadual de Goiás (2000). É Especialista em "Ensino de Química" pela Universidade Estadual de Goiás (2004).
Autora do livro "Em uma galáxia não tão distante - Química, Ludicidade e Quadrinhos" pela Editora Appris.
Atualmente é professora de Química, Ciências e do HUB de Ciências da Natureza no Colégio Marista de Goiânia. Professora de Química no Colégio Estadual da Polícia Militar de Goiás - Unidade Ayrton Senna. Também atua como professora nos cursos de Licenciatura e Bacharelado de Química, de Engenharia Elétrica e Engenharia da Computação, no Centro Universitário de Goiás - Uni-Goiás. Tem experiência na área de Química, com ênfase em: Ensino de Química, Jogos e Atividades Lúdicas no Ensino de Química e Ciências, Histórias em Quadrinhos no Ensino de Química e Ciências, Personificação Didática, Educação Maker.
quarta-feira, 5 de março de 2014 | By Thaiza Montine Gomes dos Santos Cruz
Olá pessoas queridas!
A postagem de hoje vai para todos os curiosos de plantão, mas em especial aos meus alunos dos 9ºs anos do Externato São José e do Educandário Goiás, pois havíamos falado na semana passada sobre alotropia e olhem só o que encontrei?!
CARBINO!!! O MAIS NOVO ALÓTROPO DO CARBONO!!
Leiam o trecho abaixo e vejam o quanto é interessante!
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Carbino é a mais nova variedade Alotrópica do Carbono ( lembrar que Alotropia é a Propriedade designada a um determinado Elemento Químico que pode apresentar várias configurações em Substâncias Simples), que vem acrescer os Alótropos anteriores: Grafeno, Fulereno, Diamante e Grafite, podendo ser caracterizado por ligações simples e duplas alternadas. Recentes estudos indicam que o Carbino apresentaria o dobro da rigidez do seu antecessor o Grafeno, e uma Dureza 3 vezes maior que o Diamante. Este composto pode ser utilizado em sensores nanoeletromecânicos e compostos ultraleves e fortes. Ainda estão sendo realizados testes de reatividade do material, e aplicações do mesmo estarão sendo divulgadas. Abaixo representamos a Estrutura do Carbino através de Microscopia Eletrônica de Tunelamento.
segunda-feira, 3 de março de 2014 | By Thaiza Montine Gomes dos Santos Cruz
Teoria endossimbiótica: a existência das mitocôndrias e dos cloroplastos.
A origem das células eucariontes a partir de organismos ancestrais anaeróbios procariontes, provavelmente cerca de 1,7 bilhões de anos, promoveu maior complexidade, portanto especialização da estrutura celular.
O surgimento dos eucariotos, por exemplo: os unicelulares (amebas) e pluricelulares (plantas e animais), constituídos de membrana plasmática, hialoplasma, organelas e núcleo individualizado, fundamenta-se no desenvolvimento de dobras membranosas que invaginaram formando compartimentos com formas e funções diferenciadas, além de propiciar proteção do material genético envolto pela cariomembrana.
Assim, as diversas organelas: os lisossomos, os retículos liso e rugoso, os peroxissomos, o complexo de Golgi, os plastos (de reserva ou de pigmentação) e as mitocôndrias, dinamizaram evolutivamente o metabolismo celular.
Existem teorias com suporte nas relações mutualísticas (teoria simbiótica), supondo que os primeiros eucariontes eram anaeróbios heterotróficos que se alimentavam de arqueobactérias fagocitadas.
Durante a evolução, algumas primitivas bactérias se capacitaram em maior proveito energético no processo respiratório (tornaram-se aeróbias), enquanto outras passaram a converter substâncias inorgânicas em orgânicas, realizando a princípio, gradativamente os processos de quimiossíntese, fermentação e posteriormente fotossíntese (tornando-se autotróficos).
Essas bactérias, engolfadas pelos eucariotos simples, mantiveram harmoniosas interações com mútuo benefício entre as partes. As bactérias recebem proteção e nutrientes, enquanto os eucariotos de estrutura celular rudimentar passaram então a aproveitar do processo aeróbio e fotossintético realizado pelas bactérias, sugerindo a existência das mitocôndrias e cloroplastos no interior das células eucariontes atuais.
domingo, 2 de março de 2014 | By Thaiza Montine Gomes dos Santos Cruz
Experimento de Urey-Miller
Stanley Miller, acreditando que a Terra primitiva era composta de amônia, metano, hidrogênio e vapor de água – segundo o modelo de Oparin - criou, em 1952, um dispositivo no qual tais compostos eram aquecidos e resfriados, além de submetidos a descargas elétricas, sob a supervisão de Harold Urey. Esta foi uma tentativa de recriar o ambiente dessa época.
Com esse experimento, após uma semana, o jovem cientista conseguiu produzir aminoácidos e bases nitrogenadas, além de cianeto e formaldeído: a sopa prebiótica.
Tal resultado, publicado em 1953 na revista científica "Science", abriu portas para a crença de que a matéria precursora da vida poderia ter se formado espontaneamente, a partir destas substâncias. Tal ideia foi reforçada quando foi encontrado um meteorito, o Murchinson, que continha os mesmos aminoácidos, com a mesma proporção que se apresentavam no aparelho de Miller.
Assim, esse brilhante cientista, falecido aos 77 anos em 2007, deu um passo importante nos estudos acerca da evolução química e da hipótese heterotrófica e seu feito é referência até os dias de hoje. Ele demonstrou que processos naturais podem tornar uma química simples numa química complexa.
Inclusive, poucos sabem que esse cientista só publicou uma de três de suas recriações da Terra primitiva. Uma destas, na qual havia um aspirador que injetava vapor de água no frasco onde ocorriam as faíscas, foi recriada no fim de 2008, por Jeffrey Bada, professor de química marinha da Universidade da Califórnia, em San Diego. Ele e sua equipe consideraram tal experimento útil por, possivelmente, simular a descarga que ocorre quando raios cruzam uma erupção vulcânica rica em vapor de água.
Esses obtiveram como resultado um número maior de aminoácidos do que o encontrado no modelo tradicional de Miller, acreditando que tais condições podiam ser comuns em nosso planeta, antes da formação dos grandes continentes!
sábado, 1 de março de 2014 | By Thaiza Montine Gomes dos Santos Cruz
Na imagem acima podemos ver como Pasteur conduziu seus experimentos que sepultaram a teoria da abiogênese
Louis Pasteur (1822- 1895) foi um cientista francês que conseguiu provar, definitivamente, que os seres vivos se originam somente a partir de outros seres vivos. Seus experimentos foram incentivados pela Academia Francesa de Ciências na década de 1860, que oferecia um prêmio a quem realizasse um experimento definitivo sobre a real origem dos micro-organismos.
Os experimentos de Pasteur foram realizados com quatro frascos de vidro, cujos gargalos foram esticados e curvados no fogo após todos terem sido enchidos com caldos nutritivos. Logo em seguida, Pasteur ferveu o caldo de cada um dos quatro frascos, até que saísse vapor dos gargalos longos e curvos e deixou-os esfriar.
Depois de um tempo, Pasteur observou que, embora todos os frascos estivessem em contato direto com o ar, nenhum deles apresentou micro-organismos. Pasteur então quebrou os gargalos de alguns frascos e observou que, em poucos dias, seus caldos já estavam repletos de micro-organismos.
A ausência de micro-organismos nos caldos que estavam nos frascos cujos gargalos eram curvos e longos com a presença desses seres nos frascos cujos gargalos foram quebrados mostraram que o ar contém micro-organismos e que eles, ao entrarem em contato com o caldo nutritivo, desenvolvem-se. Nos frascos que apresentavam gargalo curvo e longo, os micro-organismos não conseguiram chegar até o líquido porque ficaram retidos no “filtro” formado pelas gotículas de água que apareceram no pescoço do frasco durante o resfriamento. Nos frascos que tiveram seu pescoço quebrado, o “filtro” formado pelo vapor deixou de existir, deixando o líquido vulnerável aos micro-organismos, que, uma vez em contato com o líquido, encontraram condições adequadas para o seu desenvolvimento.
A partir desse experimento, Pasteur mostrou que um líquido, ao ser fervido, não perde a “força vital”, como defendiam os adeptos da abiogênese, pois quando o pescoço do frasco é quebrado, após a fervura desse líquido, ainda aparecem seres vivos. Dessa forma, Pasteur sepultou de vez a teoria da abiogênese ou geração espontânea, que admitia que os seres vivos originavam-se a partir de matéria bruta.
Louis Pasteur também nos deixou outras contribuições importantes para a microbiologia e também para a medicina. Através de mudanças em práticas hospitalares introduzidas por Pasteur, houve uma diminuição na disseminação de doenças hospitalares causadas por micro-organismos. Pasteur também foi o responsável por descobrir que a raiva era transmitida por um agente que não poderia ser visto ao microscópio, assim desenvolveu técnicas para vacinar animais contra a raiva e tratar pessoas mordidas por animais infectados.
Outro processo que é muito utilizado nos dias atuais é a pasteurização. Desenvolvida por Pasteur para exterminar micro-organismos encontrados em vinhos, a pasteurização consiste no aquecimento seguido por resfriamento brusco. Essa técnica permite a retirada de micro-organismos dos mais variados alimentos sem deteriorá-los. Em muitos países, inclusive no Brasil, é obrigatória a pasteurização do leite e de seus derivados antes de serem comercializados. Nesse processo, o leite é mantido a 62°C por cerca de meia hora, eliminando vários micro-organismos prejudiciais aos seres humanos, além de prolongar a vida útil do alimento.
sexta-feira, 28 de fevereiro de 2014 | By Thaiza Montine Gomes dos Santos Cruz
Na Antiguidade, acreditava-se que larvas de moscas eram vermes que nasciam a partir da matéria bruta
A abiogênese (ou geração espontânea) é uma teoria que foi refutada ainda na Antiguidade. Ela consiste na crença de que os seres vivos poderiam ser originados a partir da matéria bruta. Por exemplo: durante muito tempo, acreditou-se que as larvas de mosca presentes em cadáveres em decomposição eram, na verdade, vermes que se originavam a partir deste tipo de material.
Grandes pensadores, como Aristóteles, Santo Agostinho, René Descartes e Isaac Newton, apesar de reconhecerem o papel da reprodução, acreditavam piamente nesta teoria e a utilizavam para explicar a origem de alguns organismos vivos.
Para eles, havia um princípio que proporcionava a apenas determinados meios a capacidade de formação de novos seres: a da força vital. Partindo deste princípio, apenas quando se houvesse condições para esta força fluir é que tal fenômeno poderia ocorrer.
Entretanto, em meados do século XVII, Francesco Redi, por meio de experimentos, demonstrou que os “vermes” presentes na carne podre eram, na verdade, larvas de moscas que “surgiam” em razão da presença dos animais adultos desta espécie no substrato em questão. Tal descoberta refutou a teoria da abiogênese até o momento em que, com o advento da microscopia, passou-se a indagar a origem dos micróbios e acreditar que tais seres só podiam ser formados por geração espontânea.
Para verificar tais indagações, outros experimentos foram feitos. Needham, por exemplo, inseriu caldos nutritivos em tubos de ensaio, aqueceu e isolou-os com rolhas. Após alguns dias, verificou a presença dos seres microscópicos – uma possível comprovação de que ocorrera o mecanismo da abiogênese. Spallanzani, 25 anos depois, repetiu tal experimento, mas fervendo a solução, por tempo considerável; e teve como resultado o não aparecimento desses organismos.
Needham argumentou que o colega havia destruído a força vital da substância e, obviamente por tal motivo, não havia vida nas amostras.
Tal ideia perdurou até que Pasteur, aproximadamente 100 anos depois, preparou líquidos nutritivos em frascos cujos gargalos foram aquecidos e moldados tal como pescoços de cisne. Aqueceu as substâncias até que saíssem vapores pelas aberturas, deixou-as esfriar e percebeu que, após vários dias, estas permaneciam sem a presença de germes.
Concluiu que estes ficaram retidos na longa curvatura do gargalo com o auxílio das gotículas de ar – funcionando tal como um filtro – e comprovou esta ideia após quebrar o “pescoço de cisne” de algumas amostras e verificar que estas passaram a apresentar estes seres diminutos, algumas horas depois.
Assim, como o líquido se contaminou após a quebra dos gargalos (não destruiu a força vital) e, além disso, este tinha contato com o ar, Pasteur conseguiu provar que a abiogênese também não se aplicava a este caso.
Por Mariana Araguaia Bióloga, especialista em Educação Ambiental Equipe Mundo Educação
quinta-feira, 27 de fevereiro de 2014 | By Thaiza Montine Gomes dos Santos Cruz
Na figura acima podemos ver um experimento semelhante ao feito por Francesco Redi
Ao longo do tempo, muitas teorias foram elaboradas sobre a real origem da Terra e como surgiu a vida em nosso planeta. Avanços em pesquisas colocaram em dúvida tanto a ideia da criação divina, quanto à da geração espontânea, e essa ideia de que os seres vivos surgiam a partir de outros mecanismos que não a reprodução foi muito difundida na Antiguidade, e ficou conhecida como teoria da geração espontânea ou teoria da abiogênese.
Nessa teoria, admitia-se que cobras, sapos, rãs etc., formavam-se a partir da lama dos rios e lagos, e até receitas para se produzir ratos foram elaboradas. A teoria da abiogênese não resistiu à expansão das pesquisas e rigorosos experimentos feitos por vários pesquisadores, entre eles Redi, Spallanzani e Pasteur, que forneceram evidências incontestáveis de que os seres vivos surgiam a partir de uma vida pré-existente. A teoria de que uma vida surge somente a partir de outra da mesma espécie ficou conhecida como teoria da biogênese, e no presente artigo iremos verificar como foram feitos os experimentos do médico italiano Francesco Redi (1626- 1697), em meados do século XVII.
Na época, uma ideia muito difundida era de que os vermes que apareciam nos cadáveres de pessoas e animais originavam-se pela transformação espontânea da carne em putrefação. Redi, diante disso, resolveu provar que esses vermes não apareciam espontaneamente, e que na verdade eles eram larvas de moscas que colocavam seus ovos na carne em putrefação. Segundo Redi narra em seu livro “Experimentos sobre a geração de insetos”, a ideia de que as lavras surgiam de moscas veio do poema épico Ilíada. No livro, Redi questiona: “[...] por que, no canto XIX da Ilíada, Aquiles teme que o corpo de Pátrocles se torne presa das moscas? Por que ele pede a Tétis que proteja o corpo contra os insetos que poderiam dar origem a vermes e assim corromper a carne do morto?”.
Diante disso, Redi testou sua hipótese a partir do seguinte experimento: Pegou frascos de boca larga, e em cada frasco colocou o cadáver de um animal. Alguns frascos foram tampados com uma gaze muito fina, enquanto os outros frascos ficaram totalmente abertos. Passados alguns dias, Redi verificou que nos frascos destampados, nos quais as moscas entravam e saíam livremente, o cadáver estava repleto de vermes, e nos frascos tampados ele observou que não havia surgido nenhum verme.
Dessa forma, Redi conseguiu provar que, no caso de organismos facilmente visíveis, a teoria da geração espontânea não se aplicava, e que cada ser vivo conhecido provinha de um ser vivo pré-existente, confirmando então a teoria da biogênese.
quarta-feira, 26 de fevereiro de 2014 | By Thaiza Montine Gomes dos Santos Cruz
As extremadas condições reinantes na Terra primitiva.
Em 1920, os cientistas Oparin e Haldane, desenvolvendo paralelamente trabalhos correlacionados, propuseram a hipótese sobre o surgimento da vida na Terra. A pesar das diferenças, em síntese, concordavam que esse fenômeno teria iniciado a partir de moléculas orgânicas presentes na atmosfera primitiva, posteriormente percoladas ao oceano, combinando-se a substâncias inorgânicas.
Segundo eles, ocorriam na Terra primitiva, intensos processos vulcânicos, emitindo grande quantidade de gases (moléculas): metano – CH4, amônia – NH3, gás hidrogênio – H2 e água H2O. Suspensos na atmosfera, por ação da força gravitacional, aumentavam proporcionalmente a concentração, conforme as frequentes erupções que ocorriam.
Acredita-se que o ambiente era bastante redutor, consequente da inexistência ou baixa concentração do gás oxigênio (O2).
Na época, após as constantes oscilações térmicas, passou a Terra por estágio de resfriamento ocasionando as precipitações (chuvas), acumulando água nas depressões da crosta terrestre, surgindo os quentes e rasos mares primitivos.
A atmosfera do planeta, desprovida de camada de ozônio (O3), era constantemente bombardeada com radiação ultravioleta (UV) e descargas elétricas. Essas condições intempestivas propiciaram agitação e energia suficiente para as moléculas suspensas, iniciarem arranjos mais complexos.
Pela ação da chuva, as moléculas orgânicas eram então arrastadas para os mares, que pela ação do tempo, transformou-se em uma imensa “sopa nutritiva”, rica em compostos orgânicos, eventualmente formando os coacervados (junção de moléculas circundadas por água).
Os coacervados, sistemas semi isolados, além das reações químicas em seus interiores, intercambiavam substâncias com o meio. A hipótese de Oparin e Haldane equipou o surgimento de sistemas semelhantes aos coacervados, evolutivamente mais elaborados, provavelmente constituídos por lipídios, proteínas e ácido nucléico.
terça-feira, 25 de fevereiro de 2014 | By Thaiza Montine Gomes dos Santos Cruz
A teoria da panspermia indica que a vida na Terra surgiu de outro local no espaço
A panspermia, proposta no fim do século XIX, é uma teoria que busca explicar a origem da vida. Segundo ela, nosso planeta foi povoado por seres vivos ou elementos precursores da vida oriundos de outros planetas; que se propagaram por meteoritos e poeira cósmica até a Terra. Essa teoria ganhou mais força com a descoberta da presença de substâncias orgânicas oriundas de outros locais do espaço, como o formaldeído, álcool etílico e alguns aminoácidos. A descoberta de um meteorito na Antártica, na década de 80, contendo um possível fóssil de bactéria também reforça a panspermia. Para muitos, aceitá-la apenas responderia sobre o surgimento da vida na Terra tornando, ainda, obscura a resposta acerca de como ela se formou, realmente. Além disso, muitos cientistas argumentam sobre a possibilidade quase negativa de seres extraterrestres atravessarem os raios cósmicos e ultravioletas sem serem lesados. A seguir, duas linhas dessa teoria que são discutidas atualmente:
NOVA PANSPERMIA Para essa versão, formulada por Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe, a matéria está constantemente sendo formada. Assim, há vida em todo o universo, nas nuvens interestelares, chegando à Terra a partir do núcleo de cometas. A nova panspermia aponta, também, que os vírus podem ter vindo diretamente do espaço e que a evolução pode se dar pela incorporação de material genético oriundo de outros planetas. Em suas pesquisas, estes cientistas constataram, na poeira interestelar, a presença de polímeros orgânicos complexos semelhantes à celulose – o que poderia ser uma evidência.
PANSPERMIA DIRIGIDA Francas Circo e Lesei Orle, autores desta abordagem, defendem que seres inteligentes de outras galáxias colonizaram vários planetas, inclusive o nosso, deixando como prova de sua presença o molibdênio - elemento essencial para o funcionamento de determinadas enzimas, mas bastante raro em nosso planeta. Francis Crick (aquele da descoberta da dupla hélice do DNA) e Leslie Orgel proporam, também, que esporos transportados por uma nave espacial chegaram à Terra por vontade de seres extraterrestres inteligentes.
Conclusão: Por mais confusa ou absurda que possa parecer, a panspermia ainda não foi refutada e causa fascínio, principalmente naqueles que gostam de ficção científica.
O que veremos em todas as postagens aqui no QUIMILOKOS, que se seguirão ao longo desta semana, são várias Teorias de Proposição da Origem da Vida em nosso planeta, em nosso universo.
Espero que gostem e espero mais ainda, que muitas, mas muitas dúvidas surjam para que possamos discutir juntos!
Um mol de abraços a todos!!!
Boa leitura!
A origem da vida na superfície da Terra ainda é uma incógnita
Acredita-se que o planeta Terra tenha se formado há aproximadamente 4,6 bilhões de anos, e que naquela época a Terra não tinha condições de abrigar nenhum tipo de ser vivo.
À medida que o tempo foi passando, o planeta foi passando por várias transformações e criando condições para o surgimento da vida, mas a pergunta que é feita desde a Antiguidade é: “Qual a origem dos seres vivos?”.
Muitas pessoas acreditavam que um “princípio ativo” ou “vital” teria a capacidade de transformar matéria bruta em seres vivos, e a partir dessa interpretação eles elaboraram a Teoria da geração espontânea, também chamada de Teoria da abiogênese, na qual todos os seres vivos originavam-se espontaneamente da matéria bruta.
Essa teoria foi contestada por muitos cientistas, que através de experimentos comprovaram que um ser vivo só se origina de outro ser vivo pré-existente, nascendo então a Teoria da biogênese. Assim, surgiram vários questionamentos de como teria surgido o primeiro ser vivo. Muitas são as teorias e as hipóteses sobre esse assunto, mas as principais teorias modernas sobre a origem do primeiro organismo vivo são a Panspermia e a Evolução química.
A panspermia defende que o surgimento da vida na Terra teve início a partir de seres vivos ou substâncias precursoras da vida, provenientes de outros locais do universo. Em outras palavras, a vida teria se originado em outros planetas e foram trazidas para a Terra através de esporos ou formas de vida resistentes, aderidas a meteoritos que caíram sobre a Terra e que ainda continuam caindo. Nos meteoritos que caem sobre a Terra foram encontradas algumas moléculas orgânicas, indicando que a formação dessas moléculas é comum no Universo, e levando a crer que realmente há vida em outros planetas e que o espaço interestelar não é um ambiente tão hostil à vida como pensávamos.
Outra teoria muito defendida por cientistas é a Teoria da evolução química ou Teoria da evolução molecular, proposta inicialmente pelo biólogo inglês Thomas Huxley e aprofundada anos depois pelo também biólogo inglês John Burdon S. Haldane e pelo bioquímico russo Aleksandr I. Oparin. Segundo essa teoria, a vida teria surgido a partir de um processo de evolução química, onde compostos inorgânicos combinaram-se originando moléculas orgânicas simples (açúcares, aminoácidos, bases nitrogenadas, ácidos graxos etc.), que se combinaram produzindo moléculas mais complexas como proteínas, lipídeos, ácidos nucleicos etc., que deram origem a estruturas com capacidade de autoduplicação e metabolismo, dando origem aos primeiros seres vivos.
As duas teorias não entram em conflito, pois tanto os defensores da panspermia quanto os da evolução química concordam que, onde quer que a vida tenha se originado, o processo deve ter ocorrido por evolução molecular. Outro ponto que os defensores de ambas as teorias concordam é que para que tenha surgido vida na Terra, as condições ambientais foram fundamentais, como água em estado líquido, moléculas orgânicas e fonte de energia para as reações químicas.
quinta-feira, 13 de fevereiro de 2014 | By Thaiza Montine Gomes dos Santos Cruz
Pela primeira vez, uma reação de fusão nuclear produziu mais energia do que a que gastou
Equipe norte-americana pôs a humanidade mais perto de conseguir imitar o que se passa no interior das estrelas.
É no interior deste cilindro com poucos centímetros de altura que ocorreu a fusão nuclear da experiência Eddie Dewald/Laboratório Nacional Lawrence Livermore
As fontes de energia são um dos maiores problemas da civilização: os combustíveis fósseis estão a esgotar-se e são poluentes, as energias renováveis ainda não chegam para todas as necessidades e a energia nuclear conheceu desastres como Chernobyl e Fukushima. Por isso, a produção de energia por fusão nuclear, barata, limpa e com um potencial inesgotável, é o sonho de muitos. Há décadas que os cientistas trabalham para que a fusão do núcleo dos átomos se torne rentável. Agora, uma equipa norte-americana conseguiu, pela primeira vez, produzir mais energia por fusão nuclear do que a aplicada para iniciar a reação. Os resultados são publicados esta quinta-feira num artigo da revista Nature.
É nas estrelas que se dá naturalmente a fusão nuclear, quando pressões gigantes, temperaturas altíssimas e uma grande densidade de matéria obrigam a que o núcleo de dois átomos de hidrogénio se fundam para produzir um átomo de hélio e um neutrão (elemento sem carga do núcleo dos átomos). O resultado deste choque gera energia, que provoca outras reações iguais. Há assim uma ignição, uma reação inicial que auto alimenta a própria reação. A natureza pôs assim as estrelas a brilhar.
Na Terra, optou-se por utilizar compostos diferentes dos que os que existem no Sol para atingir a mesma reação – seria necessário esperar muito tempo para se observar a colisão de dois átomos de hidrogénio. Os cientistas usam antes deutério e trítio: dois isótopos (formas) do hidrogénio (têm, respectivamente, mais um e dois neutrões do que o hidrogénio), que se encontram na água, em proporções pequeníssimas. Mas não é uma reação fácil de se obter.
A equipa autora do novo estudo, liderada pelo físico Omar Hurricane, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, nos EUA, provocou a reação de fusão nuclear num dispositivo chamado hohlraum, palavra alemã que significa cavidade. As experiências foram feitas na National Ignition Facility, na Califórnia, instalações militares ligadas também ao estudo da energia nuclear.
Ali, os norte-americanos construíram um enorme laboratório com o tamanho de “dois a três estádios de futebol”, explica ao PÚBLICO Luís Oliveira e Silva, físico catedrático do Instituto Superior Técnico, em Lisboa. Nestas instalações foram construídos 192 feixes de laser que incidem, através de espelhos, numa câmara em vácuo de 10 a 15 metros de diâmetro.
No meio da câmara está o hohlraum, um cilindro de poucos centímetros de altura onde tudo se passa. Os feixes de laser, verdes, entram pela parte inferior e superior do cilindro. Lá dentro, há uma esfera de poucos milímetros de diâmetro com uma cobertura externa de plástico. No interior da esfera está o plasma (um estado da matéria) com deutério e trítio. Os lasers não se dirigem diretamente à esfera, batem contra a parede interior do hohlraum, feita de ouro. O ouro aquece e cria feixes de raios X, que por sua vez atingem a cobertura de plástico da esfera. Esta dilata-se, comprimindo no seu interior o plasma. Tudo acontece em nanossegundos. Este método chama-se fusão nuclear por confinamento inercial.
Durante três a quatro anos, a equipa, por precaução, usou feixes de laser inicialmente fracos, que iam aumentando de energia. O resultado causava um distúrbio na esfera e impedia um bom rendimento da fusão nuclear. Mas, nos últimos meses de 2013, os cientistas resolveram fazer incidir no hohlraum um feixe logo mais forte no início e conseguiram assim medir mais energia libertada através da fusão (16 quilojoules) do que a energia que atingia a esfera. Mas ainda se está muito longe da energia que começa por ser disparada pelos 192 lasers (dois megajoules).
“Pela primeira vez, conseguiu-se mais energia a partir deste combustível do que a que foi colocada no combustível”, disse Omar Hurricane, citado pela Reuters. “E isso é bastante único. É um ponto de viragem.”
Há um impacto político
Ainda não foi atingida a ignição que se observa nas estrelas, apenas parte dos átomos se fundiram. Mas, quando se deu a fusão, mediu-se uma subida de temperatura que se coaduna com os modelos que antecipam a ignição. “A descoberta dá, de facto, um caminho possível para a fusão por confinamento inercial”, comenta Luís Oliveira e Silva. Mas há ainda um longo caminho pela frente. Os autores do artigo falam de décadas até se produzir energia a partir deste método.
Do lado de cá do Atlântico, em França, o Reactor Experimental Termonuclear Internacional (ITER, na sigla em inglês), um projeto que envolve a União Europeia, a Rússia, os Estados Unidos, o Japão, a Coreia do Sul, a China ou a Índia, está a trabalhar no mesmo. Mas baseia-se no confinamento magnético, em que as condições de pressão e temperatura do plasma são criadas não por inércia, mas com magnetos gigantes em forma de anel, o tokamak.
As instalações no Sul de França só estarão prontas por volta de 2020. Com o confinamento magnético nunca se conseguiu o rendimento atingido agora na Califórnia. Mas os estudos garantem que, no ITER, se atingirá a ignição do plasma, diz o cientista português. E a nova descoberta é importante para toda a área. “Tem um impacto político porque mostra que a fusão nuclear, numa das suas vertentes, é possível”, sublinha Luís Oliveira e Silva, referindo que o fim dos combustíveis fósseis, nas próximas décadas, vai obrigar a humanidade a ter uma alternativa energética. “A pressão do ponto de vista energético é tão grande que não faz sentido não explorar as diferentes possibilidades.”
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