FUSÃO NUCLEAR e a crise energética

Sempre que há um problema económico a nível mundial, com o consequente aumento de preço dos combustíveis fósseis ( petróleo e carvão), levantam-se as vozes dos defensores das energias renováveis como solução para o problema do excesso de CO2 na atmosfera e o efeito de estufa. Se é certo que se está a evoluir no aproveitamento das energias renováveis como a eólica, a geotérmica e a solar, a energia assim obtida é ainda uma ínfima parte da necessária a um mundo em crescente industrialização. Infelizmente, tem-se verificado que a construção de grandes barragens hidroeléctricas provocam graves problemas ambientais pelo que também não será esta a solução do problema energético. Alguns defendem que o futuro da humanidade está na energia solar, no fundo, a origem dessa mesma humanidade. Se esta opção parece sensata nos países ditos ensolarados , há ainda muitos problemas a resolver, como o da tecnologia de armazenamento dessa energia em zonas pouco soalheiras. Surgem então os defensores da energia nuclear , já que um desenvolvimento realmente sustentável da energia solar ainda não existe nos nossos dias . Se é certo que as centrais nucleares actuais que funcionam por fissão nuclear,isto é, quebra de núcleos de átomos pesados, como o urânio, geram muita energia e não libertam gases de efeito de estufa , têm como factores negativos o risco de acidentes como o de Chernobyl, na Ucrânia , e a produção de lixo radioactivo difícil de armazenar. Os defensores do nuclear dizem que muito mais energia pode ser obtida pelo processo oposto, isto é, pela fusão nuclear em que núcleos de átomos leves se reunem para dar átomos mais pesados , libertando muita energia , como acontece nas estrêlas. A matéria prima a usar poderia ser o Lítium , muito abundante no nosso planeta, só que ainda não se conseguiram construir reactores de fusão eficientes e baratos.O que impede a sua construção é apenas isto : para ocorrer fusão nuclear é necessária uma temperatura muito elevada da ordem dos 10 milhões de graus centígrados como acontece no Sol. Este astro é uma imensa bola de Hidrogénio e a sua enorme temperatura permite a fusão de átomos de hidrogénio originando átomos mais pesados, os isótopos deutério e trítio que , ao fundirem-se entre si, produzem Hélio e uma enorme quantidade de energia. Na Terra, o hidrogénio poderia ser obtido a partir da água do mar a baixo preço. O rendimento energético seria alto e o lixo resultante bem menos perigoso que o da fissão , pois haveria apenas o trítio como nuclídeo radioactivo. Não esqueçamos que na fissão, o urânio usado, para além de finito, produz Plutónio nos reactores ditos "reprodutores" e este novo elemento é excelente para o fabrico de bombas atómicas. Quem já não ouviu falar do receio de que os reactores nucleares energéticos do Irão e Coreia do Norte estejam também a produzir plutónio com fins militares? Estes reactores usam urânio 235 ou 233 como material físsel , água como como fluído de troca de calor, grafite como moderador da reacção diminuindo a velocidade dos neutrões e barras de cádmio ou boro como controlo, já que estas substâncias absorvem os neutrões.

O esquema acima mostra que um átomo de Urânio 235 ao ser bombardeado por neutrões ,quebra em átomos de Bário e Cripton, com libertação de mais neutrões e muita energia. Voltemos á fusão: se este processo necessita de muita energia térmica para se iniciar ( milhões de graus ) ele não é possível ? É , e já foi usado militarmente com a bomba de hidrogénio. Em laboratório, existem já reactores de fusão nuclear, classificados em dois tipos consoante a tecnologia :os de confinamento magnético e os de confinamento inercial. Estas estratégias são ditadas pelo facto de as temperaturas envolvidas para o arranque da fusão serem tão altas que nenhum material as pode aguentar, pois volatilizaria. A estratégia de confinamento magnético baseia-se em manter um plasma , onde se dará a reacção nuclear, sempre afastado das paredes do reactor por intermédio de fortes campos magnéticos ; o plasma manter-se-à em constante movimento em torno do eixo do toro da câmara . Este tipo de reactor denomina-se TOKAMAK ,sigla da frase grega câmara toroidal em enrolamentos magnéticos e é o mais promissor para aplicação comercial. Já a estratégia de um reactor de confinação inercial é a de colocar uma enorme concentração de energia num pequeno ponto do combustível nuclear por forma a provocar a ignição , sem que os elementos da reacção toquem as paredes do reactor. Vários tokamak foram já construídos na Europa,USA, Rússia e Japão mas a energia libertada é quase igual á fornecida, excepção feita ao reactor japonês que, em 1998, obteve um cociente de 1 para 1,25. Se o problema da fusão reside na colossal quantidade de energia necessária para o arranque, os cientistas estão a pensar na possibilidade da fusão a frio, isto é, fusão que ocorresse em condições de baixa temperatura, em vez dos milhões de graus exigidos nos tokamak . O primeiro relato de uma fusão a frio foi dado, em 1989, por Martin Fleichman e Stanley Pons da universidade de Utah. Se bem que a comunidade científica tivesse duvidado do facto, outros cientistas observaram , em experiências posteriores, o aparecimento de excesso de calor, de trítio e de hélio e mutações nucleares. Em Março deste ano de 2009, cientistas de um laboratório da marinha dos USA comunicaram resultados promissores de fusão nuclear a frio. Pamela Mosier-Boss do SPAWAR afirmou :" de acordo com o nosso conhecimento, é a primeira vez que neutrões de alta energia são produzidos a partir de reacções nucleares com energia fraca; se há fusão devem observar-se neutrões e foi o que aconteceu, a não ser que esses neutrões se devam a outra espécie de reacção nuclear desconhecida ". Steven Krivit que acompanha há vinte anos as actividades de pesquisa de fusão a frio , considera importantes os trabalhos de Pamela e que se os neutrões observados não são resultado de uma fusão a frio e sim de um processo nuclear desconhecido, este deve ser investigado pois se situa entre a física e a química. Esperemos para ver .

ARQUITECTURA GRANDIOSA

Os templos de colunas gigantescas e as pirâmides no antigo Egipto testemunham um conhecimento perfeito da arquitectura grandiosa realizada com ferramentas mais que rudimentares , há cinco mil anos . Tudo começava com estacas cravadas no chão ás quais se ligavam cordas que materializavam ,no terreno, a orientação e as dimensões do monumento a construir. De seguida, entravam em acção os operários que abriam as fundações com enxadas de madeira , sendo a terra e pedras transportadas em cestas de vime entrançado, como se pode ver na foto abaixo de uma pintura mural que representa esse trabalho.Tudo era pensado por forma a optimizar o trabalho no estaleiro : um canal de navegação a partir do rio Nilo e um cais de acostagem eram abertos para, através deles, os materiais chegarem mais rapidamente à obra. O estaleiro tinha zonas distintas de trabalho como locais de armazenamento dos blocos de pedra, outros de aparelhamento dessa pedra e ainda outros para fabrico de tijolos , argamassa ,etc. Desta forma todas as distintas equipas podiam trabalhar no estaleiro sem se estorvar umas às outras e esta metodologia e organização, optimizadas ao máximo,contrariavam o fraco rendimento das rudimentares ferramentas. A alguma distância do estaleiro outros operários trabalhavam na pedreira usando rudimentares percutores em pedra (diorito ou pegmatito) , alguns deles com um cabo de madeira acoplado por forma a obter uma picareta ou uma enxó.Por vezes usavam um cinzel de cobre já que o ferro só foi usado mais tarde. Uma vez aparelhados os blocos de pedra eram transportados em trenós de madeira puxados à corda por dezenas de operários . Não eram usados troncos de árvores como rolos para deslocar melhor os trenós , porque estas eram raras na zona . Para facilitar o deslizamento eram utilizadas misturas de água e lodo do rio Nilo, em concentrações perfeitas consoante a hora do dia e a evaporação, pois água a mais ,ou a menos, poderia comprometer o deslocamento. Se é verdade que as pedreiras se situavam perto do estaleiro, o calcário de Thurah e o granito

de Assuão vinham em barcaças pelo Nilo. Abertas as fundações ,os blocos trazidos das pedreiras eram assentes , em duas ou três camadas, sobre areia ou argamassa de estuque o que permitia que esses blocos deslizassem até à posição correta. Além disso, a areia melhorava a repartição de cargas evitando fissuras nesses blocos. Uma vez completadas as fundações procediam à colocação das lajes do pavimento do edifício formando assim uma grande plataforma horizontal. Nesta eram marcadas a escopro o contorno das paredes, o local das portas e das colunas. Para a elevação das paredes um estaleiro duplo era montado; de um lado da parede, uma equipa de operários instalava os pesados blocos de pedra enquanto, do outro lado, uma segunda equipa se afadigava a construir rampas inclinadas de cascalho com suporte lateral em tijolo. Quando uma rampa ficava pronta faziam uma troca: a equipa da rampa passava para o outro lado da parede para fazer nova rampa enquanto os assentadores das pesadas pedras construiam a parede do lado contrário. Trabalhando ora de um lado ora do outro as paredes iam sendo elevadas obrigando a rampas cada vez mais compridas pois a inclinação das mesmas não podia variar por causa dos trenós.


Fácil será assim perceber porque as rampas eram destruídas e reconstruídas vezes sem conta. Á medida que as paredes iam sendo concluídas começavam a ser erguidas as colunas com pedras aparelhadas e também transportadas em trenó pelas rampas. Como as pedras das colunas nem sempre encaixavam na perfeição eram utilizados os tijolos das paredes das rampas para colmatar essas imperfeições. Finalmente as paredes e colunas eram revestidas de estuque onde se aplicavam as pinturas e decorações. Os decoradores trabalhavam sobre andaimes de bambu como ilustramos a seguir.

Templos e palácios ricamente mobilados e decorados eram possíveis devido ao aprovisionamento feito no estaleiro já que os reis tinham o monopólio sobre a exploração dos recursos. Desta forma o deserto era passado a pente fino para encontrar a pedra com a qualidade requerida e outras expedições eram enviadas além fronteiras na busca de madeiras nobres ou exóticas. Desta forma ,calcário, grés e granito eram materiais de construção; basalto, quartzito ,travertino, gesso, granodiorito, grauvaque, andesite ,serpentina serviam para fabricar objectos de luxo; turqueza, ametista e lápis-lazuli, ouro e prata serviam para adornos tudo em nome da religião pois o faraó era um deus e fazia a ligação entre os homens e as centenas de divindades.

TELEVISÃO resumo histórico

Há quem diga que os antecedentes da televisão terão sido a fotografia e o cinema mas outros afirmam que terá sido a rádio ao popularizar a transmissão á distância da voz e da música por meio de ondas electromagnéticas. Se a voz e a música eram transmitidas, por que não tentar a imagem fixa e depois a movimentada? A televisão não surgiu facilmente e teve de socorrer-se de outros inventos que estavam a desenvolver-se no fim do século XIX e que passo a citar: em 1884 , o alemão Paul Nipkow, com 24 anos de idade, inventa e regista a patente de um disco com orifícios em espiral,distanciados igualmente entre si e que, ao rodar velozmente , decompunha em vários pontos claros e escuros uma imagem bastante iluminada. O somatório desses pontos refazia a imagem.

Aproveitando a propriedade do Selénio de variar a sua condutibilidade eléctrica consoante a intensidade luminosa a que é submetido , ao decompor-se uma imagem em pontos claros e escuros , estes corresponderiam a emissões e pausas de corrente eléctrica contínua.Estes seriam transmitidos á distância por meio de um cabo condutor e aí a imagem observável por um processo inverso. As primeiras transmissões de imagem devem-se ,no entanto, ao inglês John L. Baird que achava ser possível transmitir ,através de ondas electromagnéticas , os sinais eléctricos de um disco de Nipkow; em 1924 só transmitia contornos de objectos a 3 metros de distância mas, um ano depois, já eram fisionomias de pessoas . Em 1926 Baird assina um contracto com a BBC para transmissões experimentais entre Glasgow e Londres. O padrão de definição da imagem era de apenas 30 linhas usando o sistema mecãnico de Nipkow . Voltemos no entanto aos inventos do início do século XX que ajudaram a desenvolver a televisão: Boris Rosing desenvolve um sistema de televisão por rios catódicos ; segue-se, em 1923, a invenção do iconoscópio por Vladimir Zworykin que seria a base para as futuras câmaras de imagem Se Philo Earsworth patenteou, em 1927, um sistema analisador de imagem por raios catódicos foi, no entanto, Zworykin que ,ao serviço da RCA, produziu o primeiro tubo de televisão denominado ORTICON , industrializado a partir de 1945. Com máquinas rudimentares de captação de imagens já em Maio de 1935 a Alemanha inicia as emissões regulares com a França a fazer o mesmo em Novembro. A BBC inicia-as em 1936 mas com uma definição de imagem de 405 linhas. Na URSS as emissões têm início em 1938 e nos USA em 1939 , usando a definição de 340 linhas e trinta quadros por segundo. Excluindo a Alemanha, todos estes países interromperam emissões em 1939, devido á segunda guerra mundial. Paris voltou a emitir em Outubro de1944 e Moscovo em Dezembro de 1945 para transmitir o desfile da victória . Em síntese ,a televisão é constituída por uma câmara que capta a imagem, decompondo-a em sinais eléctricos que são enviados a um centro electrónico, o modulador, onde estes sinais são misturados com as ondas de um oscilador. Estas ondas hertzianas moduladas são amplificadas em potência e levadas à antena que as irradia . Estas ondas são recebidas por uma antena do receptor, onde são desmoduladas e o sinal resultante enviado para um écran de raios catódicos onde a imagem é refeita aproveitando o facto de o olho humano as reter durante uma fracção de segundo e não se aperceber que ela é composta por sucessivas linhas de pontos claros e escuros. O dispositivo electrónico utiliza os pontinhos ao longo das linhas conseguindo desenhar o frame (imagem) inteiro a cada 1/25 do segundo,isto na Europa, onde a frequência da corrente eléctrica é de 50 ciclos por segundo. Como as ondas hertzianas da TV se propagam em linha recta é necessário que as antenas emissora e receptora estejam em linha de vista uma da outra, daí o grande número de antenas repetidoras do sinal e sempre colocadas em locais muito altos. Hoje com o avanço da técnica algumas dessas antenas repetidoras estão em satélites geoestacionários, o que aconteceu pela primeira vez em 23 de Julho de 1962.(a foto mostra um dos primeiros televisores a preto e branco)Temos estado a referir à televisão a preto e branco mas que se passou com a cor? As primeiras experiências datam de 1929 quando Hebert Ives conseguiu enviar por fio, imagens coloridas com 50 linhas a 18 frames por segundo ,mas só se pode falar de televisão a cores quando os USA começam a emitir em 1954. Vários sistemas foram criados , mas todos iam de encontro a uma forte barreira : se um sistema novo surgisse, que fazer dos aparelhos antigos a preto e branco que já eram cerca de 10 milhões no início dos anos 50? Foi então criada uma comissão para colocar a cor no sistema preto e branco. Essa comissão, National Television Standards Committee , acabou por dar o nome ao sistema escolhido NTSC. O sistema desenvolvido baseava-se em utilizar o padrão a preto e branco que trabalhava com níveis de luminância (Y) a que se acrescentaram a cromância (C),ou seja a cor.O princípio de captar e receber imagens coloridas baseia-se na decomposição da luz branca em três cores primárias que são o vermelho (R ) (red=vermelho), o verde(G) (green) e o azul (B) blue ,numa proporção de nivel de 30% de vermelho,59% de verde e 11% de azul, emitidas estas cores em separado e em simultânio Na recepção o processo é inverso: a imagem é composta pelo somatório das cores, ou seja dos pontos de cor da tela do televisor. Se observarmos de perto um écran de um televisor a cores veremos que é constituído por minúsculos pontinhos verdes azuis e vermelhos que serão activados pelos sinais R.S e G emitidos.Os nossos olhos e cérebro misturam as tres imagens emitidas e parece-nos só uma a cores. Em 1967 , entra em funcionamentovna Alemanha uma variação do sistema americano a que se deu o nome de PAL e que é usado em Portugal em emissão analógica e frequências de VHF e UHF. No mesmo ano em França entra o sistema SECAM que no entanto não era compatível com o velho sistema a preto e branco. Até agora temos estado a referir a televisão de ondas hertzianas analógicas , como as da rádio em onda média ou curta , mas tal como a rádio evoluiu para emissões digitais em RDS também a televisão o está a fazer. O que recebemos através do cabo é TV digital! Esta usa um processo de modulação e compressão digital para enviar imagem de alta qualidade e som, bem como outras informações , simultaneamente numa única frequência . Para ter uma ideia da evolução televisiva diremos em resumo : a televisão iniciou-se com 30 linhas de imagem, passou a 240 e actualmente tem 480 e 525. A televisão digital chega a 1080 linhas. No que se refere ao formato de imagem passou-se de 4:3 para o 16:9 próximo do tipo panorâmico. Quanto ao som começou com o mono, passou ao estéreo de dois canais (esquerdo e direito) para actualmente ter seis canais .A televisão digital possibilita a sintonia do sinal sem fantasmas nem interferências , além da possibilidade de armazenar programas para os ver mais tarde ou um programa desde o início mesmo que ele já esteja a meio. Se até agora isto estará disponível a curto prazo para as emissões por cabo vem aí a TDT (televisão digital terrestre) em que o sinal que agora só temos por cabo virá por ondas hertzianas ,como agora chega o analógico. Portugal desligará totalmente o sinal analógico em 2012, passando só ao TDT, havendo a possibilidade de captar essas emissões nos antigos televisores desde que lhes sejam acoplados caixas descodificadoras.