Ondas do mar são concentradas para gerar energia

Esta é uma aplicação dos famosos mantos da invisibilidade às ondas do mar. [Imagem: Chunyang Li et al. - 10.1103/PhysRevLett.121.104501]

Concentração de ondas do mar

Esta estrutura de aparência um tanto simples é capaz de concentrar as ondas de água da mesma forma que uma lente concentra as ondas de luz.

Nos testes em laboratório, com apenas 10 cm de água no tanque, as ondas que atingem a estrutura até triplicam de altura quando alcançam sua zona central, enquanto, ao mesmo tempo, dificilmente são geradas ondas refletidas que poderiam anular as ondas entrantes.

Com as ondas concentradas em um ponto único, torna-se mais fácil usá-las para gerar eletricidade, o que promete viabilizar a utilização desse recurso de energia renovável em larga escala.

Invisibilidade para ondas de água

A energia das ondas pode ser concentrada simplesmente direcionando ondas para um canal que vai-se estreitando gradualmente entre duas paredes. Mas esse método também reflete grande parte da energia das ondas, produzindo ondas que se movem para trás, contra as ondas que chegam.

Por isso, Chunyang Li e seus colegas das universidades de Xiamen e Zhejiang, na China, foram buscar inspiração na engenharia óptica - ou óptica transformacional - para projetar uma estrutura que concentra as ondas com pouca reflexão.

Para isso, ele se juntou à equipe do professor Huanyang Chen, que há alguns anos vem construindo mantos de invisibilidade para lidar com ondas de luz - eles já criaram uma técnica para fazer com que um objeto se transforme em outro e ilusões de óptica para atravessar um espelho que lembram os feitos de Alice no País das Maravilhas.

Ou seja, a estrutura concentradora de ondas é mais uma aplicação prática dos metamateriais - a diferença é que, em vez de ondas de luz, a estrutura manipula as ondas de água.

A concentração das ondas exige cálculos precisos da estrutura - cálculos baseados na matemática da óptica transformacional. [Imagem: Chunyang Li et al. - 10.1103/PhysRevLett.121.104501]

Concentração de ondas

O comprimento de onda das ondas de águas depende da profundidade. Li e seus colegas calcularam então que, se a profundidade diminuir de forma precisa entre a borda externa e a zona central, os reflexos de onda são praticamente eliminados para frequências específicas. Para ondas dessas frequências, um número inteiro de meios-comprimentos de onda se encaixa perfeitamente dentro dos canais ao longo da direção radial. Esse arranjo leva a um efeito de interferência de onda que suprime os reflexos.

A estrutura de teste tem 43 centímetros (cm) de raio, com uma profundidade da água decrescendo de 10 cm na borda externa até 3 cm na região central. No ponto central, as ondas têm uma altura 3 vezes maior do que quando entram.

A equipe já está trabalhando na construção de um protótipo maior, escalonado para permitir testes reais na captura de ondas do mar com o objetivo de gerar eletricidade. "Este trabalho é um grande passo para uma aplicação real perto da costa, e esperamos poder alcançar um muito maior no futuro próximo," disse o professor Chen.

Fonte:  Inovação Tecnológica 

Geólogos criam mapa-múndi de possíveis minas de diamante

O resultado não é um mapa da mina definitivo, porque os esforços se concentraram em áreas mais antigas da crosta continental, uma faixa de pouco mais de 300 quilômetros de espessura e 2,5 bilhões de idade.[Imagem: Torsvik et al./Nature]

Em busca dos diamantes

Embora alumínio, minério de ferro e petróleo sejam as riquezas exploradas atualmente pela mineração em maior escala, o ouro e o diamante sempre estiveram ligados aos grandes anseios não apenas dos mineradores, mas da própria humanidade.

O ouro não resistiu ao desenvolvimento das novas técnicas geoquímicas e geofísicas, e hoje seus depósitos são mais facilmente detectáveis, ainda que a exploração desses depósito nem sempre seja economicamente viável.

Mas o diamante tem permanecido fugidio. Localizar reservas de diamante é muito mais difícil do que encontrar agulhas em meros palheiros, tornando um "mapa da mina de diamante" provavelmente muito mais valioso do que um "mapa da mina de ouro".

Tipos de minas de diamante

Há dois tipos de "minas de diamante" - que os geólogos chamam de ocorrência. Uma ocorrência de grande porte e já mensurada passa a ser considerada uma reserva. E uma reserva explorada comercialmente torna-se uma mina.

O primeiro tipo são os diamantes de aluvião, cuja rocha matriz - onde diamante nasceu - sofreu um desgaste erosivo ao longo de milhões de anos, fazendo com que as preciosas pedras rolassem e se depositassem em regiões mais baixas dos leitos d'água, atuais ou passados. Todos os diamantes encontrados no Brasil são desse tipo de reserva mineral.

O segundo tipo é o kimberlito, a rocha matriz onde o diamante se forma, a grandes profundidades e pressões enormes. Movimentos tectônicos, ou a própria erosão do terreno circundante, podem deixar essas rochas até bem próximo da superfície, facilitando a exploração. A maioria das grandes minas de diamante, como as da África do Sul, são minas de kimberlito.

Mapa da mina de diamante

Mas, como se formam a profundidades muito grandes, encontrar kimberlitos é muito difícil e não existem muitas técnicas para que isso seja feito em larga escala.

Agora, em um trabalho de grande impacto na área, um grupo internacional de geólogos conseguiu mapear milhares de kimberlitos ao longo de toda a Terra. O estudo poderá ajudar na localização de áreas com maior probabilidade de se encontrar diamantes.

O resultado não é um mapa da mina definitivo, porque os esforços se concentraram em áreas mais antigas da crosta continental, uma faixa de pouco mais de 300 quilômetros de espessura e 2,5 bilhões de idade.

O motivo é que estão ali os diamantes de extração mais economicamente viável.

Como se formam os diamantes

Os diamantes são formados em condições de alta pressão a mais de 150 mil metros de profundidade, no manto, a camada da estrutura terrestre que fica entre o núcleo e a crosta.

A distribuição desses diamantes no subsolo é controlada por plumas mantélicas, um fenômeno geológico que consiste na ascensão de um grande volume de magma de regiões profundas. Essa distribuição natural tem sido feita dessa forma há pelo menos meio bilhão de anos.

As plumas, originadas da fronteira entre o núcleo e o manto terrestre, são responsáveis pela distribuição dos kimberlitos, as raríssimas rochas vulcânicas das quais são retirados os diamantes.

Os cientistas reconstruíram as posições das placas tectônicas nos últimos 540 milhões de anos de modo a localizar áreas da crosta continental relativas ao manto profundo nos períodos em que os kimberlitos ascenderam.

"Estabelecer a história da estrutura do manto profundo mostrou, inesperadamente, que dois grandes volumes posicionados logo acima da divisa entre o manto e o núcleo têm-se mantido estáveis em suas posições atuais no último meio bilhão de anos," disse Kevin Burke, professor de geologia na Universidade de Houston, nos Estados Unidos, um dos autores do estudo.

Dúvidas geológicas

De acordo com os pesquisadores, esses kimberlitos, muitos dos quais trouxeram diamantes de mais de 150 quilômetros de profundidade, estiveram associados com extremidades de disparidades em grande escala no manto mais profundo. Essas extremidades seriam zonas nas quais as plumas mantélicas se formaram.

Estranhamente, contudo, suas localizações parecem ter-se mantido estáveis ao longo do tempo geológico.

"O motivo para que esse resultado não tenha sido esperado é que nós, que estudamos o interior da Terra, assumimos que, embora o manto profundo seja sólido, o material que o compõe deveria estar em movimento todo o tempo, por causa de o manto profundo ser tão quente e se encontrar sob elevada pressão, promovida pelas rochas acima dele", disse.

Fonte:Inovação Tecnológica

Por que o ródio se tornou o metal mais caro do mundo

Com informações da BBC - 

O ródio em pó, na forma metálica tradicional e como uma esfera refundida.[Imagem: Alchemist-hp/Wikimedia]

Ródio

O ouro, a prata e a platina são os metais preciosos mais populares.

O mais valioso, entretanto, é praticamente um desconhecido: o ródio. Seu preço cresceu impressionantes 265% nos últimos dois anos. E pode continuar subindo, segundo analistas de mercado.

Essa combinação de demanda em alta e oferta em baixa cria grande incerteza no mercado. Há uma década, o preço do ródio era de US$ 10 mil por onça (28 gramas), valor que despencou para US$ 1 mil em 2009. Em agosto de 2016, atingiu seu menor valor, US$ 639. Hoje está em expressivos US$ 2,3 mil.

Usos do ródio

O ródio é usado principalmente nos catalisadores automotivos, para diminuir as emissões de gases tóxicos. Como o controle de poluentes é uma tendência em alta, a indústria automobilística "o demanda cada vez mais para cumprir suas metas ambientais," afirma David Holmes, da Heraeus Metals, empresa que trabalha com venda de metais.

Mas o ródio tem uma grande variedade de usos comerciais porque é um bom condutor de eletricidade. Além disso, devido à elevada dureza, é utilizado em ligas com outros metais, para que elas tenham resistência mais alta à corrosão.

O metal é demandado também pela indústria eletrônica, que o utiliza em alguns equipamentos ópticos, e em certos tipos de espelhos. Na joalheria, é utilizado em quantidades muito pequenas para aumentar a resistência do ouro e lhe dar uma aparência mais brilhante.

Mineração de ródio

Por outro lado, o ródio é escasso, extraído por poucos países, entre eles Rússia e África do Sul - a maior mineradora do metal, onde a produção, aliás, está em queda.

A exemplo do que acontece com o cobalto, não existem minas de ródio, que é extraído como um subproduto de outras atividades da mineração. Na África do Sul, que concentra 80% da produção, é um subproduto da platina. Na Rússia, é um subproduto do níquel.

A redução da produção sul-africana se deve à queda no preço da platina, que levou a mineradora Impala Platinum Holdings a anunciar que vai reduzir sua extração do metal - e, por consequência, do ródio - em um terço até 2021. A comunicação contribuiu para a nova alta no preço do ródio.

E é provável que ele continue subindo: a China vem aumentando seu apetite pelo metal, em sua cruzada para reduzir as emissões poluentes dos automóveis.

Fonte: BBC

Petrobras vai explorar energia eólica em alto mar

Parque eólico oceânico da Equinor em Dogger Bank, no Reino Unido.[Imagem: Equinor]

Ventos oceânicos

A Petrobras e a empresa norueguesa Equinor (ex-Statoil) assinaram um memorando de entendimentos para o desenvolvimento conjunto de negócios para atuarem no segmento de energia eólica em alto mar (offshore) no Brasil.

A estatal já construiu uma planta piloto, com cata-ventos com capacidade de geração de 6 a 10 megawatts (MW). Eles serão instalados em Guamaré, no Rio Grande do Norte.

A escolha da região não é casual: considerando também o Ceará, o potencial eólico em alto mar dos dois estados é de cerca de 140 GW (gigawatts). Isso equivale a mais de dez vezes a capacidade - e 90% da potência total - instalada hoje no Brasil.

A Petrobras tem quatro parques eólicos no Rio Grande do Norte, com 104 MW de capacidade, que foram negociados no Ambiente de Comercialização Regulado (ACR) no leilão de energia de reserva de 2009 e entraram em operação em 2011. Ainda no Rio Grande do Norte, a companhia tem uma planta de pesquisa e desenvolvimento em energia solar fotovoltaica de 1,1 MW, onde estão sendo avaliadas as operações de quatro tipos de tecnologia.

A Equinor opera três parques eólicos na costa do Reino Unido e desenvolve outros projetos eólicos offshore no Reino Unido, Alemanha e nos Estados Unidos. A empresa, líder mundial em captura e armazenamento de carbono (CCS), é pioneira no desenvolvimento de soluções para projetos de eólicas oceânicas para águas profundas.

Investimentos em energia renovável

O diretor de Estratégias da Petrobras, Nelson Silva, disse que o plano da estatal para o período 2019/2023 dará mais espaço para investimentos em energia renovável. O plano detalhado deverá ser anunciado no início de dezembro. "Diferente de planos anteriores, que a gente mencionava uma intenção, agora a gente vai começar a caminhar mais nessa direção," disse.

Segundo o diretor, se for viável, a estatal poderá aumentar ainda mais a participação em energias renováveis. "Se forem identificadas oportunidades que podem ser desenvolvidas, a intenção é dedicar parte do capital da companhia para esses projetos, mas antes de tudo isso vem a análise econômica. Tem que ser viável economicamente falando".

Para o diretor, a participação em renováveis é uma tendência do mercado de energia mundial. Apesar de representar ainda uma parcela menor do total da matriz mundial, é a que mais cresce. "É passo a passo, não será uma mudança radical. Já estamos com atividade nessa área, ainda que modesta, mas a gente quer crescer um pouco mais".

Fonte: Agência Brasil 

Como Avaliar uma Pedra Preciosa Lapidada

 

O consumidor que pretende comprar uma pedra preciosa e não tem conhecimento especializado avalia a qualidade da gema com base em critérios puramente pessoais, sendo seu gosto o que atribui valor ao produto.

Além disso, se for um consumidor sem conhecimentos de gemologia, ele avaliará a gema com base principalmente em cor, brilho e tamanho. O que não está errado, mas deixará de considerar aspectos igualmente importantes, como a qualidade da lapidação.

Como se trata de um comprador individual, essa avaliação poderá implicar perda ou prejuízo apenas para si próprio. Mas, quando se trata de comprar para uma empresa ou quando se faz necessária uma avaliação profissional, como no caso de uma ação judicial, a avaliação não pode ser assim subjetiva. Ela deve basear-se em critérios objetivos e quantificáveis. Mas como se faz isso?

São quatro os fatores a considerar na avaliação de uma pedra preciosa lapidada: cor, pureza, qualidade da lapidação e do acabamento e peso. Como se verá, esses fatores não têm o mesmo grau de importância.

Peso

O peso das gemas lapidadas é expresso sempre em quilates (símbolo ct). Um quilate corresponde a 200 miligramas, ou seja, um grama equivale a cinco quilates (1 g = 5 ct).

Cor

Normalmente a cor é o fator mais importante, representando 50% do valor da gema. Para determiná-la levam-se em conta três aspectos: o matiz, que é a cor propriamente dita ou uma combinação de cores (ex.: amarelo, amarelo-esverdeado, verde-azulado etc.); o tom(ou tonalidade), que é descrito em termos de claro ou escuro; e a saturação, que é a pureza ou intensidade do matiz e que varia de vívida a sem vida.

Pureza

Descreve a quantidade e o tamanho das inclusões existentes na gema, entendendo-se por inclusão corpos estranhos ou qualquer outra imperfeição que afete a transparência e a beleza da pedra. A pureza responde por 30% do valor da gema lapidada. Essa característica é avaliada usando-se lupa de 10 aumentos; o que não é visto com essa ampliação considera-se inexistente.

Nesse aspecto é preciso lembrar que há gemas que praticamente sempre têm inclusões, como a esmeralda e a rubelita. Outras – como topázio, água-marinha, ametista e turmalina verde – podem ser facilmente encontradas sem essas imperfeições. Rubi, safira, granada e alexandrita situam-se numa posição intermediária nesse aspecto. Portanto, a presença de inclusões numa ametista ou numa água-marinha é muito mais grave do que numa esmeralda.

As gemas são classificadas em cinco categorias com relação à pureza: SI (sem inclusões), IL (inclusões leves), IM (inclusões moderadas), IA (inclusões acentuadas) e IE (inclusões excessivas). Não se deve esperar ver no mercado ametistas ou águas-marinhas com qualidade IE, tampouco esmeraldas com pureza SI.

Lapidação e Acabamento

A qualidade da lapidação e do acabamento é o fator de menor peso na avaliação da gema, representando 20% da nota final. Nesse item, devem-se observar vários aspectos:

a) Proporções: altura da gema (não pode ser muito alta nem baixa demais em relação à largura), tamanho da mesa (a faceta maior e mais importante), boa proporção entre comprimento e largura etc.

b) Acabamento: características da superfície da gema, como marcas deixadas pelo polimento.

c) Simetria: forma, posição e arranjo das facetas.

Cada um dos três fatores – cor, pureza e lapidação/acabamento – recebe uma nota que vai de 1 a 10. Exemplos:

- Uma gema de matriz puro e uniforme com brilho intenso recebe nota entre 8 e 10 com relação à cor. Mas se ela tiver muita saturação (quase preta) ou, ao contrário, pouquíssima saturação (quase incolor), terá nota entre 1 e 4.

- Uma gema daquelas que são facilmente encontradas sem inclusões visíveis a olho nu terá uma nota entre 8 e 10 para pureza, se examinada com lupa de 10 aumentos e mostrar inclusões pouco visíveis ou ausentes. Mas se tiver inclusões visíveis a olho nu cai para uma nota entre 1 e 4.

- A pedra preciosa com lapidação bem feita, mostrando boas proporções, simetria perfeita, bom polimento e facetas bem colocadas terá nota de 8 a 10 com relação à lapidação. Mas se mostrar grandes variações de simetria e for mal proporcionada e mal polida sua nota cai para 1 a 4.

Notas entre 8 e 10 para um determinado parâmetro classificam a gema como excelente ou extra; notas entre 6 e 8 caracterizam a gema como boa ou de primeira. Se a nota cair no intervalo de 4 a 6 ela será média ou de segunda; e se tiver nota apenas entre 1 e 4 será fraca ou de terceira.

Cálculo da Nota Final

Obtidas as notas para cor, pureza e lapidação/acabamento, pode-se calcular a nota final da gema. Ela será a média ponderada das três notas, levando-se em conta a importância de cada um dos três parâmetros.

Vamos supor que uma gema alcançou nota 6 na cor, 9 na pureza e 7 na lapidação. A média será:

6 x 50% = 3,0 (cor)

9 x 30% = 2,7 (pureza)

7 x 20% = 1,4 (lapidação)

Total = 7,1

A qualidade da gema como um todo terá então nota 7,1, sendo a gema da categoria boa ou de primeira. Com isso, podemos determinar seu preço usando as tabelas de preços publicadas regularmente pelo Convênio DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral)/IBGM (Instituto Brasileiro de Gemas e Metais Preciosos).

Nessas tabelas, procura-se na coluna à esquerda a faixa de peso da gema, e dali para a direita busca-se a coluna correspondente à sua categoria (no caso, boa). No encontro da linha referente ao peso com a coluna referente à qualidade está o preço, dado em dólares por quilate.

A tabela abaixo mostra os preços do citrino, uma das gemas mais baratas. Supondo-se que a gema do nosso exemplo (qualidade boa) tenha 9 quilates, pela tabela pode-se ver que seu preço está entre 1,5 e 5 dólares por quilate, ou seja, ela vale entre 13,50 e 45 dólares.

Se em vez de citrino fosse uma turmalina paraíba azul néon, uma das gemas mais caras que existem, a tabela mostraria um preço incomparavelmente maior: 9.500 a 20.000 dólares por quilate. Como a gema do nosso exemplo tem 9 ct, ela valeria no mínimo 85.500 dólares (provavelmente bem mais, já que está quase no topo da faixa de peso).

Fonte:DNPM/CPRM