segunda-feira,
18 de março de 2013
Revolução Industrial 2.0
O Fórum Econômico Mundial anunciou sua
lista das 10 principais tendências tecnológicas que prometem
decolar e levar junto a quase paralisada economia mundial.
Segundo a entidade, essas tecnologias poderão ajudar a alcançar
um crescimento econômico sustentável nas próximas décadas, conforme continuam a
crescer a população global e, por decorrência, as demandas materiais sobre o
meio ambiente.
A seleção das tecnologias levou em conta a possibilidade de
avanços no desenvolvimento industrial e econômico, e a possibilidade de
implantação industrial a curto e médio prazo.
Veículos Elétricos Online (OLEV)
A Coreia do Sul começou a testar trens alimentados por
[Imagem:
KAIST]
Tecnologias de eletricidade sem fio já conseguem fornecer
eletricidade para veículos em movimento.
Na próxima geração de carros elétricos, conjuntos de bobinas de
captação sob o assoalho do veículo vão receber a energia remotamente através de
um campo eletromagnético de transmissão gerado por cabos instalados sob a
estrada.
A corrente elétrica sem fios também recarrega uma bateria
utilizada para alimentar o veículo quando ele está fora das redes de suprimento
ou circulando por vias que ainda não contam com a infraestrutura.
Como a eletricidade é fornecida externamente, esses veículos
precisam de uma bateria com apenas um quinto da capacidade da bateria de um
carro elétrico atual.
Os sistemas de eletricidade sem fios já podem alcançar uma
eficiência de transmissão de mais de 80%.
Veículos online elétricos já estão em testes de estrada em Seul,
na Coreia do Sul.
A impressão 3D promete nada menos do que a
[Imagem:
Pearce/Science]Impressão 3-D e fabricação remota
A impressão tridimensional permite a criação de estruturas
sólidas a partir de um arquivo CAD de computador, potencialmente revolucionando
a economia industrial se os objetos puderem ser impressos remotamente.
O processo envolve camadas de material que são depositadas umas
sobre as outras para criar virtualmente qualquer tipo de objeto.
Projetos assistidos por computador são "fatiados"
em modelos de impressão,
permitindo que objetos criados virtualmente sejam usados como
modelos para reproduções reais feitas de plástico, ligas metálicas ou outros
materiais.
O recurso de impressão 3-D de objetos também é conhecido como
fabricação aditiva, tendo nascido para a criação de protótipos, mas está
rapidamente se transformando em uma técnica de fabricação em larga escala
Materiais autocicatrizantes prometem
ajudar a cuidar melhor
da saúde e a proteger prédios e aviões.
[Imagem:
UIUC]
Materiais com autocura
Uma das características básicas dos organismos vivos é a sua
capacidade inerente para reparar danos físicos - cicatrizar-se e
curar-se de ferimentos,
por exemplo.
Uma tendência crescente no biomimetismo é a criação de materiais
estruturais não-vivos que também têm a capacidade de curar-se quando cortados,
rasgados ou quebrados.
Materiais que se consertam sozinhos podem reparar danos sem
intervenção humana externa, o que poderá dar vida mais longa aos bens
manufaturados e reduzir a demanda por matérias-primas.
Outro potencial é o de melhorar a segurança inerente dos
materiais utilizados na construção civil ou carros e aviões.
dessalinização da água do mar a
baixo custo.
[Imagem:
Damien Quémener]
Purificação de água energeticamente eficiente
A escassez de água é um problema ecológico crescente em muitas
partes do mundo, devido principalmente a demandas concorrentes da agricultura,
das cidades e outros usos humanos.
Enquanto os sistemas de água doce estão sobre-utilizados ou
exauridos, a dessalinização da água do mar oferece uma fonte quase ilimitada de
água.
Mas hoje isso tem um custo considerável de energia -
principalmente de combustíveis fósseis - para alimentar os sistemas
de evaporação ou osmose reversa.
Tecnologias emergentes oferecem o potencial para a
dessalinização e a purificação de águas residuais significativamente mais
eficientes em termos de energia, potencialmente reduzindo o consumo de energia
em 50% ou mais
Técnicas como a osmose reversa também podem ter sua eficiência
melhorada pela utilização de calor residual de termelétricas ou calor
renovável, produzido por energia termossolar ou geotérmica.
Vários estudos já demonstraram a possibilidade de usar a
[Imagem: UCLA]
Conversão e uso de dióxido de carbono (CO2)
As longamente esperadas tecnologias para a captura e sequestro
de dióxido de carbono ainda estão por demonstrar-se comercialmente viáveis,
mesmo na escala de uma única estação geradora de energia.
Novas tecnologias que convertem o CO2 indesejável em produtos
vendáveis podem potencialmente resolver tanto as deficiências econômicas quanto
energéticas das estratégias convencionais de captura e sequestro de dióxido de
carbono.
Uma das abordagens mais promissoras usa bactérias
fotossintéticas geneticamente modificadas para transformar resíduos de CO2 em
combustíveis líquidos ou produtos químicos de baixo custo usando sistemas
conversores modulares alimentados por energia solar.
Sistemas individuais desse tipo prometem cobrir centenas de
hectares nos próximos dois anos.
Sendo de 10 a 100 vezes mais produtivos por unidade de área de
terra, estes sistemas resolvem uma das principais limitações ambientais dos
biocombustíveis gerados a partir de matérias-primas agrícolas ou de algas, e
poderão fornecer combustíveis de baixo teor de carbono para automóveis,
aviões
ou outros grandes usuários de combustíveis líquidos
[Imagem:
Wayne R.Curtis/PSU]
Nutrição saudável em nível molecular
Mesmo em países desenvolvidos, milhões de pessoas sofrem de
desnutrição,
devido à deficiência de nutrientes em suas dietas.
Técnicas genômicas modernas podem determinar ao nível de
sequência genética a grande variedade de proteínas naturais que são importantes
para a dieta humana.
As proteínas identificadas podem ter vantagens sobre os
suplementos proteicos tradicionais na medida que podem fornecer uma maior
percentagem de aminoácidos essenciais, e têm melhor solubilidade, sabor,
textura e características nutricionais.
A produção em larga escala de proteínas alimentares puras para o
ser humano, com base na aplicação da biotecnologia para nutrição molecular,
pode oferecer benefícios à saúde, como melhor desenvolvimento
muscular,
gestão do diabetes ou redução da obesidade.
[Imagem:
Tian et al./Nature Materials]
Sensoriamento remoto
O uso cada vez mais generalizado de sensores que permitem
respostas passivas a estímulos externos vai continuar a mudar a nossa forma de
responder ao ambiente, em especial na área da saúde.
Exemplos incluem sensores que monitoram continuamente a função corporal
- como frequência
cardíaca, oxigenação do sangue e níveis de açúcar no sangue - e, se necessário,
desencadear uma resposta médica, como o fornecimento de insulina.
Os avanços dependem da comunicação sem fio entre dispositivos -
nós das redes de sensores -, tecnologias de sensoriamento com baixo consumo de
energia e, eventualmente captação ativa de energia, através dos chamados
nanogeradores.
Outro exemplo inclui a comunicação veículo-a-veículo para
melhorar a segurança nas ruas e estradas.
Cientistas mais ousados trabalham com a possibilidade
[Imagem:
Avi Schroeder]
Aplicação precisa de medicamentos por engenharia em nanoescala
Fármacos que podem ser aplicados com precisão em nível molecular
no interior ou em torno de uma célula doente oferecem oportunidades sem
precedentes para tratamentos mais eficazes, ao mesmo tempo reduzindo os efeitos
colaterais indesejados.
Nanopartículas funcionalizadas, que aderem ao tecido doente,
permitem a aplicação em microescala de potentes compostos terapêuticos.
Isso minimizando o impacto do remédio sobre os tecidos
saudáveis.
Essas nanopartículas funcionais estão começando a avançar rumos
aos testes clínicos.
Depois de quase uma década de pesquisa, estas novas abordagens
estão finalmente mostrando sinais de utilidade clínica.
Circuitos eletrônicos biodegradáveis já
funcionam como
curativos
eletrônicos, mas logo poderão se dissolver no corpo humano.
[Imagem: Fiorenzo Omenetto/Tufts University]
Eletrônica e fotovoltaicos orgânicos
A eletrônica orgânica baseia-se na utilização de materiais
orgânicos, tais como polímeros, para criar circuitos e dispositivos
eletrônicos.
Esses circuitos eletrônicos orgânicos podem ser fabricados por
impressão e normalmente são finos, flexíveis e até transparentes.
Em contraste com os semicondutores tradicionais à base de
silício, que são fabricados com técnicas caras de fotolitografia, a eletrônica
orgânica pode ser impressa usando processos de baixo custo, similares à
impressão a jato de tinta.
Isso torna os produtos extremamente baratos em comparação com os
dispositivos eletrônicos tradicionais, tanto em termos de custo por aparelho,
quanto do capital necessário para produzi-los.
Embora atualmente a eletrônica orgânica não se encontre em
condições de competir com o silício em termos de velocidade e densidade, ela
tem o potencial para proporcionar uma vantagem significativa em termos de custo
e versatilidade.
Coletores solares fotovoltaicos impressos, por exemplo, custando
muito menos do que as células solares de silício, podem acelerar a transição
para as energias renováveis.
Quarta geração de reatores nucleares e reciclagem de resíduos
Os reatores nucleares atuais usam apenas 1% da energia potencial
disponível no urânio, deixando o resto radioativamente contaminado como lixo
nuclear.
O desafio de lidar com os resíduos nucleares limita seriamente o
apelo desta tecnologia de geração de energia.
A reciclagem do urânio-238 em um novo material físsil
caracteriza o que está sendo chamado de Nuclear 2.0.
A promessa é de estender em séculos a vida útil dos recursos de
urânio já minerados, ao mesmo tempo reduzindo drasticamente o volume e a toxicidade
do lixo nuclear, cuja radioatividade vai cair abaixo do nível do minério de
urânio original em uma escala de tempo de séculos, e não mais de milênios, como
é hoje.
Tecnologias de quarta geração, incluindo reatores rápidos
resfriados por metal líquido, estão sendo implantados em vários países e já são
oferecidos por empresas fabricantes de equipamentos de engenharia nuclear.
Fonte: inovacaotecnologica.com.br
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