sexta-feira, 23 de dezembro de 2016

Três documentários para aficionados por ciência e engenharia

Se você anda em busca de inspiração ou está interessado em saber um pouco mais sobre ciência e engenharia, então está mais do que na hora de conhecer os três documentários que separei abaixo. Assista e divirta-se!

Obras Incríveis (MegaStructures) – NatGeo 

Imagem: https://www.emaze.com

Se você tem curiosidade em saber como foram construídas algumas das obras de engenharia mais imponentes já feitas pelo homem ao redor do mundo, esse programa exibido pela National Geographic Channel é o que há de melhor no assunto. Dois documentários que merecem destaque são os que mostram a construção do Viaduto de Millau, na França, e o maior arranha-céu do mundo, o Burj Khalifa, em Dubai. É pura inspiração.

Megaconstruções (Extreme Engineering) – Discovery Channel

Imagem: http://next-episode.net/extreme-engineering/season-3

Esse programa de televisão, assim como o "Obras Incríveis" da NatGeo, é um dos melhores quando o assunto é construção civil. Se você nunca assistiu, sugiro que comece vendo o episódio que relata a construção do Túnel de Boston ou Big Dig, um dos projetos de engenharia civil mais complexos, ousados e caros do mundo. Vale a pena conhecer.

Ciência Nua e Crua (Rough Science) - BBC

Imagem: http://www.ciencianuaecrua.tk/

"Rough Science" nada mais é que um reality show em forma de documentário feito pela BBC. Uma lição de criatividade para os aficionados por Ciência, onde um grupo de cientistas recebe a incumbência de criar coisas mirabolantes, em apenas três dias, por meio de materiais encontrados na natureza ou em locais abandonados. Nesta série você vai aprender como se usa a Química, a Física, a Botânica, a Geologia, etc. da forma mais prática possível, em meio a poucos recursos. 

Ciência Nua e Crua não deixa de ser uma série voltada para a engenharia, uma vez que coisas são construídas e tarefas são executadas por meio da aplicação da Ciência, porém da maneira mais primitiva e braçal possível. Já pensou, por exemplo, em tirar uma fotografia usando sais de prata de pedras retiradas de uma mina? E que tal construir um foguete, lançá-lo pelos ares com um ovo dentro, devendo este último retornar intacto para a terra? Legal, não?

Grande parte dos episódios e documentários citados aqui estão disponíveis no YouTube. Tenho certeza de que se você gosta de ciência e engenharia, então vai gostar de todos eles. Não deixe de vê-los depois e não se esqueça de contar aqui o que você achou. 

segunda-feira, 12 de dezembro de 2016

Onde descartar pilhas e baterias usadas?


As pilhas e baterias de uso doméstico oferecem um enorme perigo à natureza em virtude dos seus metais pesados como o cádmio, o mercúrio e o chumbo, que podem desenvolver risco de câncer e mutações genéticas. Quando descartadas na natureza, sem nenhum cuidado, o solo e o lençol freático podem ser contaminados, prejudicando os reservatórios de água e até mesmo a agricultura.

Todo os anos geramos uma enorme quantidade de lixo tóxico que nem sequer damos conta. Para comprovar isso, no ano de 2013, resolvi fazer um experimento juntando todas as pilhas usadas produzidas em casa. Convidei os parentes a participar e mobilizei uma parcela da família para que colaborasse com todas as pilhas que fossem jogar no lixo. Essas pilhas foram usadas em diversos aparelhos, incluindo controles remotos, mouses sem fio, rádios, brinquedos e relógios. No final do ano fiz a contagem e me surpreendi: 64 pilhas ao todo! (ver foto). Mas a indagação seguinte, a princípio sem respostas, foi: “E agora, onde vou jogar isso tudo?”.


Sabemos que o descarte de qualquer produto eletrônico ou lixo tóxico deve ser feito em local específico. Com relação às baterias de celulares, por exemplo, você pode ligar para sua operadora e se informar sobre qual o ponto de coleta mais próximo. Já com relação às pilhas, muitos supermercados, drogarias, lojas de produtos eletrônicos, bancos e até agências dos Correios já possuem local para descarte.

Infelizmente, aqui no Brasil, não existe o costume de se fazer o descarte apropriado de lixo eletrônico e muitas empresas não fazem campanhas de conscientização. O negócio é sair perguntando entre as pessoas ou comerciantes (supermercados, lojas, agências bancárias, etc.) para descobrir se existe algum ponto de coleta onde você possa jogar suas pilhas e baterias usadas. De qualquer forma, fica aí a dica para que você possa fazer sua parte pela preservação ambiental. 🌱

Fonte consultada:

sexta-feira, 9 de dezembro de 2016

As 5 mais belas pontes em terras tupiniquins


Em postagem recente (ver Os 6 tipos mais comuns de pontes) me deparei com imagens de várias pontes brasileiras famosas espalhadas pela internet e achei que seria interessante fazer uma postagem exclusiva para apresentar algumas. Tenho certeza de que você vai se surpreender quando ver as obras de arte que temos aqui mesmo, em terras tupiniquins. A lista a seguir mostra as 5 pontes mais belas do país, na opinião do autor. Espero que você goste!

5º lugar: Ponte Rio Negro (Manaus, AM)


Imagem: http://www.amazonasnoticias.com.br/

4º lugar: Ponte Newton Navarro (Natal, RN)


Imagem: https://www.tripadvisor.com.br

3º lugar: Ponte Octávio Frias de Oliveira (São Paulo, SP)


Imagem: http://www.guiadasemana.com.br

2º lugar: Ponte Juscelino Kubitschek (Brasília, DF)


Imagem: http://pe.uai.com.br

1º lugar: Ponte Hercílio Luz (Florianópolis, SC)


Imagem: http://vemfloripar.com.br

E aí, o que você achou da lista? Deixe sua opinião nos comentários.

quinta-feira, 8 de dezembro de 2016

Concreto de alto desempenho (CAD): fique por dentro


Concreto de alto desempenho (CAD) é qualquer concreto com elevada resistência à compressão, geralmente superior a 40 MPa. Tais concretos têm sido adotados em um número cada vez maior de projetos, em virtude da maior durabilidade, baixa porosidade e grande resistência ao ataque de agentes agressivos, além é claro, da alta resistência mecânica.

O CAD normalmente recebe adições minerais e outros aditivos, como estabilizadores de hidratação e superplastificantes, com o objetivo de aumentar a resistência e trabalhabilidade da mistura. 

Entre as adições minerais mais comuns cita-se a sílica ativa (ou microssílica) e o metacaulim. Com relação à primeira, esta é formada por partículas tão pequenas, que um grão de cimento chega a ser até 100 vezes maior. Em virtude do diminuto tamanho, os grãos de sílica acabam por preencher os vazios entre os grãos maiores, aumentando a compacidade e impermeabilidade.


Imagem: http://www.tecnosilbr.com.br

Tanto o metacaulim quanto a sílica ativa possuem elevada superfície específica e considerável teor de óxidos na fase amorfa (não cristalizada). Estes seus constituintes reagem com o hidróxido de cálcio, resultante da hidratação do cimento, formando compostos com propriedades aglomerantes.

Considerando os concretos de mais alta resistência à compressão já produzidos no Brasil, o edifício e-Tower, em São Paulo, é uma das obras que apresentou o concreto mais resistente até hoje (125 MPa aos 28 dias).


Edifício e-Tower, São Paulo.
Imagem: http://www.spcorporate.com.br

O CAD é bastante utilizado nas obras de arte especiais e de infraestrutura urbana, as quais necessitam de elevada resistência mecânica para resistir aos esforços a que estão submetidas. Outra aplicação do concreto de alto desempenho é na construção de pilares, pois permite a redução da seção do elemento estrutural, garantindo projetos arquitetônicos mais limpos e com ganho de espaço interno.

Fontes:

quarta-feira, 7 de dezembro de 2016

Tecnologia 4K em televisores: o que é isso?

TV 4K Ultra HD.
Imagem: https://mirai.com.br/index.php/tv-audio-video/tvs/tv-4k.html

Até pouco tempo atrás, todo mundo achava que a melhor resolução em televisores era a Full HD e muitos ainda continuam achando. Pergunte à sua mãe qual a melhor resolução de televisor, por exemplo. Se ela não for muito interessada por novidades tecnológicas, é capaz que lhe responda que basta que a televisão seja em cores e sem chuviscos. E o mais legal disso tudo é que algumas pessoas, apesar de ter TV Full HD em casa, nem sequer experimentam a nova tecnologia, em meio a receptores de antenas parabólicas e aparelhos de DVD ultrapassados. 

Recentemente vi algumas promoções nas lojas on-line com imagens de TV Ultra-High Definition 4K em oferta. Resolvi dar uma pesquisada para ver o que diabos era isso e achei útil compartilhar aqui com vocês o que acabei descobrindo. Afinal de contas, o que tem uma TV 4K que as outras não têm?

Anúncios de TV UHD 4K no Google Shopping.

Uma TV 4K nada mais é do que um televisor com uma resolução 4 vezes melhor do que a resolução Full HD. Em outras palavras, uma TV 4K possui 4 vezes mais pixels do que uma TV Full HD e isso faz com que a imagem fique ainda melhor, muito mais nítida, realista, com cores brilhantes e vivas.

Como para mim a resolução Full HD já é um espetáculo de cores, só me resta imaginar que a experiência com uma TV UHD 4K deve ser coisa de outro mundo. Hoje os preços estão bem mais acessíveis, comparados com os de alguns anos atrás, sendo os modelos de tela curva um pouco mais caros. Vale lembrar que para aproveitar a nova invenção é necessário que o conteúdo esteja em 4K. Uma boa notícia é que algumas empresas, como a Netflix, já estão criando conteúdos com suporte à nova tecnologia.

Fontes:

terça-feira, 6 de dezembro de 2016

Como regenerar curvas no AutoCAD?


Quando utilizamos o AutoCAD é bastante comum que os desenhos percam o formato original à medida que vamos utilizando comandos e fazendo modificações no projeto. 

Quem nunca reparou que um círculo ou arco no desenho estava com um formato poligonal, cheio de cantos, ao invés de se apresentar da maneira que deveria?

Quando não utilizamos uma determinada entidade por muito tempo, o AutoCAD acaba entendendo que pode economizar memória "desconfigurando" tais figuras. O problema é que, às vezes, essas figuras cheias de cantos acabam comprometendo o trabalho do projetista na hora de desenhar. Como proceder então? 

Aqui vai uma dica bastante simples, que nada mais é do que um comando para regenerar o desenho: o comando REGEN.

Todas as vezes que quiser que um círculo ou arco seja regenerado digite RE e aperte ENTER. 

Abaixo segue um exemplo de desenho antes e depois do uso do REGEN. 

Antes do uso do comando REGEN.

Depois do uso do comando REGEN.

Repare que o comando faz com que as curvas dos círculos e arcos apareçam sem aqueles cantos indesejáveis. Muito bom, não?

Fontes:

segunda-feira, 5 de dezembro de 2016

Quatro passos para resolver um Sudoku de forma simples


Num Sudoku Clássico devemos completar uma grade 9 x 9 com números de 1 a 9, de forma que nenhum dos números se repita dentro das subgrades, linhas ou colunas.

Como as palavras cruzadas e os caça-palavras não funcionam muito bem na língua japonesa, os jogos de números acabaram fazendo muito mais sucesso no Japão. Essa é uma das razões que fez do puzzle criado pelo arquiteto aposentado Howard Garns um passatempo tão popular por lá. 

A seguir você vai conhecer um passo-a-passo bastante simples para resolver o Sudoku Clássico. Vamos lá?

Uma heurística simples para resolução de Sudokus

Numa definição grosseira, uma heurística nada mais é do que uma sequência de instruções que parte por um determinado caminho, geralmente o mais curto, com o objetivo de se chegar numa solução plausível. Resolvi, por isso (e em virtude da beleza do termo “heurística”), chamar o passo-a-passo a seguir de Heurística para Resolução de Sudokus Clássicos.

Antes de começar, vamos adotar o exemplo abaixo para exemplificar cada um dos passos:


Então vamos ao que interessa:

Passo 1: Num jogo de Sudoku, a primeira regra é conferir todas as linhas, observando as subgrades 3 x 3 e cada coluna, de forma que o número não se repita. Quais números faltam na linha? Vá contando de 1 a 9 e observe quais estão faltando. Veja se há algum quadrado onde você possa colocá-lo, tendo certeza de que aquele lugar é o único onde o número pode ser encaixado;

Veja que, na primeira linha, o número 6 só pode aparecer
em um único quadrado.

Passo 2: Depois de ter conferido todas as linhas, procede-se à conferência de todas as colunas, respeitando, dessa vez, os números que aparecem nas linhas e subgrades;

Repare que o número 3 na quarta coluna só pode aparecer no local
indicado, pois a duas subgrades destacadas já possuem o número 3.
 

Passo 3: Tendo executado os passos 1 e 2, você deve agora conferir todas as subgrades, observando quais números faltam dentro de cada uma e respeitando as linhas e colunas onde eles não podem aparecer;

Observe que o número 2, dentro da subgrade central na parte
superior, não pode aparecer na primeira linha.

Para os passos 1, 2 e 3, se preferir, siga uma ordem específica: de cima para baixo e da esquerda para direita, de maneira que você não se perca conferindo a mesma linha, coluna ou subgrade mais de uma vez...

Passo 4: O passo seguinte é observar as linhas, colunas ou subgrades que faltam poucos números para que fiquem completas. Verifique quais números são e onde eles podem ser colocados. Siga tentando até solucionar toda a grade.

Veja que na terceira linha restou apenas um local onde
 o número 5 pudesse colocado.

Em alguns casos, dependendo do nível de dificuldade do Sudoku, pode ser necessário repetir a heurística mais de uma vez até que toda a grade seja completada. 


Caso você tenha gostado, existe uma infinidade de jogos de Sudoku que você pode baixar pelo seu smartphone gratuitamente. É só instalar e jogar! 

Boa sorte! Ganbatte! 頑張って!

Obs.: Se quiser saber um pouco mais sobre a curiosa história do Sudoku, não deixe de acessar o link abaixo.

Fonte:

terça-feira, 29 de novembro de 2016

Da teoria do caos à geometria fractal: a beleza dos sistemas caóticos

Imagem: http://www.globoforce.com/
Em 1960, Edward Lorenz, um meteorologista do M.I.T., desenvolveu um programa de computador composto por 12 equações simples, numa tentativa de realizar previsões do tempo a longo prazo. Entretanto, o que Lorenz descobriu foi que pequenos erros em um par de variáveis produziam resultados catastróficos, com efeitos completamente desproporcionais. A descoberta de Lorenz foi batizada por ele de “efeito borboleta”, tirada do título de seu artigo publicado em 1979: “Previsibilidade: O bater de asas de uma borboleta no Brasil pode provocar um furacão no Texas?”.

Outro exemplo interessante surgiu na década de 70, quando o biólogo Robert May examinou um modelo simples que fornecia o crescimento de uma população. A equação funcionava de forma que cada resultado anterior ia alimentando a iteração seguinte. O interessante é que dependendo dos fatores utilizados tais resultados eram completamente diferentes do esperado.

Para estes mesmos resultados catastróficos observados, se os respectivos gráficos fossem desenhados, veríamos padrões ou um modelo de organização. Isso demonstra que mesmo os eventos que julgamos imprevisíveis podem possuir um comportamento organizado dentro da natureza. Há diversos exemplos de sistemas caóticos: fluidos em escoamento turbulento, condições atmosféricas, população de insetos, reações químicas, etc. Em tais sistemas, os processos recorrentes ou iterativos numa análise geométrica podem gerar objetos em que suas partes seguem o mesmo padrão do objeto original.  

Imagem: http://www.fractalposter.com/
Uma ideia parecida pode ser estendida até mesmo para a geografia. Em seu artigo “Qual a extensão da Costa Britânica?”, Benoit Mandelbrot sugeriu que não importava o quanto você se aproximasse do litoral, o grau de imprecisão das medidas pareceria o mesmo. Foi necessário, por isso, ampliar a noção de dimensão dentro da matemática. Mandelbrot introduziu a ideia de dimensões fracionais para descrever a imprecisão que observou em determinados modelos. Em 1975, ele adotou o termo “fractal” (do latim fractus, fração, quebrado) para nomear essa nova geometria dimensional fracional e suas classes especiais de curvas definidas recursivamente.

Em termos visuais, um fractal pode produzir imagens belíssimas. Alguns dos exemplos clássicos são a Curva e a Estrela de Koch, o Triângulo e o Carpete de Sierpinski, o Conjunto de Mandelbrot e a Curva de Peano. 

O vídeo abaixo mostra um zoom num fractal baseado no Conjunto de Mandelbrot. Fica fácil perceber como os padrões se repetem à medida que a imagem é ampliada. Trata-se de uma das proezas mais belas da matemática, sem sombra de dúvidas. 




Fontes:

sexta-feira, 11 de novembro de 2016

Margem de erro em pesquisas: as estatísticas podem realmente falhar?

Imagem: http://www.thecollegianur.com/

Intervalos de confiança

Quando colhemos uma amostra da população, nem sempre os dados daquela amostra irão retornar valores confiáveis sobre o todo. Dentro desse contexto de incerteza que paira sobre os dados,  os estatísticos usam uma ferramenta conhecida como intervalo de confiança para garantir a utilização segura dos resultados obtidos da amostra. Mas o que seria isso?

Um intervalo de confiança de 95%, por exemplo, nos informa o seguinte: se um grande número de amostras for coletado e um intervalo com esse nível de confiança for calculado para cada amostra, 95% deles conterão o verdadeiro parâmetro populacional que estamos interessados em conhecer.

Em pesquisas eleitorais, por exemplo, estamos interessados na proporção de pessoas que votariam em determinado candidato. A pesquisa de intenção de votos é o que pode ser chamada pelos estatísticos de "inferência sobre a proporção de uma população". Geralmente, com base na proporção dos entrevistados nas pesquisas, são construídos intervalos de confiança. 

A margem de erro

A margem de erro está associada ao comprimento do intervalo de confiança. Ao se construir um intervalo, chamamos de amplitude a diferença entre os limites desse intervalo. No caso da pesquisa de intenção de votos, a margem de erro corresponde à metade da amplitude e nos mostra o quanto a porcentagem encontrada na pesquisa pode variar para mais ou para menos. Em outras palavras, nos fala o quanto a pesquisa pode errar (um erro que é aceitável, digamos).

O cálculo do erro para um intervalo de confiança de 95% (o padrão em pesquisas eleitorais) pode ser feito com base na seguinte fórmula: 


onde p é a proporção que se deseja analisar o erro, encontrada na amostra de tamanho n.

O exemplo das eleições americanas

Nas polêmicas eleições americanas que aconteceram recentemente, numa pesquisa realizada pelo New York Times/CBS com prováveis eleitores, considerando os quatro principais candidatos, Hillary e Trump ficaram empatados com 42% dos votos. A pesquisa ouviu por telefone 1433 eleitores em todo o país.

Repare que, pela fórmula acima, em ambos os casos, a margem de erro (o quanto os limites do intervalo se afastam da proporção de observações na amostra) é a mesma: aproximadamente 3 pontos percentuais para mais ou para menos.

Os intervalos de confiança de 95% para a proporção de eleitores com intenção de voto em Hillary e em Trump são os mesmos:

[42% - 3% ; 42% + 3%] = [39% ; 45%]

Como o intervalo é de 95% de confiança, se a pesquisa fosse realizada um grande número de vezes nos mesmos padrões, 95% delas exibiriam intervalos que conteriam a verdadeira proporção de votos nas eleições. 

Agora na prática, quando obtemos uma amostra e calculamos um intervalo de confiança, esse poderá conter ou não a verdadeira proporção de votos do candidato. Não sabemos se a informação é verdadeira para a amostra específica, mas o método utilizado para montar o intervalo resulta em afirmações corretas, no caso, 95% das vezes.

Como você já deve saber, o sistema eleitoral americano funciona de forma diferente do nosso e, apesar de Hillary ter perdido as eleições, ela segue com a maioria do número de votos populares, com 47,7%. Donald Trump aparece um pouco atrás, com 47,4%. Conforme podemos ver, ambas as porcentagens estão fora do intervalo exibido acima.

Ao que tudo indica, uma parcela dos indecisos, que não tinham sequer intenção de voto, acabou mudando todo o cenário das eleições. Respondendo a pergunta feita no título deste artigo: as estatísticas em si não falharam, uma vez que não há 100% de garantia de que o verdadeiro parâmetro populacional cairá dentro do intervalo. Talvez as pesquisas tenham se equivocado ao desconsiderar os possíveis eleitores indecisos ou aqueles que não tinham intenção de voto.

Fontes:

MONTGOMERY, D. C.; RUNGER, G. C. Estatística Aplicada e Probabilidade para Engenheiros. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015.


domingo, 6 de novembro de 2016

Os 6 tipos mais comuns de pontes


"Construímos muros demais e pontes de menos." (Isaac Newton)


Ponte é uma construção, mais precisamente uma OAE (Obra de Arte Especial), executada com a finalidade de transpor um obstáculo, garantindo a passagem de pessoas, veículos, animais, etc. Quando o obstáculo a ser vencido não tem água, a ponte recebe o nome de viaduto.

Existe uma série de classificações de pontes, que varia segundo o tipo de material utilizado, comprimento, seção transversal, natureza do tráfego, entre outros. Nossa classificação será feita com base nos tipos mais comuns observados e levando em conta o aspecto construtivo-estrutural:

Ponte em viga: é o tipo mais simples de ponte, formada por uma viga horizontal suportada por pilares em ambas as extremidades. Um exemplo é a ponte Presidente Costa e Silva (Rio-Niterói).


Ponte em arco: nessa ponte a carga é transmitida ao longo da curvatura do arco até os suportes. Este tipo pode ser construído com materiais dos mais tradicionais aos mais modernos. Lembrando que o tabuleiro da ponte pode se situar na porção superior, inferior ou até intermediária do arco. A ponte da Amizade, que liga Foz do Iguaçu a Ciudad del Este, no Paraguai, é um ótimo exemplo de ponte em arco com tabuleiro superior.


Imagem: http://viajarpelomundo.com.br/

Ponte treliçada: ponte feita com estrutura de treliça. Seu uso é tão comum que pode ser vista associada a outros tipos de pontes, constituindo um tipo de estrutura mesclada, como as pontes em arco com treliças. Numa ponte treliçada, as estruturas de sustentação são triângulos, conhecidos por garantir estabilidade ao conjunto. Os materiais mais utilizados são madeira ou metal. Um exemplo típico é a ponte Jacques Cartier, em Montreal, no Canadá.

O interessante é que atualmente houve uma reinterpretação das estruturas tradicionais em treliças, o que tem levado à criação de pontes de estilos inovadores, fugindo do formato triangular padrão. Um bom exemplo é a ponte Hans-Wilsdorf, no centro de Genebra, na Suíça.


Imagem: www.flickr.com

Ponte estaiada: tipo de ponte conhecido por possuir mastros de onde partem cabos responsáveis por sustentar os tabuleiros da ponte. É atualmente uma das opções mais comuns quando o objetivo é vencer grandes vãos. Quando os cabos partem quase paralelos uns aos outros, ao longo do mastro, fala-se em ponte estaiada tipo harpa; já quando os cabos de sustentação partem do topo do mastro, fala-se em ponte tipo leque. Um exemplo clássico de ponte estaiada tipo harpa é o viaduto de Millau, na França.

Ponte pênsil ou ponte suspensa: é suportada por um sistema de cabos e mastros. Os cabos principais vão de um mastro a outro formando uma "parábola" (mais precisamente uma catenária). Ao longo dos cabos principais partem cabos de sustentação verticais que sustentam a plataforma. As primeiras pontes suspensas eram construídas em selvas e florestas, feitas com vinhas e trepadeiras (muito comuns em filmes de aventura, estilo Indiana Jones). A Golden Gate Bridge, ou ponte de São Francisco, nos Estados Unidos, é o mais famoso exemplo desse tipo de ponte.


Imagem: www.amazon.com

Ponte em balanços sucessivos ou cantiléver: nesse tipo de ponte as vigas são apoiadas em apenas um pilar (viga em balanço). Mais especificamente, uma ponte cantiléver utiliza duas vigas projetadas horizontalmente que são suportadas em suas extremidades por pilares. As treliças agem suportando o contrapeso do vão. A ponte cantiléver mais conhecida é a ponte Quebec, no Canadá.


Imagem: structurae.net

Para finalizar... afinal de contas, qual a maior ponte do mundo?

Em termos de extensão, a maior ponte do mundo é a ponte de Danyang-Kunshan, na China. Essa ponte, com cerca de 165 km, liga a cidade de Xangai a Nanjing sobre o rio Yangtze e está no Livro dos Recordes (Guinness Book) desde 2012.


Imagem: mhk2013.wordpress.com

Fontes: