Aviões deveriam se parecer com pássaros?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/12/2010

Os aviões modernos voam bem mas, do ponto de vista da eficiência do combustível, eles teriam muito a ganhar se parecessem um pouco mais com os pássaros.[Imagem: RJ Huyssen/NU,RSA]

Aviões-pássaros?

Embora ambos voem, aviões não se parecem muito com pássaros - a menos que você esteja imaginando um pássaro muito estranho ou um avião muito esquisito.

Mas será que aviões deveriam se parecer com pássaros? Ou, de outro modo, haveria algum benefício se o desenho dos aviões se aproximasse um pouco mais da aparência de um pássaro?

Geoffrey Spedding, da Universidade do Sul da Califórnia (EUA), e Joachim Huyssen, da Universidade Nordeste (África do Sul), acreditam que sim.

O objetivo dos dois engenheiros era descobrir formas de fazer com que os aviões consumam menos combustível. Para isso, eles abandonaram o desenho tradicional do "tubo com asas" e voltaram à estaca zero.

Sustentação e arrasto

Os pesquisadores projetaram uma aeronave simples e modular em três configurações: uma asa voadora individual, então asas mais um corpo e, em seguida, asas mais corpo e uma cauda.

Foram analisados os fluxos de ar em vários ângulos em relação às asas, corpo e cauda, em busca de formas de obter a maior sustentação - importante para o transporte de cargas - e o menor arrasto - importante para uma maior eficiência do combustível.

Os pesquisadores estabeleceram que, para qualquer proposta dada, em termos de capacidade de carga, autonomia etc., o melhor avião seria aquele que gerasse o menor arrasto possível.

Alguns anos atrás, um planador com cauda mínima foi testado com sucesso em voo, mas protótipos maiores para aviões comerciais nunca foram construídos. [Imagem: RJ Huyssen/NU,RSA]

As asas voadoras se mostraram a base fundamental ideal, mas impraticáveis - é difícil colocar carga e pessoas lá dentro. Então eles adicionaram um corpo para minimizar o arrasto e, mais importante, uma pequena cauda, que serve essencialmente para anular os distúrbios aerodinâmicos criados pelo corpo.

Cauda mínima

Infelizmente, a presença de um corpo diminui a sustentação e aumenta o arrasto. Em termos teóricos, isso pode ser resolvido com a adição de uma "cauda mínima".

Uma cauda mínima em relação às que os aviões atuais possuem - mas o resultado é que os aviões ficam muito mais parecidos com os pássaros.

Alguns anos atrás, um planador com cauda mínima foi testado com sucesso em voo, mas protótipos maiores para aviões comerciais nunca foram construídos.

"O ponto mais importante é que podemos estar desperdiçando grandes quantidades de combustíveis fósseis ao voar em aeronaves com projetos fundamentalmente sub-ótimos," diz Spedding.

"No mínimo, podemos mostrar que existe um projeto alternativo que é aerodinamicamente superior. Existe agora um imperativo para aprofundar esses projetos, e talvez outros, que poderão fazer uma diferença significativa para o nosso padrão global de consumo de energia," conclui ele.

Nota: depois de um século de conquista dos céus (mais pesada que o ar), descobre-se que o melhor projeto para vôo com carga útil é semelhante ao dos pássaros. Responda com sinceridade: será que a "evolução" teve tempo de testar todos os projetos que não funcionam ou que não funcionam tão bem (incluindo o nosso consagrado modelo de avião) e "selecionar" o melhor projeto para as espécies de aves? Lembre-se que este modelo, a priori, deve ter sido incorporado no "ancestral" de todos os pássaros (dinossauro?), já que seu modelo é replicado em todos os descendentes. Caso sua resposta seja sim, onde estão os fósseis dos projetos não tão bem sucedidos? E não me venha com aquelas ambiguidades altamente especulativas de dinossauros com asas e penas, que não sei de onde tiram... haja imaginação, e dá-lhe falta de ciência!

A engenharia aeronáutica de nossas aves parece muito mais ter sido obra de um fino design, otimizado desde o princípio. Por que algumas coisas, na natureza, parecem não funcionar? Duas respostas básicas: 1. Porque, em muitos casos, ainda não as entendemos seu perfeito encaixe (chegamos, no passado, a considerar o fígado um órgão sem função, recessivo da evolução) e 2. Porque, há seis mil anos, um gerador de caos e desordem entrou no cenário. Mas isto é tema para outro post...

Matéria e antimatéria podem ser criadas do nada

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/12/2010

"A questão básica do que é o vácuo, o que não é o nada, vai além da ciência."

Sob as condições adequadas - que incluem um feixe de laser de ultra-alta intensidade e um acelerador de partículas de dois quilômetros de extensão - pode ser possível criar algo do nada.

É o que garante Igor Sokolov e seus colegas da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos.

O grupo desenvolveu novas equações que descrevem como um feixe de elétrons de alta energia, combinado com um intenso pulso de laser, pode rasgar o vácuo, liberando seus componentes fundamentais de matéria e antimatéria, e desencadear uma cascata de eventos que gera pares adicionais detectáveis de partículas e antipartículas.

Criar matéria do nada

Não é a primeira vez que cientistas afirmam que um super laser pode criar matéria do nada. De um nada que não é exatamente ausência de tudo, mas uma sopa fervilhante de ondas e campos de todos os tipos, onde partículas virtuais surgem e desaparecem o tempo todo.

Em 2008, um artigo publicado na revista Science descreveu como a matéria se origina de flutuações do vácuo quântico.

"Agora nós pudemos calcular como, a partir de um único elétron, podem ser produzidas várias centenas de partículas. Acreditamos que isso acontece na natureza, perto de pulsares e estrelas de nêutrons," afirma Igor Sokolov, um dos autores do estudo.

Foi um grupo de brasileiros que demonstrou recentemente que uma estrela de nêutrons pode acordar o vácuo quântico.

O que é o nada?

Na base de todos estes trabalhos está a idéia de que o vácuo quântico não é exatamente o nada.

"É melhor dizer, acompanhando o físico teórico Paul Dirac, que um vácuo, ou um nada, é a combinação de matéria e antimatéria - partículas e antipartículas. Sua densidade é tremenda, mas não podemos perceber nada delas porque seus efeitos observáveis anulam-se completamente," disse Sokolov.

Em condições normais, matéria e antimatéria destroem-se mutuamente assim que entram em contato uma com a outra, emitindo raios gama, que já se imaginou aproveitar para construir um laser de raios gama.

"Mas sob um forte campo eletromagnético, este aniquilamento, que tipicamente funciona como um ralo de escoamento, pode ser a fonte de novas partículas," explica John Nees, coautor do estudo. "No curso da aniquilação, surgem fótons gama, que podem produzir elétrons e pósitrons adicionais."

Um fóton gama é uma partícula de luz de alta energia. Um pósitron é um anti-elétron, uma partícula gêmea do elétron, com as mesmas propriedades, mas com carga positiva.

Reação em cadeia

Os que os cientistas calculam é que os fótons de raios gama produzirão uma reação em cadeia que poderá gerar partículas de matéria e antimatéria detectáveis.

Em um experimento, preveem eles, um campo de laser forte o suficiente irá gerar mais partículas do que as injetadas por meio de um acelerador de partículas.

No momento, não existe nenhum laboratório que tenha todas as condições necessárias - um super laser e um acelerador de partículas - para testar a teoria.

Mas, para Sokolov, o tema já é fascinante o suficiente do ponto de vista filosófico.

"A questão básica do que é o vácuo, o que não é o nada, vai além da ciência," afirma ele. "Ela está profundamente incorporada não apenas nos fundamentos da física teórica, mas também da nossa percepção filosófica de tudo - da realidade, da vida, e até mesmo da questão religiosa sobre se o mundo poderia ter vindo do nada."

Recentemente, físicos do LHC conseguiram capturar antimatéria pela primeira vez - veja também CERN dá mais um passo no estudo da antimatéria. (ênfase acrescentada)

Nota: Até alguns anos atrás, poderia se dizer que a idéia de que Deus havia criado o mundo a partir do nada era fisicamente impossível, e conjecturas sobre a "Terra sem forma e vazia" e a "face das águas" foram levantadas, por alguns segmentos criacionistas, como evidências de matéria pré-existente com a qual Deus criara o mundo. Alguns raciocinaram que daí poderia se explicar a datação das rochas como sendo muito, muito antigas.

O novo mundo que a física quântica começou a propor na segunda metade do século XX abriu as portas para o inimaginável na mecânica clássica, como a criação da matéria a partir do "nada". Mas os pontos vão para aqueles bem-aventurados "que não virarm e creram", desde o princípio. Não é hora de refletir sobre a complexidade da vida e, principalmente, do homem? Não é hora de levar o tão antiquado e fora-de-moda Livro mais a sério? Veja as evidências.