Carta do Especialista 17/02/2023

2023-02-17


Sexta-feira, 17 de fevereiro de 2023

Sexta-feira véspera de Carnaval, a festa com mais energia de nosso Brasil! E, falando em energia, apresentarei grandes novidades neste tema: desde a aplicação da energia nuclear, cuja aplicação em escala está mais próxima do que imaginávamos, até a energia sem fio, que irá ajudar deficientes visuais a voltarem a enxergar. Que tal conhece a tecnologia 100X mais rápida que o bluetooth transmitida pelo…Corpo Humano?!?! Uauuuu!!!!! E finalizo a Carta de hoje com a importante pesquisa pra descobrir se os juízes tem vieses em suas decisões.

Tudo isso e muito mais, bora lá!

⚡ Energia nuclear por fusão: apenas uma questão de tempo

Na Terra, as usinas nucleares convencionais funcionam com fissão, uma reação nuclear que depende da divisão do urânio, o elemento natural mais pesado, para produzir calor suficiente para acionar um gerador.
Ao que tudo indica, o mundo está cada vez mais perto de consumir muito mais energia oriunda de fusão nuclear. Apesar da dificuldade em desenvolver os meios necessários para tornar essa expectativa uma realidade, nos últimos anos a ciência esteve cada vez mais próxima de tornar isto realidade.
A grande ironia da energia de fusão é que ela é tão onipresente e, no entanto, tão difícil de replicar. Não sei se você sabia disto, mas uma vista deslumbrante da Via Láctea, em uma noite sem lua, é simplesmente a luz de bilhões de reatores de fusão queimando sem assistência humana.
Por outro lado, a fusão transforma elementos leves em elementos mais pesados. Iniciar o processo requer uma combinação desafiadora de alta temperatura, pressão e tempo. Por essa razão, uma reação de fusão exige uma grande quantidade de entrada de energia antecipadamente, mas o resultado libera cerca de 10 vezes mais energia do que a fissão por peso dos átomos envolvidos, e vários milhões de vezes mais do que o petróleo ou o carvão.
A maneira mais fácil de alcançar a fusão em um reator é reunindo duas formas de hidrogênio – deutério e trítio. Se os dois núcleos colidirem com força suficiente para superar a carga elétrica positiva que os afasta, eles podem produzir um único núcleo de hélio. Essa chamada reação D-T também libera um nêutron, uma partícula subatômica, que transporta cerca de 80% da energia obtida na reação. Quando o nêutron colide com seus arredores, a energia de seu movimento é convertida em calor.
O deutério ocorre naturalmente e é responsável por cerca de um em cada 5.000 átomos de hidrogênio encontrados na água do mar. O trítio, que é radioativo com uma meia-vida de pouco mais de 12 anos, é outra questão. Atualmente, o Canadá tem grande parte do suprimento não militar mundial de trítio porque é um subproduto dos 19 reatores nucleares Candu do país, que fornecem energia em Ontário e New Brunswick.
À medida que as empresas de fusão procuram realizar seus planos, há o potencial para uma escassez de trítio, particularmente quando o ITER entrar em operação na década de 2030. Mas a maioria dos planos de reatores de fusão inclui o uso de nêutrons de reações de fusão para transformar uma camada circundante de lítio em trítio adicional, de modo que a fusão possa ser autossustentável.
Se tudo isso funcionar, a fusão vem com as mesmas vantagens que a energia nuclear convencional, com menos desvantagens. A fusão não liberta dióxido de carbono ou outras emissões nocivas e, ao contrário das energias renováveis, pode fornecer energia sem interrupção e ser instalada praticamente em qualquer lugar. Como a fusão é difícil de sustentar, ela também se desliga sem incentivo contínuo, como um fósforo tentando acender a madeira molhada. Assim, em um reator de fusão, não há equivalente a um colapso – o tipo de reação descontrolada que levou a desastres em Chernobyl e Fukushima.
No entanto, a fusão requer algum manuseio de materiais radioativos, incluindo trítio. Com o tempo, partes de um reator de fusão se tornariam radioativas através da absorção de nêutrons e exigiriam descarte seguro e armazenamento a longo prazo. Exatamente quanto material precisaria ser armazenado e por quanto tempo depende da abordagem específica.
Todas essas considerações têm sido uma característica da fusão. O que mudou ultimamente é o potencial de novos avanços para reduzir o custo da fusão, assim como a crise climática colocou um novo prêmio na redução das emissões de carbono.
“Acho que a grande diferença agora é o interesse em energia do ponto de vista de baixas emissões de gases de efeito estufa e qualquer coisa que se enquadre nessa categoria”, disse Axel Meisen, presidente do Conselho de Energia de Fusão do Canadá, uma organização sem fins lucrativos criada em 2016 para promover a participação canadense no desenvolvimento da fusão.
Twinney, que ingressou na General Fusion em 2020 e se tornou CEO no ano passado, reconheceu o ritmo acelerado dos desenvolvimentos na fusão comercial à medida que mais players entram na área, com o objetivo de trazer demonstrações semelhantes on-line mais ou menos ao mesmo tempo. “O prêmio é enorme”, disse ele. “Tanto trabalho foi feito para isso por muitas décadas que estamos todos confiantes de que temos os ingredientes certos agora para colocar tudo junto.”

SISTEMAS DE FUSÃO COMMONWEATH

A empresa arrecadou mais de US$ 2 bilhões de patrocinadores – que incluem Bill Gates por meio de seu grupo Breakthrough Energy – para desenvolver um ímã para a máquina tokamak, uma aposta que produzirá e sustentará energia de fusão. O objetivo é acelerar o caminho para emissões líquidas de carbono zero até 2050.
Ao longo do caminho, a máquina terá outros obstáculos importantes para superar. Por exemplo, seus ímãs ultrapoderosos ainda podem enfrentar obstáculos técnicos nos extremos em que a máquina precisa operar. Mas se tudo correr conforme o planejado, a máquina alcançará energia líquida em algum momento depois de começar a operar em 2025 – talvez chegando a 10 vezes mais do que com base no cálculo da empresa. Depois disso, o próximo passo é um protótipo de usina que usa o calor da energia de fusão para gerar eletricidade, pronto em algum momento da década de 2030.
Mas, por mais empolgante que seja se os players comerciais alcançarem seus objetivos, é improvável que os reatores de fusão tenham presença significativa nas redes elétricas antes de 2040, muito menos libertem o mundo do carbono até 2050.
“Seria extremamente prematuro começar a colocar fusão em suposições de fornecimento de eletricidade, a qualquer momento até meados deste século”, escreveram analistas da empresa de investimentos norte-americana Raymond James Financial em um resumo de dezembro.
Outros analistas veteranos de fusão concordam. Apesar dos progressos recentes, a energia de fusão não é uma escotilha de fuga pronta para lidar com escolhas difíceis em torno das emissões de carbono. Em vez disso, a fusão pode ser uma opção atraente depois que essas escolhas foram feitas.
Fonte: The Globe and mail

🎓🏫Chegando a uma universidade perto de você: micro reatores nucleares

Agora que você já entendeu um pouco – já que o assunto é meio “cabeçudo” – das vantagens desta nova tecnologia para produção de energia nuclear (fusão), imagino que você imagine o horizonte com gigantescas torres cilíndricas de concreto, não é?
Paaaaáááaaraaaaa tudoooooo!!!! 🤩🤩🤩
Há inovações também na estrutura dos reatores!!!
As universidades americanas estão explorando as possibilidades de construção de reatores nucleares em miniatura para gerar eletricidade nos campi, de maneira segura, em pequenas quantidades. E esta tecnologia poderá ser levada para fábricas e hospitais, por exemplo.
O interesse das universidades em prosseguir com este projeto vai além de fornecer eletricidade para os edifícios, eles querem encontrar maneiras de substituir a energia movida a carvão e gás que causam mudanças climáticas. A Universidade de Illinois espera avançar na tecnologia nos próximos anos, como parte de um futuro limpo de energia limpa. A universidade solicitou uma licença para construir um reator refrigerado a gás de alta temperatura desenvolvido pela Ultra Safe Nuclear Corporation e pretende começar a operá-lo no início de 2028. Brooks é o líder do projeto.
Os microrreatores serão “transformadores” pois podem ser construídos em fábricas e conectados no local de maneira “plug-and-play”, disse Jacopo Buongiorno, professor de ciência e engenharia nuclear do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Buongiorno estuda o papel da energia nuclear em um mundo de energia limpa.
“É isso que queremos ver, energia nuclear sob demanda como um produto, não como um grande megaprojeto”, disse ele.
Para Buongiorno e Marc Nichol, diretor sênior de novos reatores do Instituto de Energia Nuclear, este é o início de uma nova tendência entre as universidades.
A Penn State University, no ano passado assinou um memorial de entendimento com Westinghouse para colaborar na tecnologia de micro reatores. O vice-presidente da empresa para programas avançados de reatores, Milke Shaqqo, relata que “as universidades serão os principais adotantes iniciais dessa tecnologia”.
Para as universidades, ter um reator nuclear não é bem novidade, diversas escolas americanas os possuem, mas usá-los como fonte de energia é novidade.
De volta a Illinois, Brooks explica como os reatores seriam mais benéficos para o meio ambiente ao gerar calor para produzir vapor. Esta é uma maneira livre de carbono fornecer vapor através do sistema de aquecimento distrital do campus para radiadores em edifícios, um método de aquecimento comum para grandes instalações no Centro-Oeste e Nordeste. O campus tem centenas de edifícios.
Claro que micro reatores de 10 megawatts não atenderiam a demanda, mas seria o suficiente para demonstrar a tecnologia, visto que é interesse das universidades parar de utilizar combustíveis fósseis.
Atualmente é possível ver os micro reatores que estão sendo desenvolvidos pela Last Energy, empresa sediada em Washington, DC. Ela construiu um modelo de reator em Brookshire, Texas, alojado em um cubo pontudo coberto de metal reflexivo.
Inclusive, atualmente estão sendo transportados para Austin, para a conferência e festival anual South by Southwest. Eu com certeza estarei lá para prestigiar e fazer a cobertura do evento e trazer em primeira mão para você nas minhas cartas e nas redes sociais – se não quiser perder nada fique ligado.
O CEO da Last Energy, Bret Kugelmass, acredita que devido a urgência da crise climática, soluções que diminuam o consumo de combustíveis fósseis devam ser aplicadas em breve. Além disso, o projeto deve ser arquitetado de maneira que seja possível transportar o equipamento e o custo seja reduzido. “Tem que ser um produto pequeno e manufaturado, em oposição a um grande projeto de construção sob medida”, disse ele.
O custo total do micro reator da Last Energy, incluindo fabricação do módulo, montagem e trabalho de preparação do local, está abaixo de US $100 milhões, diz a empresa. Para se ter uma ideia de comparação, a energia nuclear tradicional custa bilhões de dólares. Um exemplo são dois reatores adicionais em uma usina na Geórgia que acabam custando mais de US$ 30 bilhões.
Kugelmass analisa que a energia nuclear tem sido “totalmente incompreendida e mal aproveitada”. “Será o pilar fundamental de nossa transformação energética no futuro”.
Fonte: NBC News

👨 🦯Energia sem fio para ajudar deficientes visuais a voltarem a enxergar
Já que o assunto é energia, vamos para mais um case promissor, mas dessa vez no campo da medicina: a cegueira, infelizmente é um problema que acomete dezenas de milhares de pessoas ao redor do mundo. Mais de 43 milhões de pessoas no mundo são deficientes visuais. Nos últimos 30 anos esse número aumentou cerca de 50%. Um dado chocante é que a maioria das pessoas nascem com visão normal e perdem ao longo da vida, seja por questões de saúde ou acidentes.
É comum o córtex visual no cérebro ainda ser capaz de interpretar sinais elétricos, mas os olhos ou a conexão entre os olhos e o cérebro são danificados ou perdidos. Felizmente é possível restaurar alguma forma de visão ao utilizar implantes que fornecem os sinais elétricos corretos ao córtex visual.
O pesquisador, Tom Van Nunen, em seu projeto NESTOR, desenvolveu um sistema de transferência de energia sem fio para se conectar com segurança e confiabilidade ao implante: “A informação óptica é captada pelos olhos e enviada com sinais neuro elétricos para o córtex visual no cérebro. Interpretar essa entrada é o que as pessoas percebem como visão. Sabe-se que mesmo os cegos são capazes de perceber algumas pistas visuais quando seu córtex é estimulado por sinais elétricos.
Ao estabelecer uma conexão entre uma fonte de imagem externa, como uma câmera, e eletrodos implantados no córtex visual, um deficiente visual pode experimentar uma forma bruta de visão com esses estímulos visuais.
O protótipo criado pela equipe, visa estabelecer uma conexão sem fio, tornando possível a transferência de dados uma experiência mais confortável para o paciente. “É mais fácil de implantar, por ser menor e cicatriza mais rápido”, Explica Tom van Nunen.
Porém dispositivos em miniatura, são pequenos demais para conter sua própria fonte de energia, como baterias. Logo a conexão sem fio é a solução ideal.
“No caso de um implante de alguns milímetros de tamanho, colocado a poucos centímetros de profundidade no corpo, pesquisas anteriores sugerem que a eficiência da transferência de energia sem fio é ótima nas frequências de GHz. Este regime de operação é chamado de transferência de energia sem fio de meio campo (MF-WPT), onde a energia é transferida usando ondas de propagação, em vez de indução.”
Por enquanto, o projeto está em fase de testes, Van Nunen ainda está procurando maneiras de determinar as melhores frequências a serem usadas modelos analíticos para calcular os campos eletromagnéticos.
Em sua tese, ele descreve como estendeu os modelos para calcular a taxa de absorção específica (taxa SAR) da radiação eletromagnética no corpo humano, a potência recebida e a potência total dissipada no tecido.
Os dados calculados com esses modelos podem ser usados para determinar a potência máxima de transmissão de forma que os limites de segurança SAR não sejam excedidos. Acontece que tanto a maior potência recebida quanto a maior eficiência de transferência são encontradas em 10 kHz, uma frequência muito menor do que a sugerida por pesquisas anteriores.
O pesquisador usou os chamados Fantômas biomédicos para validar suas descobertas, que imitam propriedades específicas do tecido humano real, tendo o cuidado de criar materiais cujas propriedades dielétricas estejam na faixa correta e permaneçam constantes por um longo período.
Fonte: Medical Press

🔵 Tecnologia de Comunicação que consome 100 vezes menos energia que o Bluetooth

Você está percebendo que cada notícia de hoje acaba puxando de alguma maneira a próxima…😂… Da eletricidade via wi-fi para dados, mas com menor consumo de energia. Mas usando o corpo humano como condutor!!! UAUUUU!!! 😱 Tudo conectado!!!

Em seu “paper”, a empresa imagina outras alternativas de aplicações:
· Comunique-se com o toque: combine toque, intenção e comunicação em uma única ação;
· Dispositivos inteligentes sem emparelhamento. O dispositivo pode ser usado assim que estiver em contato com o corpo;
· Seletividade de toque: Transfira contatos com um soco no punho;
· Vários wearables sincronizados com o tempo: vários rastreadores de movimento corporal podem ser facilmente suportados;
· Consumo de energia ultrabaixo: IA distribuída durante todo o dia, em tempo real;
· Alta velocidade (para futuros chips como o YR21): Transmita vídeo do fone de ouvido AR para o smartphone;
· Fisicamente seguro devido à maneira como a tecnologia funciona, além de uma camada adicional de segurança para dados ou ações confidenciais;
· Interferência Inter-Humana Insignificante: Aumenta a capacidade de comunicação em um espaço com vários seres humanos, cada um tendo vários wearables;
· Patches sem carregamento. O Wi-R abre as portas para patches duradouros e até mesmo sem carregamento para muitas aplicações de baixa velocidade, reduzindo a energia de comunicação em até 100 vezes’;
· Computação distribuída em BAN: aumentando os seres humanos com IA em tempo real

COMO FUNCIONA?
O protocolo Wi-R é uma tecnologia de comunicação de campo próximo não radiativa que usa campos elétricos quase estáticos (EQS) para comunicação, permitindo que o corpo seja usado como condutor e que consuma até 100x menos energia por bit em comparação com o Bluetooth.
De certa forma, o Wi-R combina comunicação sem fio e com fio. O Wi-R em si só tem um alcance sem fio de 5 a 10cm, mas como também usa o corpo ao qual o dispositivo Wi-R está conectado, o alcance no condutor é de até 5 metros. Enquanto as soluções sem fio tradicionais, como o Bluetooth, criam um campo de 5 a 10 metros em torno de uma pessoa, o protocolo Wi-R cria uma rede de área corporal (BAN) que pode ser usada para conectar um smartphone a um marcapasso, smartwatch e / ou fones de ouvido com maior segurança / privacidade e maior duração da bateria.
Um dos primeiros chips Wi-R é o Ixana YR11 com taxa de dados de até 1 Mbps, e eles estão trabalhando em um IC YR21 com suporte para até 20 Mbps.
Segundo Shreyas Sen, CTO da Ixana: “Comparado ao Bluetooth, o Wi-R oferece 100 vezes mais eficiência energética. Além disso, o Wi-R oferece taxas de dados mais rápidas, menor latência e maior confiabilidade com sua robustez de interferência e baixas taxas de erro de bit. O Wi-R está confinado perto da superfície, o que leva a vantagens únicas em segurança física, coexistência de vários nós, detecção de toque e comunicação”.
O YR11 IC pode permitir que os designers integrem a tecnologia Wi-R nos próximos dispositivos. Ele pode permitir uma comunicação segura com apenas um toque. O YR11 pode ser incorporado a um wearable compacto que permite ao usuário rastrear e se comunicar com o dispositivo. O YR11 pode introduzir recursos transformadores com dados de alta velocidade e computação distribuída, levando à adoção acelerada dessa tecnologia.
Caso queira adquirir o seu, a empresa já está recebendo pedidos para o chip YR11 (100K MOQ) ou um módulo de comunicação de áudio/vídeo Wi-R baseado em YR11 (10K MOQ), e se sua empresa planeja projetar ou fabricar dispositivos Wi-R, você deve ser capaz para adquirir kits de avaliação compostos por uma placa, um kit de fone de ouvido ou um kit de câmera de vídeo AR por US$ 899 a US$ 2.299,99, dependendo dos itens do kit. A conectividade Wi-R é adicionada ao smartphone por meio de um plug-in USB-C e um Android SDK é fornecido em cada kit.
Fonte: CNX

👨 ⚖️Neurocientista investiga os vieses em juízes

Um estudo de coautoria de um professor da Boulder sugere que decisões tendenciosas do júri estão associadas a processos cognitivos sociais, como estereótipos culturais e raciais.
Em tempos de Inteligência Artificial ocupando o espaço de atividades até então feitas por humanos, aparece um estudo justamente avaliando as decisões tomadas pelos seres humanos. R. McKell Carter, um dos coautores do artigo, é professor assistente de psicologia e neurociência na Universidade do Colorado em Boulder. Ele é um especialista em cognição social: os processos do cérebro que interpretam as ações, intenções e expectativas dos outros.
O viés nos júris representa um sério desafio para juízes e advogados conduzirem julgamentos justos, iguais e imparciais. Um artigo recente publicado na Social Cognitive and Affective Neuroscience considera a sobreposição entre processos cognitivos sociais, como estereótipos culturais e raciais e atividade cerebral associada ao preconceito contra réus acusados de crimes graves.
O estudo de Carter examina o papel da cognição social no viés do tipo crime, quando os jurados percebem o caso do promotor mais forte com base na gravidade das acusações contra o réu. Usando exames de ressonância magnética funcional (fMRI) em jurados simulados, os pesquisadores mapearam regiões do cérebro que foram ativadas quando os jurados foram apresentados a narrativas e evidências de casos fictícios.
Depois de avaliar os dados do experimento, “percebemos que as pessoas estavam decidindo um pouco de culpa apenas pela acusação em si, e que era comparável à quantidade de culpa colocada em um caso em que evidências físicas estão disponíveis”, de acordo com Carter.
Em um caso de assassinato, por exemplo, “Se as impressões digitais são encontradas ao lado do corpo, isso é semelhante à quantidade de peso que seria dada a alguém acusado de assassinato. (Eles são) automaticamente assumidos como ligeiramente mais culpados.”
Os neurocientistas estão divididos sobre que tipos de processos cognitivos estão mais associados a vieses que influenciam decisões sociais importantes. Para os pesquisadores do estudo, eles queriam discernir se o afeto (emoção), o julgamento moral ou a cognição social forneciam a melhor explicação para os processos neurais ligados ao viés do tipo crime.
“Ao usar dados cerebrais, temos a oportunidade de saber quais partes do cérebro devem estar ativas se alguém estiver considerando julgamento moral, preconceitos emocionais ou sociais. Estabelecemos esses modelos cognitivos individuais e, em seguida, os comparamos com os dados cerebrais durante o período de viés do tipo crime” do experimento, diz Carter.
Os pesquisadores queriam saber: “Que parte do cérebro está realmente fazendo esse trabalho e fazendo essa pessoa responder de maneira tendenciosa?”
Usando métodos livres de hipóteses e a priori, Carter e sua equipe compararam as imagens de fMRI da atividade cerebral dos jurados simulados com as encontradas no Neurosynth, um banco de dados de fMRI de milhares de estudos publicados, que foi desenvolvido na por Tor Wager. Eles descobriram que os mapas cognitivos associados ao julgamento moral e ao afeto não correspondiam fortemente ao viés do tipo crime, mas o viés de cognição social, cultural e ideação sim.
Essa sobreposição de atividade cerebral ocorreu principalmente na junção temporoparietal, área responsável por coletar, integrar e processar informações do ambiente externo.
Essa evidência “nos ajuda a pensar sobre porque as pessoas podem estar se comportando com o viés do tipo crime. É semelhante à maneira como as pessoas parecem ter pensamentos tendenciosos sobre grupos raciais externos, ou pessoas que normalmente não veem como parte de seu próprio grupo social”, de acordo com Carter.
O estudo pretende destacar para juízes e advogados como as decisões tendenciosas do júri podem ser causadas por processos cognitivos sociais, como expectativas culturais que influenciam a forma como os jurados interpretam e preveem as ações dos réus acusados de crimes graves.
Essa evidência nos ajuda a pensar sobre porque as pessoas podem estar se comportando com o viés do tipo crime. É semelhante à maneira como as pessoas parecem ter pensamentos tendenciosos sobre grupos raciais externos, ou pessoas que normalmente não veem como parte de seu próprio grupo social.
O viés do tipo crime “parece que está confiando nessa área do cérebro que está prevendo o que outras pessoas estão fazendo a seguir, ou o que eu faria a seguir”, diz Carter. O preconceito contra os assassinos acusados pode ser bem-intencionado: “Mas certamente estamos trabalhando para superar isso”.
“Então, a questão é: como fazemos o melhor trabalho para alcançar a justiça enquanto ainda tentamos aprender, generalizar e prever o que vai acontecer no futuro?”
Para Carter, as descobertas do estudo de que o viés do tipo crime está associado à cognição social significa que os seres humanos têm a capacidade de mudar sua visão sobre os outros, e que o viés nos júris pode ser remediado.
“Acho que temos que fazer o nosso melhor para proporcionar situações em que os indivíduos possam identificar oportunidades perdidas. Se você viu casos de assassinato em que as pessoas foram falsamente acusadas, isso pode mudar seu pensamento. E talvez se mostrássemos a eles casos com evidências inocentadoras, nossos sujeitos poderiam mostrar menos viés”, diz Carter.
“Eu realmente tenho muita esperança de que quanto mais dispostos estivermos a reconhecer que essas são restrições do mundo e não restrições de nossos cérebros, mais espaço nos damos para tentar resolver esses problemas.”
Fonte: Colorado.

Por hoje é só!

Renato Grau



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