18 de mar de 2015

O Espectro de Som Audível

Assim como ocorre com as ondas eletromagnéticas em que apenas uma estreita faixa do espectro de frequência pode ser vista pelos nossos olhos, no caso das ondas  sonoras, um ser humano com audição normal pode escutar somente frequências entre 20 Hz e 20.000 Hz. Frequências menores são chamadas de infrassom, e maiores de ultrassom.

O infrassom pode se propagar por longas distâncias, pois é menos sujeito às perturbações ou interferências. Infrassons podem ser produzidos pelo vento e por alguns tipos de terremotos. Os elefantes são capazes de emitir infrassons que podem ser detectados a uma distância de 2 km.
ultrassom é usado em muitos campos. Dispositivos ultrassônicos são usados para detectar objetos e medir distâncias. A ultrassonografia é usada na medicina, e em testes não destrutíveis, para detectar falhas em produtos e estruturas. 

É bom ter uma noção dos tipos de ondas, suas aplicações e seus possíveis efeitos sobre nosso corpo e nossa saúde. Em um mundo cada vez mais dependente destes recursos, é importante saber identificá-las e distinguí-las.

O video a seguir mostra os sons que nossos ouvidos podem captar, iniciando com a frequência de 20 Hz e indo até 20.000 Hz. Aumente o volume e teste para ver se consegue ouví-las do começo ao fim. No teste que eu fiz, só usando o som do notebook, não consegui escutar as frequências iniciais, mas depois que adaptei uma caixinha com amplificador ficou mais fácil ouví-las. Por isso, não se preocupe se também não ouvir as frequências iniciais e finais, pois pode ser uma limitação do seu sistema de som. 



Fontes:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Infrassom
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ultrassom

4 de mar de 2015

Lei da Física aplicada em simulação do comportamento de chimpanzés. Coincidência?

Os seres vivos são dotados de um senso de consciência, e interagem e aprendem com o universo em torno deles. Cada nível de interação envolve a transferência de informações de vários tipos, e em diferentes níveis. Os segmentos da informação estão interligados uns aos outros, e juntos constituem o universo.  Investigações interdisciplinares são feitas por cientistas de renome que trabalham nas áreas da fronteira da ciência. É uma fronteira onde a física, a matemática e  a biologia se fundem.

Uma dessas equipes de cientistas da Universidade de Búfalo, para simular o comportamento dos chimpanzés, criou um modelo de computador baseado em equações normalmente usadas ​​para descrever o movimento dos átomos e moléculas em um espaço confinado.


Com o desmatamento, as mudanças climáticas e outras pressões ameaçando os habitats, como é que os chimpanzés se adaptam?
A equipe de investigação interdisciplinar voltou-se para as leis físicas que regem a matéria para explorar uma faceta dessa questão: como os animais se agrupam e viajam através do seu território, conforme diminui o espaço que eles compartilham com outros membros de sua espécie.

Eles testaram o tipo de modelagem que usamos para a física para que se adaptasse ao comportamento dos animais, e se surpreenderam. O modelo mostrou como a competição por um importante recurso alimentar afeta a forma como os chimpanzés se espalham em uma determinada área.

A simulação foi replicando com êxito certos comportamentos de chimpanzés relatados na literatura acadêmica, as quais os investigadores têm testemunhado em estado selvagem. O modelo poderia ser ampliado no futuro para prever como um habitat encolhido pode afetar as populações de chimpanzés.

Chimpanzés como partículas 
A técnica de modelagem usada pela equipe era bastante simples. Eles modelaram cada chimpanzé como  se fosse uma partícula que pode se sentir atraída ou repelida por outros objetos na vizinhança. Decidiram que todos os chimpanzés seriam atraídos por comida e repelidos por outros chimpanzés, que competem pela comida.

A equação fundamental da simulação utilizada foi a Segunda Lei do Movimento, elaborada por Isaac Newton (imagem), que afirma que:
Aceleração = Força / Massa.
Os chimpanzés eram as massas na equação, enquanto as forças eram de atração e repulsão à comida de outros chimpanzés. Ao atribuir valores para cada força e feita a determinação da distância em que as forças começam a afetar os chimpanzés, a equipe foi capaz de simular a direção e velocidade que os animais se movem em relação à alimentação e aos outros.

O modelo efetivamente reproduziu alguns comportamentos de chimpanzés vistos na natureza. Uma vez que a simulação tinha funcionado por algum tempo e chegou a um estado de equilíbrio, observaram-se chimpanzés juntando-se em grupos separados no território, assim como fazem na natureza. Viram também alguns membros de cada grupo migrando para se juntar a outros grupos, o que é um comportamento comum apresentado por fêmeas nestas sociedades.
Os pesquisadores também tiveram sucesso em expandir seu modelo básico para imitar as características observadas de um grupo de chimpanzés na Guiné (África ocidental), que tinha acesso limitado a alimentos. Para fazê-lo, a equipe fez alterações que incluíram redução do número de fontes de alimentos e tornando disponíveis chimpanzés machos e fêmeas atraídos um pelo outro.
Em equilíbrio, esta simulação expandida mostrou muitos chimpanzés machos deixando seu grupo nativo para se juntarem a outro grupo ou viverem sozinhos. Tal comportamento é um pouco incomum para os humanos, que tendem a permanecer em seus grupos nativos, mas é exatamente o que um pesquisador de primatas viu ao estudar os chimpanzés na Guiné há mais de 20 anos.

É um bloqueio mental para nós imaginarmos criaturas vivas podendo ser tratadas como partículas, mas, na realidade, muitas decisões que os animais fazem são baseadas em atrações e repulsões: atração para alimentos e outros recursos, e repulsão pelo perigo. 
Uma hipótese que não podemos descartar, no entanto, é que tenha sido uma grande coincidência que o modelo tenha funcionado neste caso. Mas também para isso que serve a Ciência. Para abrir novos horizontes de pesquisas, envolvendo desta vez várias áreas do conhecimento, possibilitando que outros possam futuramente validar ou não uma determinada teoria.
Eu, como apreciador da Física, achei muito interessante saber que pode haver um paralelo entre as equações que ensino para os meus alunos e o comportamento de animais, que podem assim ser analisados através destes modelos.

Fonte:
http://phys.org/news/2015-03-newton-laws-motion-chimp-behavior.html

21 de fev de 2015

A importância dos erros nas ciências

Refletindo um pouco sobre minha profissão de professor de Ciências, fiquei pensando como sem querer, passamos aos alunos a ideia de que eles devem simplesmente absorver os conteúdos, e em seguida responderem corretamente às perguntas que fazemos nas provas. Isso pode dar a impressão de que em todas as áreas os conhecimentos se encontram totalmente prontos, e aos educandos só restaria o trabalho de entenderem como eles foram adquiridos ao longo da História.
Ensinamos as crianças como se as respostas corretas fossem mais importantes do que as perguntas corretas.
Não saber sobre algo é natural e mais pais e mais professores deveriam estar dispostos a dizer: Eu não sei a resposta. Vamos descobrir como podemos obtê-la.
Eu penso que é isso que tínhamos que ensinar nas escolas. A ciência é um processo de tentar entender este mundo complicado e descobrir o como e o porque das coisas serem como são, através do levantamento de hipóteses e testes para confirmá-las ou não. Não só pesquisadores se utilizam deste método, na física e nas ciências, mas todos nós, no dia-a-dia, em qualquer problema que enfrentamos, por exemplo quando tentamos fazer funcionar um computador ou celular, ou ao procurarmos o local de um vazamento de água em nossas casas. Isto ocorreu comigo recentemente. Em meu apartamento, apareciam poças d'água debaixo da pia da cozinha, mas minha esposa não sabia me informar como elas se formavam. De onde vinha o vazamento? Seria de trás, pela parede, pela cuba de inox, ou pelo ralo no chão? Considerei inicialmente todas as possibilidades. Aos poucos, fui abandonando hipóteses incorretas e consegui descobrir que o vazamento vinha de trás, através de um vão entre a pia e a parede. 
Utilizei no local, um rejunte branco e silicone, mas o vazamento continuou, embora tivesse diminuído. Fui fechando o cerco e experimentei colocar uma camada maior de rejunte e silicone, para que criasse uma "rampinha" entre a pedra da pia e a parede. Consegui resolver o problema e o vazamento cessou.

Mesmo quando alguém nos conta alguma coisa, precisamos estar "armados" com o Método Científico para não acreditarmos em qualquer bobagem. Outro dia, uma aluna me disse: "Professor, se uma mulher sonha que está grávida de gêmeos, significa que terá um lucro financeiro em breve". Tentei então fazê-la associar de algum modo um fato com outro. Para mim, é fácil perceber que uma coisa não tem absolutamente nenhuma ligação com a outra, mas no caso das pseudociências, as pessoas parecem ter uma queda a acreditar em algo que, para elas, não conseguimos lidar por falta de provas ou evidências, mas que julgam ter um fundamento sobrenatural ou espiritual, campo no qual a ciência se nega ou não teria capacidade de realizar pesquisas. Mas é justamente por causa desta falta de evidências que a ciência não entra neste jogo.

O filósofo Sócrates dizia: "Só sei que nada sei". Esta frase não deve ser interpretada ao pé da letra, pois todos nós sabemos de uma forma ou de outra sobre alguma coisa, mas ela serve para entendermos a humildade deste grande pensador, que preferia instigar sempre o pensamento, formando eternos aprendizes, em busca de um aprimoramento na maneira de compreender diversos assuntos da melhor forma possível.

A necessidade de saber e responder tudo certo, da maneira como nos foi ensinada,  para  que não falhemos quando perguntados, dando-nos a sensação de sermos melhores do que os outros, pode ter ramificações extremamente prejudiciais para a busca do conhecimento. A ciência progride por testar ideias fora do estabelecido, refutando as concepções anteriores e, gradualmente, chegando mais e mais perto da verdade no centro do fenômeno a ser estudado.

Fonte:
http://physics.about.com/b/2014/05/30/importancefailure.htm

9 de fev de 2015

Consumir álcool: uma necessidade evolutiva


Nosso gosto por álcool já dura milhões de anos. Agora, uma pesquisa genética revela novidades sobre este antigo relacionamento humano.

Um novo estudo descobriu que os nossos antepassados adquiriram a capacidade de digerir o álcool há cerca de 10 milhões de anos, entre um ancestral comum a humanos, chimpanzés e gorilas, e certamente bem antes de nós aprendermos a fabricá-lo. Isso sugere que o álcool tornou-se parte da dieta humana muito mais cedo do que se pensava, e de uma forma que teve implicações significativas para a sobrevivência da espécie humana.

Os seres humanos carregam com eles as assinaturas genéticas de seus hábitos de alimentação ancestrais. As variantes genéticas que tornam novas fontes de alimento disponíveis podem proporcionar enormes oportunidades para aqueles que as possuem.

A tolerância ao álcool pode ter tornado possível comer frutas muito maduras que tinham caído no chão e começado a fermentar naturalmente. Esta adaptação teria fornecido aos nossos antepassados uma fonte de alimento abundante para a qual havia poucos concorrentes.


O metabolismo do álcool após a ingestão é um processo complexo que envolve uma série de enzimas diferentes. A maior parte que é ingerida é discriminada no intestino e no fígado. O novo estudo centrou-se na enzima ADH4 pelo fato de ela ser abundante no intestino. Testes indicaram que a ADH4 encontrada em seres humanos, gorilas e chimpanzés é 40 vezes mais eficiente na metabolização do álcool do que a forma encontrada em espécies mais primitivas.

Como os seres humanos dependem de ADH4 como seu principal meio de digerir o álcool, eles também são suscetíveis às ressacas. Enzimas metabolizam o álcool, convertendo-o em um outro produto químico, o acetaldeído, que provoca o rubor da pele, dor de cabeça e outros sintomas desagradáveis da ressaca.

E agora, para quem quiser assistir, uma reportagem mostrando animais africanos ficando bêbados pelo consumo de frutas fermentadas.





26 de jan de 2015

O custo real da carne

Somente as preocupações com a saúde não vão conseguir reduzir o crescente consumo de carne no mundo. Talvez as preocupações com o meio ambiente sejam mais convincentes.

Apenas poucas décadas atrás, uma refeição contendo carne era tida como um privilégio. Nos dias de hoje, a maioria de nós ocidentais come carne quase todos os dias, e muitos a consomem em todas as refeições.

Até mesmo as pessoas provenientes de culturas, digamos, menos carnívoras, estão também mudando seus hábitos. Na China, por exemplo, comer carne tornou-se atualmente uma aspiração.

A produção de carne no mundo subiu de 78 milhões de toneladas por ano em 1963, para 308 milhões de toneladas em 2014.













Deixando de lado as questões em torno da moralidade de se comer animais, o problema é que o planeta não pode suportar esse crescente apetite. A área de pastagem de gado usada no mundo já corresponde a 26% das terras livres disponíveis para esta finalidade, e a indústria da carne é responsável por 15% de todas as emissões de gases do efeito estufa.

Ao longo de décadas, o preço da carne foi diminuindo devido às práticas agrícolas cada vez mais eficientes. Ao mesmo tempo que isso é bom para os consumidores, é ruim para o meio ambiente, em termos de poluição, resistência aos antibióticos, bem como para o clima - e, é claro, principalmente para os próprios animais sacrificados.

Seria viável aumentar o preço da carne para diminuir o consumo?


Os governos têm conseguido reduzir o consumo de álcool e tabaco através dessa prática, mas um "imposto penalizador" sobre a carne não teria uma justificativa tão contundente quanto à estabelecida para quem consome bebidas alcoólicas ou fuma. É claro que há muitas evidências sobre possíveis ligações entre altos níveis de consumo de carne, e a propensão em adquirir câncer e doenças cardíacas. Talvez, uma opção viável seria que os governos reduzissem os subsídios agrícolas que sustentam a produção da carne, mas poucos deles resistiriam à pressão contrária dos envolvidos no setor de negócios agropecuários, e até mesmo do próprio mercado consumidor.  

A Persuasão pode funcionar melhor do que a coerção. 
No Reino Unido e nos Estados Unidos, preocupações com a saúde já reduziram o consumo de carne vermelha e processada. Nas últimas orientações dietéticas emitidas pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos estão sendo abordados os efeitos sobre o meio ambiente, bem como à saúde. A indústria não vai gostar, mas o público pode achar interessante conhecer melhor os benefícios de adotar uma dieta baixa em carne e gorduras.

Fontes:
http://www.newscientist.com/article/mg22530052.900-the-world-pays-too-high-a-price-for-cheap-meat.html?utm_source=NSNS&utm_medium=SOC&utm_campaign=hoot&cmpid=SOC%257CNSNS%257C2014-GLOBAL-hoot#.VMadsv7F9PK

http://oglobo.globo.com/sociedade/ciencia/meio-ambiente/producao-de-carne-bovina-tem-custo-ambiental-maior-do-que-frango-porco-13331946
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