{"id":12471,"date":"2014-12-19T12:00:55","date_gmt":"2014-12-19T12:00:55","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=12471"},"modified":"2014-12-19T11:03:36","modified_gmt":"2014-12-19T11:03:36","slug":"a-estranha-relacao-entre-as-bolhas-no-champagne-e-a-geracao-de-energia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/a-estranha-relacao-entre-as-bolhas-no-champagne-e-a-geracao-de-energia\/","title":{"rendered":"A estranha rela\u00e7\u00e3o entre as bolhas no champagne e a gera\u00e7\u00e3o de energia"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>O segredo escondido nas bolhas do champagne e outras bebidas gasosas pode abrir caminho para aumentar a gera\u00e7\u00e3o de energia no mundo ao permitir a constru\u00e7\u00e3o de turbinas mais eficientes. E para revelar como estas pequenas bolhinhas se comportam, cientistas japoneses usaram o computador mais poderoso do pa\u00eds para montar a simula\u00e7\u00e3o mais precisa j\u00e1 realizada sobre o que acontece com os gases distribu\u00eddos em l\u00edquidos na fase de transi\u00e7\u00e3o para vapor. Este processo \u00e9 comum no interior de milhares de usinas el\u00e9tricas ao redor do mundo que usam os mais variados combust\u00edveis, de carv\u00e3o e g\u00e1s a nucleares, para aquecer \u00e1gua e fazer com que ela movimente seus enormes d\u00ednamos.<\/p>\n

Ao abrir uma garrafa de champagne, cerveja ou mesmo um refrigerante, vemos que a libera\u00e7\u00e3o abrupta da press\u00e3o promove a forma\u00e7\u00e3o de bolhas no l\u00edquido, que ent\u00e3o come\u00e7am a se unir, com as bolhas maiores crescendo \u00e0 medida que \u201cabsorvem\u201d as menores. Este fen\u00f4meno, conhecido como \u201cmatura\u00e7\u00e3o de Ostwald\u201d, tamb\u00e9m \u00e9 observado em escala muito maior nas turbinas das usinas de gera\u00e7\u00e3o de energia, mas at\u00e9 agora ningu\u00e9m sabia com certeza o que ocorria dentro delas, especialmente como as bolhas se formam.<\/p>\n

Assim, pesquisadores das universidades de T\u00f3quio e Kyusyu e do Instituto Riken decidiram simular a din\u00e2mica das mol\u00e9culas em um l\u00edquido. Eles colocaram mol\u00e9culas virtuais em uma caixa, determinaram suas velocidades iniciais e estudaram como elas continuaram a se mover com base nas Leis de Newton, observando as mudan\u00e7as na sua posi\u00e7\u00e3o com o tempo. Pode parecer simples, mas para representar uma \u00fanica bolha s\u00e3o usadas pelo menos 10 mil destas mol\u00e9culas, o que eleva para milh\u00f5es o n\u00famero necess\u00e1rio de forma que sua quantidade seja significativa o suficiente para que a simula\u00e7\u00e3o de seu comportamento seja v\u00e1lida.<\/p>\n

Tudo isto requer uma enorme capacidade de processamento, e apenas recentemente os computadores ficaram poderosos o bastante para fazer estas simula\u00e7\u00f5es. No caso da m\u00e1quina do Instituto Riken, batizada apenas como \u201cK\u201d, 4 mil processadores trabalhando em paralelo fizeram os c\u00e1lculos do comportamento de nada menos que 700 milh\u00f5es de mol\u00e9culas se movendo conjuntamente ao longo de um milh\u00e3o de passos, no que os cientistas acreditam ser a simula\u00e7\u00e3o mais precisa j\u00e1 realizada deste fen\u00f4meno.<\/p>\n

– No passado, embora muitos pesquisadores quisessem explorar a forma\u00e7\u00e3o de n\u00facleos de bolhas em n\u00edvel molecular, isto era dif\u00edcil devido \u00e0 falta de poder computacional \u2013 explica Hiroshi Watanabe, pesquisador da Universidade de T\u00f3quio e um dos autores de artigo sobre o estudo, publicado na \u00faltima edi\u00e7\u00e3o do peri\u00f3dico cient\u00edfico \u201cJournal of Chemical Physics\u201d. – Mas, agora, diversos computadores em petaescala, sistemas capazes de atingir um desempenho de mais de um quatrilh\u00e3o de opera\u00e7\u00f5es por segundo, est\u00e3o dispon\u00edveis ao redor do mundo, permitindo realizar estas enormes simula\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

Segundo os pesquisadores japoneses, para sua surpresa a simula\u00e7\u00e3o indicou que o comportamento das bolhas est\u00e1 em linha com as previs\u00f5es da chamada \u201cTeoria LSW\u201d, desenvolvida nos anos 1960, que j\u00e1 tinham sido observadas em outros sistemas, como no crescimento de cristais de gelo, mas nunca em gases num l\u00edquido.<\/p>\n

– Enquanto as taxas de nuclea\u00e7\u00e3o de got\u00edculas na condensa\u00e7\u00e3o s\u00e3o bem previstas pela teoria cl\u00e1ssica, as taxas de nuclea\u00e7\u00e3o de bolhas em um l\u00edquido superaquecido previstas pela teoria s\u00e3o bem diferentes dos valores observados em experimentos \u2013 conta Watanabe. – Assim, esper\u00e1vamos que a teoria cl\u00e1ssica falhasse na descri\u00e7\u00e3o de sistemas de bolhas, mas ficamos surpresos que ela tenha se sustentado.<\/p>\n

A simula\u00e7\u00e3o feita por Watanabe e colegas, no entanto, revelou o comportamento das bolhas criadas por movimentos do l\u00edquido que geram altera\u00e7\u00f5es na press\u00e3o, em um processo conhecido como cavita\u00e7\u00e3o. Assim, seu pr\u00f3ximo passo ser\u00e1 tentar fazer o mesmo com o processo de fervura, este sim ligado a poss\u00edveis aplica\u00e7\u00f5es para poss\u00edveis melhorias na gera\u00e7\u00e3o de energia.<\/p>\n

– Simular a fervura em n\u00edvel molecular \u00e9 mais dif\u00edcil que a cavita\u00e7\u00e3o, mas isso nos dar\u00e1 novos conhecimentos que podem ser aplicados diretamente no desenho de d\u00ednamos mais eficientes \u2013 conclui.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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