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Teoria das Cordas: entenda a teoria que pode explicar todo o universo

Se você é um amante da física, com certeza já ouviu falar na Teoria das Cordas. Mas você sabe o que ela explica? Acesse e entenda!

04 de outubro de 2022
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#ciência, #espaço, #física,

Se você é um amante da física, com certeza já ouviu falar na Teoria das Cordas. Mas você sabe o que ela realmente é?

A Teoria das Cordas é um modelo físico que busca unificar as forças fundamentais da natureza, afirmando que as interações existentes são resultados da oscilação de cordas unidimensionais. 

Ainda que a teoria não seja comprovada, é muito importante compreender a profundidade dessa visão para entender a dimensão do pensamento físico moderno. Quer saber mais sobre a Teoria das Cordas? Continue a leitura!

O que é a Teoria das Cordas? 

No mundo da física, existem quatro forças fundamentais da natureza, também chamadas de interações, que podem explicar os fenômenos físicos existentes, são elas: a gravidade, a eletromagnética, a força fraca e a força forte. 

Resumidamente, a Teoria das Cordas sugere que todos os tipos de interações, são fruto de oscilações em cordas unidimensionais. Ou seja, para os estudiosos da área, as oscilações das cordas são responsáveis por gerar todas as partículas e forças presentes no universo. 

Essa teoria, ainda não comprovada, busca unificar conhecimentos de dois campos da física: a Física Quântica e a Relatividade Geral. Ué, se não foi comprovada, por que tem tanta gente sempre falando sobre ela? 

Porque ela agrada e desagrada os físicos e estudiosos na mesma medida: enquanto alguns desacreditam a teoria e buscam por outras vertentes, temos os estudiosos que acreditam que a Teoria das Cordas apenas não foi compreendida logicamente (como um problema BEM complexo para resolver).

Outro ponto interessante sobre a Teoria das Cordas é sua simplicidade e elegância em comparação as demais teorias. Sua comprovação seria a prova real de todos os conhecimentos físicos que já possuímos.

A Teoria das Cordas é uma interpretação que explica como tudo (desde átomos até universos paralelos) estão ligados por cordas minúsculas e unidimensionais. Devido a essa característica, a teoria também é chamada de “Teoria Unificada”. Parece complicado no primeiro momento, mas logo fará mais sentido. 

Como é explicada a Teoria das Cordas?

A Teoria das Cordas também possui diversas interpretações matemáticas, mas o que é comum em todas elas é que tudo, desde as partículas aos átomos, são ligados por cordas. 

Essas cordas contariam com duas propriedades: a Tensão (as vibrações dessa corda, sendo variáveis) e o Comprimento (a distância entre as partículas que ela estaria ligando, sendo constante). 

Ou seja, de forma resumida, uma corda unidimensional vibrando em determinada frequência somada ao comprimento específico, resultam em uma partícula distinta, como um elétron ou um fóton, por exemplo.

Para entender melhor, imagine uma corda de violão. Conforme o músico bate na corda com a palheta, ela gera uma vibração, ao mesmo tempo, o músico pressiona a corda junto ao braço do violão em uma determinada casa musical. 

Essas ações, fazem com que a corda produza um som específico. Assim como na Teoria das Cordas, elas produzem uma partícula específica. 

Leia também: Por que o som não se propaga no espaço?

Teoria das Cordas e as dimensões do universo

Um dos problemas existentes na Teoria das Cordas está na necessidade de aumentar a quantidade de dimensões possíveis no universo, já que seriam inúmeras cordas vibrando pelo universo como um todo.  

Um exemplo, seria a Teoria-M, proposta por Edward Witten, que sugere pelo menos 11 dimensões diferentes (10 dimensões de espaço e 1 de tempo) e propõe uma unificação entre cinco teses somadas a Supersimetria e Supergravidade. 

Atualmente, conhecemos 4 dimensões: 3 dimensões de espaço e 1 dimensão de tempo (como os filmes 3D, por exemplo). Segundo a Teoria-M, esse número subiria para 11 dimensões. Espera aí, por que não conseguimos ver essas dimensões? 

Porque, provavelmente, elas são muito pequenas para serem percebidas. Imagine que uma pessoa e uma formiga estão em uma corda de slackline: enquanto a pessoa só consegue se locomover para frente e para trás, a formiga consegue caminhar em volta da corda também. 

Esse exemplo facilita a compreensão de porque não conseguimos ver e caminhar por outras dimensões. Pois, possivelmente, contamos com características que não são compatíveis com essa realidade por ela ser compacta e dar voltas em si mesma.

Como no caso do homem e da formiga, já que somos muito grandes para conseguir dar voltas pela corda ou, até mesmo, enxergar que há um caminho pelas suas laterais. 

A Teoria das Cordas pode explicar o universo?

Inicialmente, a Teoria das Cordas foi proposta para explicar os aspectos da interação nuclear forte, porém, desde 1974, passou a ser usada para descrever a força da gravidade. 

Essa mudança de foco possibilitou que uma nova visão da física como conhecemos surgisse, fosse debatida e gerasse maiores interpretações. 

Sim! A Teoria das Cordas é bem complexa, mas, na verdade, ela cria brechas e interpretações variadas nas teorias que já existem. Foi graças a evolução da Teoria das Cordas que a ideia de multiversos surgiu (os universos paralelos), mesmo que ainda não seja comprovada.

Para compreender a Teoria das Cordas é preciso possuir um conhecimento elevado de física e matemática, já que relaciona diversas teorias e avança para o conhecimento ultra subjetivo. 

Mesmo assim, saber pelo menos um pouco auxilia na compreensão e riqueza do nosso conhecimento científico como um todo. Quer saber em primeira mão quando são lançados conteúdos como esse? Então siga o Museu WEG no Instagram! 

Fontes:

Teoria das Cordas – Mundo Educação

A Teoria das Cordas e a unificação das forças da natureza – USP

Teoria quântica da gravitação: cordas e teoria M – Scielo

O que é a Teoria das Cordas? – Tecmundo

A Teoria das Cordas Explicada – Ciência todo dia

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A Física Explica: Por que o som do trovão é percebido depois de ele cair?

Já parou para pensar no porquê de o som do trovão ser percebido depois de ele cair durante a tempestade? Leia o conteúdo e descubra!

19 de julho de 2022
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#ciência, #física, #natureza,

É só dar um clarão no céu durante uma tempestade que já aguardamos o barulho do trovão, mas você já se perguntou: Por que o som do trovão é percebido depois de ele cair? Neste conteúdo, você irá descobrir o motivo de esse fenômeno físico acontecer.

Por que os raios acontecem?

Antes de entramos na questão “som” e “imagem”, é preciso primeiro compreender porque os raios acontecem. Quando o sol aquece a Terra e ocorre a evaporação da água, esse vapor sobe para a área menos densa da atmosfera.

Essa parte em específico do céu é bem mais fria que a temperatura de baixas altitudes, o que ocasiona a solidificação das minúsculas gotinhas de água que compõem uma nuvem.

Ainda não se sabe definitivamente porque as nuvens contêm eletricidade, porém, muitos pesquisadores sugerem que esse fenômeno acontece devido à colisão de partículas de água, gelo e granizo.

Acredita-se que o granizo, por ser o mais pesado dos três, ao colidir com o gelo, fica carregado negativamente enquanto os cristais de gelo ficam carregados positivamente.

Quando a quantidade de carga preenche demais a nuvem, eletrizando-a por completo, acontece algo semelhante a “estourar um balão”, e ocorrem as descargas elétricas: os raios.

Esse fenômeno pode ser tanto descendente, das nuvens para o solo, quanto ascendente, do solo para as nuvens, uma reação de outro raio.

Por que o som dos raios é “atrasado”?

A resposta é simples: a velocidade da luz é muito maior que a velocidade do som. Enquanto a velocidade da luz alcança 299.792.458 m/s, a velocidade do som apenas chega a 340 m/s.

Isso acontece devido à força gravitacional da Terra, já que, embaixo d’água, a velocidade do som é aumentada, mas não chegando à velocidade da luz.

CURIOSIDADE: O som do trovão alcança três estágios: o de curto estalo, agudo; o som intenso, que dura mais tempo; e a expansão do som grave, que se espalha pela atmosfera e dá a sensação de “tremer o ar”.

O Gerador Van der Graff

No Museu WEG, você encontra um equipamento científico que explica a capacidade de a carga elétrica se transferir integralmente de um corpo para outro.

Composto por uma esfera metálica, uma correia e um motor de alta tensão, o Gerador de Van der Graff é muito utilizado em visitas guiadas para explicar o fenômeno da eletricidade.

Ficou curioso? Venha visitar o Museu WEG e presenciar uma demonstração de seu funcionamento.

Fontes:

Os sons dos trovões – Brasil Escola

O que provoca o som dos trovões? – EBC

Por que vemos o relâmpago antes de ouvir o barulho do trovão? – CEO Porto Alegre

A Física das tempestades e dos raios – Portal Pion

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Novo estado da água descoberto pode aumentar a chance de encontrar vida em outros planetas.

E se a água também tivesse um quarto estado físico? Acesse e entenda mais sobre o novo estado da água descoberto, Gelo -VIIₜ.

20 de junho de 2022
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#agua, #ciência, #curiosidades, #física,

Você se recorda de quando aprendeu sobre os 3 estados da água na escola? E se você descobrisse que além de líquida, sólida e gasosa, a água tivesse um quarto estado?

Não é pegadinha, um novo estado da água foi descoberto. Cientistas norte-americanos descobriram que, quando pressionada, a água adquire um estado “Gelo -VIIₜ”, que não é explicado pela física clássica, já que se trata de uma espécie de “túnel quântico”.

Mas como ninguém descobriu isso antes? Porque o efeito túnel é um fenômeno que só pode ser observado em nível quântico, já que suas partículas são muito menores que uma molécula de H2O. Continue lendo a matéria para saber mais sobre o efeito túnel.

Gelo -VIIₜ: Novo estado da água descoberto

Além do Gelo-1, o gelo encontrado na natureza, o estado sólido da água pode chegar a várias fases de gelo quando pressionadas em laboratório, como é o caso do Gelo-VII e do Gelo-X, por exemplo. Testando uma pressão ainda maior nas partículas de água, foi encontrada a fase Gelo -VIIₜ.

Em um laboratório nos Estados Unidos, cientistas decidiram “espremer” uma quantidade de água em uma espécie de bigorna de diamante, forçando sua transformação para o estado sólido.

Antes da amostra virar gelo, a atingiram com um laser, o que resultou em um acúmulo de partículas em forma de pó cristalizado. Após aumentarem a pressão da bigorna, mantendo uma periodicidade dos ‘tiros’ de laser, conseguiram perceber uma fase intermediária entre o Gelo-VII e o Gelo-X: o Gelo -VIIₜ.

Relação entre o novo estado da água e exoplanetas

A compreensão do novo estado da água não só possibilitou uma nova descoberta científica como também abriu a possibilidade de que seja encontrada vida em planetas do nosso Sistema Solar e fora dele.

Segundo Zach Grande, o autor principal da pesquisa: “essa descoberta pode ter implicações importantes para estudar as condições interiores de outros mundos. Planetas ricos em água fora do Sistema Solar poderiam ter a variante Gelo-VIIₜ em abundância, aumentando até mesmo a chance de condições adequadas para o surgimento da vida”.

O Gelo -VIIₜ dificilmente seria encontrado na Terra, já que a pressão é muito baixa, mas em planetas gelados como Netuno e Urano, há possibilidade.

Curtiu esta matéria? Fique por dentro de novidades e curiosidades do mundo da ciência, dê uma espiada em nosso Blog.

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Terra 2.0: Pesquisadores planejam criar novos métodos para encontrar um novo planeta

Marte é um destino que esteve em alta, mas chegou a vez da Terra 2.0. Descubra o que é e por que ela é motivo das missões exploratórias.

06 de junho de 2022
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#ciência, #corrida espacial, #exploração espacial, #Terra 2.0,

Explorações espaciais e viagens para Marte são tópicos que estão em alta nos últimos tempos, tanto no Twitter quanto em portais de notícia.

Mas você já ouviu falar em “Terra 2.0”? Nesta matéria você irá entender o que esse termo significa e por que ele está sendo motivo de missões exploratórias no espaço.

O que significa “Terra 2.0”?

Através de telescópios de alta precisão, foram confirmados mais de 5 mil exoplanetas na Via Láctea. Dentre eles, foram encontrados tanto planetas pequenos e rochosos, como a Terra, quanto planetas gigantes e gasosos, maiores que Júpiter.

E algo interessante a ser considerado, é a estimativa de que pode ser inevitável encontrar algum tipo de vida em outros planetas, sendo elas, possivelmente primitivas.

Claro, nem todo exoplaneta é próprio para a vida humana, tudo isso depende da localização em que esse planeta se encontra. É necessário que o mesmo esteja localizado, na chamada “Zona Habitável”, orbitando sua estrela.

A Zona Habitável, resumidamente, é a localização de um sistema que fica em uma faixa de órbitas ao redor de uma estrela, como o Sol, por exemplo. Essa faixa não está nem tão próximo da estrela e nem muito longe, possibilitando que haja vida nesses planetas.

Pensando no exemplo do Sol, o planeta estaria localizado em uma faixa de órbita não muito próxima ao sol, para que não tenha uma temperatura muito elevada, mas também não muito longe, para que a temperatura não fique muito fria.  

Mas onde se encaixa a Terra 2.0 nisso? Como toda versão 2.0, a Terra 2.0 é uma “nova” Terra, ou seja, um exoplaneta que possibilite a vida (que esteja na zona habitável de sua órbita). Parece loucura, mas China e Portugal já estão planejando explorações em busca da tão cobiçada Terra 2.0. Confira mais detalhes abaixo.

A China entra na “nova corrida espacial”

Alguns países já começaram a procurar a tão desejada Terra 2.0, como é o caso da China. Até 2026 os chineses planejam lançar um satélite para procurar um planeta rochoso que seja habitável. O satélite Terra 2.0, como é chamado, ficará cerca de quatro anos estudando o céu.

Financiado pela Academia Chinesa de Ciências, o satélite já está nos últimos preparativos de design, apenas aguardando a última revisão de todos os detalhes do projeto para montá-lo.

No total, o satélite contará com sete telescópios, que farão o reconhecimento espacial através do método do trânsito, seis deles estarão trabalhando juntos para analisar as constelações de Cygnus e Lira.

Um de seus telescópios, ainda contará com a tecnologia de detectar a mudança de luz das estrelas, com base na gravidade do planeta. Se tudo correr como planejado, ele se tornará o primeiro telescópio de microlente gravitacional em funcionamento no espaço.

FIERCE e a busca pela Terra 2.0

Uma equipe de pesquisadores, liderada pelo pesquisador do Instituto de Astrofísica de Ciências do Espaço (IA) em Portugal, Nuno Cardoso Santos, planeja criar um método que “escute” os ruídos estelares, esse projeto foi chamado de FIERCE.

O objetivo do projeto é conseguir modelar e caracterizar as causas dos ruídos captados no espaço. Por mais doido que pareça, esse estudo terá um fundamento lógico que possibilitará que outras “Terras” sejam encontradas.

A ideia inicial é, através do telescópio conectado ao espectrógrafo ESPRESSO, instalado no Chile, estudar o ruído causado pelo nosso Sol no espaço, descobrindo o que causa os ruídos que afetam os dados coletados de outras estrelas durante as pesquisas.

O método que será utilizado no projeto FIERCE possibilitará, além de auxiliar na busca da Terra 2.0, que sejam aprofundados os estudos sobre o Sol e a física estelar.

PLATO, o monitorador de luz

No começo de 2022, a ESA (Agência Espacial Europeia) anunciou que até 2024 pretende enviar ao espaço a missão PLATO, um projeto que irá monitorar o brilho de até um milhão de estrelas próximas, utilizando 34 telescópios e câmeras individuais.

A ideia é monitorar os eclipses que acontecerão com as estrelas analisadas. Outro fato importante do projeto PLATO está na sua equipe de pesquisadores: os brasileiros. Cerca de dez instituições de pesquisa nacionais têm contribuído com cientistas e engenheiros para o desenvolvimento do projeto PLATO.

O futuro será em uma “Terra” nova?

Muitos pesquisadores estão unidos em busca da tão cobiçada Terra 2.0, é verdade, mas será que é possível que haja uma viagem para outra galáxia?

Um cientista da Áustria resolveu analisar o método publicado pela revista Acta Astronáutica em 2022, sobre a possibilidade de uma nave espacial coletar hidrogênio para manter sua “vida” e aguentar uma viagem tão longa.

Na teoria, essa ideia funcionaria muito bem! O aprisionamento das partículas de hidrogênio realmente poderia ser utilizado em um reator de fusão, trazendo toda a velocidade necessária para a viagem.

Na prática, para essa teoria funcionar, seria necessário um funil magnético com o comprimento da Grande Muralha da China para obter um impulso de 10 milhões de newtons (o dobro de um ônibus espacial).

Em resumo, ainda não existe um transporte que possibilite que pessoas viagem entre as galáxias. Mas se você quer saber mais sobre o universo e continuar a expandir o seu conhecimento pelas galáxias, continue acompanhando o nosso blog!

Aproveite e confira quais os eventos científicos que valem a pena acompanhar em 2022, clicando aqui!

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Preservação da água da chuva: captando essa ideia!

Você sabe como funcionam os sistemas de captação e como a água da chuva pode ser reaproveitada?

27 de março de 2022
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#ação educativa, #água, #água da chuva, #captação de água, #cisterna, #preservação de água, #sustentabilidade,

A água é um recurso indispensável para a vida e o ecossistema do planeta. Desde 2010, a Organização das Nações Unidas (ONU), reconheceu o direito à água limpa e segura como um direito humano essencial, fundamental e universal, indispensável à vida com dignidade.

Para que todas as pessoas tenham acesso a água, muito tem-se falado sobre o uso consciente e como evitar seu desperdício e escassez. Entre as práticas para amenizar o gasto individual de água, está o uso de sistemas de captação de água da chuva.

Mas você sabe como funcionam os sistemas de captação e como a água da chuva pode ser reaproveitada? Através da ação educativa que o Museu WEG oferece você vai aprender na prática como isso funciona!

Ação educativa “Preservação da água: captando essa ideia”

Na nova ação educativa do Museu WEG, os alunos do ensino fundamental e médio vão conhecer o ciclo da água desde sua formação, repensar hábitos de consumo e descobrir como cuidar do nosso recurso mais precioso por meio de pequenas mudanças na nossa rotina.

Também será possível conhecer o projeto de captação da água da chuva do Museu WEG – uma ação interativa, com jogos, diversão e conhecimentos que contribuem para o desenvolvimento intelectual dos alunos.

Segundo as professoras Michele Facin Hansen Schunke e Leonice H. Ilha, que já participaram com suas turmas, a ação foi importante para que os alunos entendessem a importância sobre o consumo consciente da água e a reutilização da mesma, aprendendo a economizar o recurso e preservar o meio ambiente. 

Alunos da E.E.B. Julius Karsten participam da ação educativa sobre a preservação de água no Museu WEG.

Para participar com sua turma, agende uma visita em nosso site: https://www.museuweg.net/agendamento/

O que é um sistema de captação de água?

Basicamente, o sistema também chamado de cisterna é um reservatório que faz a captação e o armazenamento da água da chuva para reaproveitamento no uso doméstico.

Esse sistema é considerado uma forma eficiente e econômica para o melhor aproveitamento da água, podendo ser instalado em apartamentos, condomínios, casas e empresas para consumos que não exijam água potável.

Quais são as vantagens da captação da água da chuva?

A prática é considerada uma das melhores e mais eficazes opções em relação à redução no consumo de água, podendo diminuir em até 50% o valor da conta de água. Veja outras vantagens:

  • É uma atitude sustentável.
  • A cisterna pode ser instalada tanto em ambientes rurais quanto urbanos.
  • Pode ser adaptada para diferentes necessidades, existem desde mini cisternas até cisternas de 10 mil litros.
  • É muito útil em tempos de crise hídrica.
  • Cria uma cultura de sustentabilidade ecológica em construções.

Em certas áreas do Nordeste brasileiro, a seca é tão extrema que as vantagens de armazenar a água da chuva para o consumo humano é ainda maior. 

Nesses locais, a água é acumulada em cisternas e passa por processos de tratamento como a filtração e adição de cloro; dessa forma, também pode ser utilizada para fins potáveis.

Como a água da chuva pode ser utilizada?

A não ser que passe por tratamentos específicos como o dito acima, a água captada da chuva não é considerada potável, pois pode conter partículas de poeira, fuligem, sulfato, nitrato e outras impurezas. Por isso, não é apropriada para consumo humano.

Sendo assim, essa água pode ser utilizada para descargas de banheiros, irrigação de jardins, lavagem de calçadas e carros, entre outros usos secundários em residências e também nas empresas.

Dessa forma, a água proveniente da Estação de Tratamento é utilizada apenas para beber, tomar banho e cozinhar.

Como funciona o processo de captação da água da chuva?

Normalmente, a cisterna é localizada no interior do solo, mas existem cisternas que podem ser colocadas no quintal ou em outros ambientes, desde que não bata muito o sol, para evitar a proliferação de fungos.

Caso for instalar o reservatório no alto, leve em consideração o peso que seu telhado ou sua laje terá que aguentar. Uma caixa de mil litros, por exemplo, equivale a uma tonelada. 

A cisterna funciona da seguinte maneira:

A água da chuva passa pelas calhas e é levada a um filtro que elimina as grandes impurezas, como galhos e folhas.

Um freio d’água reduz a velocidade da água proveniente do filtro ao chegar na cisterna, assim as partículas finas que permanecem na água descem lentamente e são depositadas no fundo do reservatório.

Quando a cisterna estiver cheia, o excesso de água é descartado automaticamente através de um cifrão ligado diretamente na tubulação de água pluvial do sistema.

Para captar e utilizar o conteúdo do interior da cisterna, são utilizados uma bomba e um conjunto de sucção que levam a água para a caixa d’água superior, onde passa por mais uma filtragem e é destinada aos locais de uso.

Aproveitar os recursos naturais abundantes em muitas partes do mundo, como a água da chuva, é simples e economiza a água tratada. É uma forma de fazer sua parte e ajudar a diminuir os impactos da crise hídrica em todo o planeta.

Outra forma de economizar nas contas e utilizar recursos naturais em sua casa ou empresa, é por meio da captação da luz solar para gerar energia. Que tal conhecer agora os benefícios da energia solar?

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O que é física quântica?

Conheça o ramo da ciência que estuda os fenômenos ocorridos com partículas atômicas e subatômicas.

14 de fevereiro de 2022
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#albert einstein, #ciência, #física, #física quântica, #o que é, #o que é física quântica?, #princípio da incerteza, #quantização,

A física quântica é um dos ramos mais bem-sucedidos da ciência. Ela é capaz de estudar o comportamento de diversos fenômenos que ocorrem em escalas moleculares, atômicas e nucleares. 

Ao longo dos anos, muitas teorias foram sendo difundidas sobre a física quântica, passando pela física, química e até mesmo pela espiritualidade. Graças ao surgimento da mecânica quântica, por exemplo, temos tecnologias de ponta que cabem na palma das nossas mãos.

Mas afinal, o que é física quântica? Você sabe por que ela é conhecida por ser “impossível” de entender? É isso que vamos ver!

O que é a física quântica?

A física quântica é o ramo da ciência que estuda os fenômenos ocorridos com partículas atômicas e subatômicas, isto significa que essas partículas são do mesmo tamanho ou menores que os átomos. Como: os elétrons, os fótons, as moléculas e os prótons.

Essas micropartículas não são influenciadas pelas leis que compõem a física clássica, como a gravidade, a lei da inércia, ação e reação, etc. Isso quer dizer que ao contrário da física clássica, a física quântica é classificada como “não intuitiva”. 

Neste ramo teórico, determinadas coisas são tidas como verdade mesmo quando aparentam não ser. 

Como surgiu a física quântica?

A física quântica tem sua origem no início de 1920, com os estudos de Max Planck (1858 – 1947). Na sua teoria quântica, Planck explica o fenômeno da emissão de radiação por um corpo negro ao sugerir a quantização da energia contida na radiação térmica.

A palavra quântico (quantização) indicava que cada átomo emitido pelo corpo negro só poderia trocar pequenos pacotes de energia (hoje chamados de fótons). 

Ela se refere à alteração instantânea dos elétrons que contém um nível mínimo de energia para um superior, caso sejam aquecidos. 

Assim, a teoria de Planck contrariava a física clássica que afirmava que quaisquer valores de energia estavam ligados a ondas eletromagnéticas.

Planck utilizava o argumento da quantização da energia para explicar seus experimentos e essa ideia foi adotada um tempo depois por outro físico brilhante, Albert Einstein.

Para Einstein a quantização não se aplicava exclusivamente à radiação térmica, mas também às demais frequências de ondas eletromagnéticas. Foi, inclusive, Albert Einstein que batizou a equação de Planck de quantum (do latim, que significa “quantidade”). 

A partir desse momento, Einstein explicou com sucesso o mecanismo por trás do efeito fotoelétrico, que sugeriu que a luz e as demais ondas eletromagnéticas tinham capacidade para se comportar ora como onda, ora como partículas.

Em seguida foi a vez do físico francês Louis de Broglie entrar em cena e sugerir que partículas como prótons, nêutrons e elétrons pudessem se comportar como ondas.

De Broglie calculou o comprimento de onda relacionado a cada partícula e com o resultado do seu experimento, mostrou que as partículas podiam sofrer interferência, difração, reflexão etc., da mesma forma que sofrem as ondas. Nascia assim a mecânica quântica.

O princípio da incerteza

Mesmo com muitos experimentos, por muito tempo não era possível entender como um elétron podia se comportar como uma partícula e como uma onda (o que chamamos de “dualidade onda-partícula”). 

A resposta veio com o estudo de Werner Heisenberg, que apresentou o princípio da incerteza. O princípio da incerteza de Heisenberg mostra que é impossível de se obter, com precisão, a velocidade e a posição de uma partícula no mesmo instante.

Isso quer dizer que se fosse possível saber, com certeza, a posição da partícula, a informação sobre sua velocidade seria perdida e vice-versa. O princípio de Heisenberg nos mostrou que a física quântica não é determinística como a física clássica, ela é probabilística.

Além dos já citados, diversos outros cientistas e físicos contribuíram para o desenvolvimento da física quântica ao longo do século XX, como: 

  • Niels Bohr (1885 – 1962),
  • Erwin Schrödinger (1887 – 1961),
  • Max Born (1882 – 1970),
  • John von Neumann (1903 – 1957),
  • Wolfgang Pauli (1900 – 1958),
  • Richard Feynman (1918 – 1988),
  • entre outros.

Aplicações da física quântica

Agora que já entendemos o mundo improvável da física quântica, vamos conferir algumas de suas aplicações no dia a dia:

  • Espectroscopia: é o estudo da interação entre a radiação eletromagnética e a matéria, analisando a luz emitida e absorvida por átomos. A técnica é largamente utilizada na detecção de materiais, desde gases a sólidos.
  • Datação por carbono-14: é possível estimar a idade de uma amostra de qualquer material orgânico medindo o percentual de carbono-14 em seu interior. Ele está presente em toda a matéria, mas sua quantidade total diminui pela metade a cada 5700 anos.
  • Energia solar: a energia que é obtida através dos painéis solares só existe graças à descoberta e à interpretação do efeito fotoelétrico explicado por Einstein. Nesse fenômeno os fótons colidem com os elétrons do material, ejetando-os para fora do próprio material.

Física quântica e espiritualidade

Muito se fala sobre a ligação entre a física quântica e conceitos filosóficos e espirituais, entretanto, do ponto de vista da física, não existe qualquer relação entre os temas.

Para os defensores desta relação, a resposta é o princípio da causalidade e incerteza da teoria, que diz ser possível existir duas situações diferentes e simultâneas para determinado corpo subatômico. 

E, já que o assunto é física, que tal continuar no blog e conhecer 10 descobertas premiadas pelo Nobel de Física?

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Eventos científicos e tecnológicos que valem a pena acompanhar em 2022

O que esperar da Ciência e Tecnologia em 2022?

07 de fevereiro de 2022
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#2022, #ações climáticas, #ciência, #covid-19, #criptomoedas, #estrelas, #inteligência artificial, #nasa, #tecnologia, #vacinas,

O ano de 2021 foi de muitos acontecimentos tecnológicos e principalmente científicos, já que o mundo se encaminha para o terceiro ano de pandemia, e o estudo do vírus da COVID-19 e suas variantes continua acontecendo em ritmo acelerado.

Mas o que esperar de 2022? Alguns assuntos já começaram o ano em alta e devem fazer parte dos noticiários pelo mundo afora, como: a vacinação, as missões espaciais, as ações climáticas, as criptomoedas e a inteligência artificial. 

Conheça agora os principais eventos científicos e tecnológicos que valem a pena acompanhar em 2022.

Principais eventos científicos e tecnológicos para 2022

Selecionamos aqui os 6 principais eventos científicos e tecnológicos previstos para 2022  que você deve ficar de olho, confira:

1. COVID e vacinas em desenvolvimento

Apesar de grande parte da população mundial já ter sido vacinada, o fim da pandemia ainda é muito incerto. O avanço de novas cepas, como a Ômicron — de rápida disseminação — e o aumento de casos, ainda preocupam.

É por isso que os cientistas pesquisam sobre a gravidade da nova variante e, em 2022, pesquisadores e autoridades de saúde pública continuarão monitorando o aumento de novas variantes do SARS-CoV-2, bem como os efeitos de longo prazo na população. 

Neste ano poderemos ver o desenvolvimento de novas vacinas direcionadas a variantes específicas. O progresso nas vacinas também é esperado para outros vírus e doenças, incluindo HIV, malária e doença de Lyme.

2. Missões lunares

Este será mais um ano de grandes viagens espaciais, e muitas têm o mesmo destino: a lua. A NASA, por exemplo, fará o primeiro teste de lançamento do orbitador Artemis I, há muito tempo esperado, que tem o objetivo de levar astronautas de volta para a superfície da lua.

O orbitador CAPSTONE, também da NASA, vai conduzir experimentos em preparação para o Gateway, a primeira estação espacial a orbitar a lua. Em 2022 a lua também receberá alguns pousos suaves (que não danificam a nave). 

A Índia pretende mandar sua Chandrayaan-3, e o Japão a missão SLIM. Já a Coreia vai inaugurar a própria exploração lunar com o orbitador lunar Pathfinder. E a Rússia pretende reviver a glória do programa lunar soviético com a sonda Luna 25.

3. Para Marte e às estrelas

Marte também deve ser explorado neste ano. Uma missão épica russo-europeia chamada de ExoMars será um dos fenômenos mais interessantes para assistir durante 2022. 

A viagem está programada para setembro e levará para Marte o rover (veículo robótico) Rosalind Franklin, da Agência Espacial Europeia para procurar sinais de vida.

Também neste ano a China planeja concluir sua estação espacial, Tiangong, que será responsável por mais de mil experimentos, que vão desde observações astronômicas e da Terra até os efeitos da microgravidade e da radiação cósmica no crescimento bacteriano.

4. Ações climáticas

Precisamos voltar nossos olhares para as ações climáticas. Em 2022, autoridades e defensores do meio ambiente, do mundo, irão a Sharm El-Sheikh, no Egito, para a COP27, onde vai acontecer mais um debate de negociações climáticas das Nações Unidas.

Os países devem apresentar compromissos climáticos consistentes com a meta de limitar o aquecimento global abaixo de 2˚ C. 

Enquanto o evento não chega, pesquisadores seguem monitorando as emissões de gases de efeito estufa para confrontar as promessas feitas na COP26 — que incluíram reduzir o uso de carvão e cortar as emissões de metano.

5. Oportunidades para o uso de criptomoedas

Os pagamentos com criptomoedas vieram para ficar. Em setembro de 2021, a nação de El Salvador legalizou o bitcoin como meio de pagamento, se tornando o primeiro país onde a criptomoeda se tornou uma moeda oficial. 

Durante 2021, grandes organizações como PayPal, Visa e Mastercard adotaram o uso de criptomoedas para fins transacionais, e a tendência parece ser permanente.

Porém, até mesmo os principais especialistas do setor não se comprometem a prever qual será a situação com as criptomoedas no prazo de um ano, cinco ou dez anos. Mas não podemos negar que elas já são parte integrante da vida de milhões de pessoas no mundo.

É cedo para prever como o setor de blockchain e criptoativos irá evoluir, mas a tendência é clara: esse tipo de tecnologia está se tornando popular. 

6. Uso de inteligência artificial

O uso da Inteligência Artificial (IA) vem ganhando cada vez mais força. Por um tempo houve o rumor que a Inteligência Artificial iria substituir os humanos, mas já se provou que a IA vai apenas ajudar a melhorar a automatização de processos. 

Com auxílio da IA, os processos se tornam mais produtivos e proveitosos, ajudando, por exemplo, na segurança da informação. A tendência para 2022 é de que a IA continue fazendo parte integrante do nosso cotidiano em várias áreas, como: 

●     Produção: a implementação da IA na operação de linhas de máquinas e a automação dos processos produtivos.

●     Esfera financeira: a IA é utilizada no desenvolvimento de aplicações comerciais, automação e execução de operações de tecnologia da informação.

●     Medicina: a IA é utilizada para analisar dados médicos complexos, diagnósticos e tratamentos. Grandes corporações como IBM, Microsoft, Google, Intel e Medtronic estão investindo para o desenvolvimento de tecnologias de informação para a medicina. 

●     Educação: a IA pode ser utilizada para a aprendizagem de idiomas e também para a formação de planos educacionais individuais para cada aluno. O progresso nesta área ainda é curto, mas existe grande potencial de crescimento em 2022.

Segundo pesquisa da IDC (International Data Corporation), até 2023 um quarto das empresas adquirirá pelo menos um projeto de software de IA e suas vertentes, como machine learning e deep learning.

Esses são apenas alguns dos eventos tecnológicos e científicos que terão destaque em 2022 e podem mudar nossas vidas num futuro próximo. 

Não podemos deixar de mencionar o gigante Sirius, o acelerador de partículas brasileiro, que vem colaborando com projetos científicos de importância mundial e certamente fará um grande ano. O que mais você colocaria nessa lista? 

Comente aqui embaixo e compartilhe conosco! Acompanhe nosso blog para saber mais sobre as inovações tecnológicas e científicas, curiosidades e muito mais.

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Por que acontecem tempestades de areia?

Você sabe o motivo por trás das tempestades de areia?

15 de novembro de 2021
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Em setembro deste ano, tempestades de areia foram registradas em diferentes proporções por várias cidades do Brasil nos estados de São Paulo, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul e Maranhão.

Você sabe o motivo por trás das tempestades de areia? Em resumo, o fenômeno mostra a necessidade de ações locais e de âmbitos maiores para conter os extremos climáticos. Continue lendo para entender mais sobre o assunto.

O que são tempestades de areia?

Normalmente, as tempestades de areia ocorrem durante o verão e a primavera em lugares com climas áridos e semiáridos, onde o solo é geralmente coberto por areia e pequenas rochas. É comum em países da Ásia, onde é conhecido como haboob.

As tempestades de areia são causadas por temporais de chuva com ventos fortes que entram em contato com o solo seco, encontram resquícios de queimadas, poeira e vegetação em regiões por onde não chove há muito tempo. Com o impacto, esses detritos acabam criando um “rolo compressor” de sujeira que, segundo especialistas, pode chegar a 10 quilômetros de altura – a chamada tempestade de areia.

Os detritos que sobem ao céu e são carregados por esses ventos de no mínimo 40 quilômetros por hora têm entre 0,08 milímetro e 1 milímetro e, apesar de pequenos, podem causar muitos danos a casas e rede elétrica. 

Diferença entre tempestades de poeira e areia

As tempestades de poeira e as tempestades de areia são muito similares e acontecem pelo mesmo motivo. O que muda é somente a grossura dos grãos em suspensão.

Nas tempestades de areia, encontramos partículas maiores de rocha, já as tempestades de poeira são formadas por partículas menores.

As partículas maiores acabam ficando em suspensão por menos tempo devido ao seu peso, enquanto as partículas menores se mantêm mais tempo no ar formando nuvens mais altas, densas e duradouras. 

Tempestades de areia são perigosas?

Independentemente do tipo, da duração ou do tamanho, as tempestades de areia podem causar alguns problemas. Entre eles, estão problemas de saúde causados pelo efeito que a areia tem sobre as mucosas do nariz, do ouvido, da boca e dos olhos. Também podem ser responsáveis pela movimentação de fungos e bactérias, causando problemas respiratórios.

Além disso, seus detritos podem causar danos à infraestrutura elétrica das cidades (ferramentas, carros e edifícios), provocando também atrasos em voos e pousos de avião.

Outro problema causado pelas tempestades de areia é a baixa visibilidade para motoristas, o que pode ocasionar colisões e outros acidentes; por isso, é recomendado que o motorista pare fora da via e espere que a tempestade passe. 

Tempestades de areia no Brasil

Os registros do fenômeno no Brasil estão relacionados tanto a fatores locais quanto de espaços mais amplos.

As questões locais são, por exemplo, as queimadas registradas em regiões atingidas pelas tempestades de areia. Isso porque as queimadas deixam fuligens e a vegetação destruída, cujas partículas entram em suspensão com a força dos ventos. 

Entre os fatores de espaços mais amplos, está a devastação da Amazônia, cuja evapotranspiração (umidade liberada pelas árvores) regula o regime de chuvas de outras partes do País, como a região sudeste, onde a maioria das tempestades de areia foram registradas. 

Apesar da devastação da Amazônia e das tempestades no sudeste estarem distantes, os fenômenos estão muito ligados. Se a floresta amazônica continuar sofrendo, o cenário das chuvas ficará cada vez mais irregular, e a tendência é que o tempo fique cada vez mais seco. 

Caso você esteja em um local onde ocorra uma tempestade de areia, a recomendação é buscar proteção e ficar em um local fechado. Se precisar sair, tente sempre proteger o nariz, o ouvido, a boca e os olhos para evitar danos à saúde. 

Já que o assunto é areia, aproveite e leia o artigo como as areias do deserto do Saara contribuem com a diversidade da Amazônia. 

Você também pode aprender a fazer uma “areia mágica” em casa! Clique aqui para descobrir como.

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Conheça o webdocumentário “Sirius: Acelerando o futuro da Ciência”

Produzido entre 2017 e 2021, o webdocumentário retrata as principais fases de desenvolvimento do Sirius.

06 de outubro de 2021
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#aceleradores de partículas, #ciência, #luz síncroton, #sirius, #web doc, #webdocumentário,

O primeiro acelerador de partículas da América Latina, Sirius, é a maior e mais complexa infraestrutura científica já construída no Brasil.

O laboratório que foi projetado e construído por brasileiros e financiado pelo Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI) é uma das fontes de luz síncrotron mais avançadas do mundo, gerando novas oportunidades de pesquisa científica em diversas áreas de conhecimento. 

Para contar sua história, o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) lançou, no dia 13 de agosto, o primeiro episódio de uma série especial de vídeos sobre o Sirius.

O webdocumentário “Sirius: Acelerando o futuro da Ciência” é composto por sete episódios independentes, cada um com cerca de 5 minutos, que explicam os principais desafios envolvidos no seu desenvolvimento. Continue lendo este artigo para conhecer e assistir ao primeiro episódio.

O que são aceleradores de partículas?

Eles são laboratórios gigantes. Por fora, parecem grandes túneis, que podem ser retos ou em forma de anel e ter vários quilômetros de extensão. Dentro deles, as partículas que compõem os átomos – como prótons e elétrons – são aceleradas a velocidades próximas à da luz para que elas possam bombardear núcleos atômicos estáveis.

A utilização desse tipo de equipamento é muito importante, afinal de contas, só com ele é possível quebrar partículas incrivelmente densas e milhões de vezes menores que o átomo.

Existem diversos tipos de aceleradores de partículas, como: Aceleradores de elétrons, Colisores de Partículas e Aceleradores de Prótons. 

Por que o Sirius é tão importante? 

Sirius é uma infraestrutura aberta, à disposição da comunidade científica brasileira e internacional. É financiado com recursos do MCTI e projetado por pesquisadores e engenheiros do CNPEM em parceria com a indústria nacional.

Ele permitirá que centenas de pesquisas acadêmicas e industriais sejam realizadas anualmente, por milhares de pesquisadores, contribuindo para a solução de grandes desafios científicos e tecnológicos, como novos medicamentos e tratamentos para doenças, novos fertilizantes, espécies vegetais mais resistentes e adaptáveis e novas tecnologias para agricultura, fontes renováveis de energia, entre muitas outras potenciais aplicações, com fortes impactos econômicos e sociais.

Entre os primeiros experimentos já realizados no Sirius, estão imagens em 3D de estruturas de proteínas de SARS-CoV-2, os detalhes obtidos por essas imagens puderam auxiliar na compreensão do vírus e no desenvolvimento ou melhoramento de remédios contra o COVID-19.

Assista webdocumentário “Sirius: Acelerando o futuro da Ciência”

O webdocumentário “Sirius: Acelerando o futuro da Ciência” possui sete episódios que explicam os desafios para a construção do maior projeto da ciência brasileira, produzidos ao longo de quatro anos de acompanhamento.

Produzido entre 2017 e 2021, o webdocumentário retrata as principais fases de desenvolvimento do Sirius, e cada episódio da série explica um aspecto diferente do projeto. 

Entre os temas apresentados, estão: obras civis, estabilidade, aceleradores, estações de pesquisa, parcerias com empresas brasileiras e perspectivas científicas.

A série conta com a participação de algumas das mentes mais brilhantes que estiveram envolvidas no projeto ao longo dos seus anos de desenvolvimento.

Uma delas é Ricardo Rodrigues, extraordinário cientista e engenheiro, falecido em janeiro de 2020, que foi um dos principais responsáveis pela origem da primeira fonte de luz síncrotron brasileira e um dos principais idealizadores do projeto Sirius. 

Os episódios da série podem ser vistos no canal da CNPEM do YouTube. Vamos começar assistindo ao primeiro episódio agora mesmo? Dê o play!

Incrível, não é mesmo? Não deixe de assistir aos demais episódios para se tornar um conhecedor desse projeto tão importante para a ciência e tecnologia do Brasil e do mundo.

Falando em mundo, que tal continuar no blog para ler o bate papo que tivemos com o jaraguaense que trabalha com aceleradores de partículas na Suécia?

Fonte: CNPEM

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O que você precisa saber sobre os diferentes tipos de energia solar

A demanda pelo uso da energia solar em território nacional aumenta a cada ano.

07 de maio de 2021
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#energia fotovoltaica, #energia renovável, #energia solar, #energia solar concentrada, #energia solar térmica,

A luz do sol é uma das principais fontes de energia renovável, e, como o Brasil é um dos principais países com maior irradiação solar do mundo, a demanda pelo uso da energia solar em território nacional aumenta a cada ano. 

Mas você sabe quais são os tipos de energia solar existentes e como ela funciona? A energia solar é produzida por painéis instalados em grandes campos ou telhados das construções, que absorvem a luz proveniente do sol e a transformam em energia elétrica. 

A energia solar é considerada limpa porque não produz resíduos poluentes e gases de efeito estufa. Ela é sustentável porque é gerada por um processo natural que se repõe constantemente, necessitando apenas da emissão de raios solares para existir. 

Existem três principais tipos de energia solar desenvolvidos com tecnologias distintas para aproveitar os raios solares:

  • Tecnologia solar fotovoltaica, que converte diretamente a luz solar em eletricidade, usando painéis feitos de células semicondutoras.
  • Tecnologia solar térmica, que capta o calor do sol, usado diretamente ou convertido em energia mecânica e, por sua vez, em eletricidade.
  • Tecnologia de energia solar concentrada, que concentra o calor dos raios solares usando coletores para aquecer um fluido de transferência.

Essas diferentes tecnologias aproveitam a energia do sol localmente e em fazendas solares em larga escala. Falaremos mais sobre os diferentes tipos de energia solar neste artigo.

Energia solar fotovoltaica

A energia solar fotovoltaica pode ser produzida até mesmo em dias nublados e chuvosos, porém, quanto maior for a radiação solar, maior será a quantidade de eletricidade produzida. 

O efeito fotovoltaico (ou efeito fotoelétrico), que converte luz em eletricidade, foi descoberto em 1839 pelo físico francês Edmond Becquerel e usado pela primeira vez em aplicações industriais em 1954. Seu princípio se baseia em uma corrente elétrica que ocorre quando os elétrons são deslocados. Para que isso aconteça, os fótons (partículas de luz) excitam os elétrons mais externos dos átomos dos elementos semicondutores.

Na prática, a luz solar que atinge uma célula fotovoltaica é convertida em eletricidade por meio de um semicondutor, geralmente o silício. Um painel fotovoltaico é composto de várias células que produzem corrente contínua que então é convertida em corrente alternada por meio de um inversor. 

Os painéis podem ser usados ​​em pequenos sistemas ou grandes plantas e instalados por profissionais de empresas de energia solar. 

A energia fotovoltaica pode oferecer solução para diversas necessidades: desde ligar uma simples lâmpada de um poste de iluminação até uma grande usina solar, produzindo energia para milhares de famílias. 

Atualmente, esse é um dos principais tipos de energia solar utilizados com a finalidade de gerar eletricidade e resulta em uma grande economia nos gastos com energia. A grande vantagem desse tipo de energia é que a quantidade de energia gerada que sobra pode ser revertida em crédito, que fica disponível para ser utilizado em até 5 anos.

Energia solar térmica 

A tecnologia de energia solar térmica produz calor a partir dos raios solares e é o tipo de energia solar mais comum utilizado no mundo. 

A principal diferença entre a energia fotovoltaica e a energia solar térmica é que a primeira gera eletricidade e atua em todo o funcionamento de uma construção, já a segunda oferece o aquecimento solar que pode ser utilizado somente em alguns pontos da residência ou do estabelecimento. 

Portanto, as instalações da energia solar térmica atendem residências e indústrias para fornecer água quente e aquecimento, bem como uma ampla variedade de necessidades industriais em locais determinados. Ela funciona da seguinte forma: os coletores solares térmicos são usados ​​para absorver o calor dos raios solares e, em seguida, transferi-los para um fluido de transferência de calor, como ar, água ou anticongelante, que por sua vez o transporta para as áreas a serem aquecidas.

Os mais difundidos são os coletores de placas planas, eles são constituídos por uma superfície escura que absorve os raios solares e uma camada de isolamento térmico coberta com uma folha de vidro, responsável por gerar um efeito estufa. Os coletores operam em até 70 °C acima da temperatura ambiente. 

Existem também coletores solares térmicos de ar, usados ​​para secagem de culturas agrícolas, por exemplo, e sistemas feitos de borracha ou plástico, em vez de uma cobertura de vidro, usados principalmente para aquecer piscinas. 

Energia solar concentrada

Também chamada de energia termossolar, essa tecnologia concentra o calor dos raios solares usando coletores para aquecer um fluido de transferência, como gás, óleo ou sal fundido, por exemplo, a uma temperatura alta. O fluido aquece uma rede de água que produz vapor e aciona uma turbina (energia mecânica), gerando eletricidade.

O calor dos raios solares é coletado em grandes usinas nas quais espelhos (ou concentradores) planos ou curvos são instalados em vastas áreas.

A tecnologia é mais adequada para países onde a luz solar é intensa, por exemplo, em regiões desérticas. Esse é o tipo de energia solar é menos utilizado devido ao alto custo e à complexidade.

Alternativa para o futuro

A energia provinda do sol é inesgotável – uma excelente fonte de calor e luz e uma das grandes alternativas energéticas para o futuro. 

Ao comparar os três tipos de energia, a energia solar térmica é a que possui menor custo para aquisição, porém fornece somente aquecimento sem gerar a energia necessária para acender uma lâmpada, por exemplo.

Já a energia fotovoltaica é muito versátil e confiável, e o avanço dessa tecnologia está proporcionando o aumento da capacidade de fornecimento de energia elétrica no mundo todo. Apesar de mais cara que a solar térmica, ela está cada vez mais atrativa, e o retorno acontece com poucos anos de uso.

Por último, a energia solar concentrada também tem restrições devido ao alto custo e é mais adequada para grandes instalações. Ela une as vantagens da energia solar térmica por possibilitar a armazenagem do calor enquanto também apresenta a versatilidade da energia fotovoltaica.

Você sabia que a WEG é pioneira no fornecimento de energia solar fotovoltaica no Brasil? Com uma parceria global de fornecedores e uma forte rede de integradores capacitados e homologados, a WEG oferece capacidade e flexibilidade para atender grandes usinas, indústrias de diversos portes e segmentos, pequenos comércios ou residências. Saiba mais sobre a WEG Solar aqui.

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