Nebulosa Helix (NGC 7293)

“Dono do sim e do não
Diante da visão
Da infinita beleza…

Finda por ferir com a mão
Essa delicadeza
A coisa mais querida
A glória, da vida…” (Luz do Sol, Caetano Veloso)

E fez-se a Luz. Segundo certos conceitos, certos dogmas e certas idéias o mundo e o Universo em si, como os conhecemos, iniciou-se assim. De lá para cá a Luz e seus mistérios promovem revoluções conceituais e tecnológicas. Seguidas insidiosamente por “efeitos colaterais indesejáveis” em boa parte dos casos.

No caso da evolução humana parece que dependemos cada vez mais da geração de luz (e consequente geração de mais energia elétrica). Ultimamente temos tocado no assunto em nossos artigos, sobre geração e uso de energia e recursos naturais, por exemplo: “O dia em que a Terra parou” (meu); “Mais e mais luz do dia” (Luiz Felipe da Cunha Chacon); “The Black Pixel Project” e “Google Black e Economia” (Vitor Casadei).

Lembrei-me de uma pequeno artigo da revista Viva Saúde a respeito dos efeitos da poluição luminosa. Assim como a poluição sonora a luminosidade excessiva das grandes cidades também está gerando impactos diretos em nossa saúde  e no meio ambiente. Segundo estudos a luz excessiva está relacionada a alguns tipos de câncer e problemas de visão, cefaleias e estresse. Interfere em ciclos migratórios, alimentares e reprodutivos de uma infinidade de especies animais. Assim como interferem na floração, e produção de frutos de diversas espécies vegetais. Outras linhas de pesquisa descrevem que a iluminação pública de centros urbanos está desequilibrando a vida de insetos e seus predadores (algumas espécies de aves, répteis e mamíferos em especial). Exemplo clássico é a desorientação que as luzes de vias próximas as áreas de desova de certas espécies de quelônios provoca nos recém nascidos ampliando as taxas de mortalidade destes.

E conforme especialistas do Laboratório Nacional de Astrofísica além do desperdício a iluminação inadequada pode atrapalhar a observação do espaço. Todo mundo já percebeu que quanto mais longe da cidade mais estrelas surgem no céu. Estes mesmos especialistas dizem que “a escolha de luminárias e lâmpadas para a iluminação externa e seu correto posicionamento são suficientes para conter e até reverter os efeitos da poluição luminosa“.

Como diria nosso amigo Rafael Morais Chiaravalloti: “A solução de um problema ambiental causado pelo “desenvolvimento” é sempre mais “desenvolvimento”.

Como já falei em vários textos aqui no Diário do Verde, acredito que o grande desafio de nosso século é a eficiência energética e, mais especificamente as baterias.

Pois bem, a grande dificuldade é aumentar a densidade energética das baterias, ou seja, conseguir armazenar mais energia em menos espaço, com menor massa. Somente assim poderemos ter baterias que duram horas e horas, são facilmente recarregadas e transportadas.

Uma nova bateria, a bateria de ar-lítio foi desenvolvida e está sendo aprimorada para que possa ser verdadeiramente utilizada comercialmente.

Esta nova tecnologia possui diversos obstáculos a serem conquistados para que efetivamente ganhe o mercado. Um dos obstáculos é uma questão um tanto elementar, a bateria utiliza Oxigênio, entretanto, este oxigênio necessita ter o mínimo ou nenhuma humidade, pois o lítio pega fogo espontaneamente com a água.

Outro problema, e talvez o maior deles é a questão da vida útil. O oxigênio acaba deteriorando o eletrólito da bateria, que é uma solução que transporta os íons de lítio entre os eletrodos. Para resolver este problema é necessário substituir o eletrodo, tarefa nada fácil, mas não impossível.

Fora todos estes empecilhos, se esta tecnologia conseguir chegar ao mercado, será muito boa para os carros elétricos, pois, como é muito densa, consegue armazenar muita energia e em razão disto, um carro poderia andar cerca de 800Km com uma carga, maior quilometragem do que se utilizasse a gasolina ou álcool.

Pois bem, como disse várias vezes aqui, nada é perfeito e nada é fácil e simples, pois, se fosse simples não teria graça (mas estaríamos muito a frente de nosso tempo).

A solidificação desta tecnologia poderá trazer muitas vantagens para nossos aparelhos eletrônicos e até mesmo para o desenvolvimento de novas tecnologias. Pois é, esta é a tecnologia a base de ar!

A antiga tecnologia CRT é o velho televisor ou monitor de tubo. Este tipo de aparelho consome muita energia, pois seu funcionamento envolve basicamente na geração de feixes de energia que reagem com fósforo e gera a imagem. Embora a imagem seja boa, muita energia é desperdiçada pois dentro do tubo podem existir campos de energia de até 50 mil volts nos modelos domésticos, além do desperdício de energia dissipados em forma de calor (um monitor CRT produz calor correspondente a dois seres humanos adultos).

A tecnologia LCD, que chegou ao mercado como inovação já teve seu momento de fama. Na época a tecnologia unia uma imagem nítida, baixo consumo de energia e menor tamanho. A tecnologia surgiu como um grande avanço, a geração de cor era realizada basicamente por lâmpadas fluorescentes, que, embora não fossem as mais eficientes, conseguiam aproveitar cerca de 20% da energia, desperdiçando o resto (como curiosidade, uma lâmpada incandescente consegue converter em luz somente 5% da energia). O desperdício era menor, mas conforme o tamanho da tela aumentava a definição diminuía e par se ter mais definição o custo subia muito.

Então mais recentemente surgiu a tecnologia LED, cujo principal ingrediente que possui o mesmo nome é um componente eletrônico muito conhecido e usado em diversas aplicações, que como um diodo, funciona de maneira a receber energia e barrá-la, neste caso transformá-la em luz. O LED une o útil ao agradável, seu aproveitamento é superior a 30% da energia, com menos energia desperdiçada vem mais economia, a definição também é muito boa, e com a popularização da tecnologia hoje o preço está muito acessível.

Entretanto, nada é perfeito, a tecnologia CRT, além de consumir muita energia, também possuía muitos materiais pesados em sua composição, o que prejudica muito o meio ambiente e dificulta seu descarte; A LCD possui o problema de que em seus componentes existem materiais alcalinos que são extremamente nocivos; A LED é a tecnologia menos ambientalmente negativa no mercado, embora seus componentes ainda possuam materiais que não são benéficos a natureza. A tecnologia Plasma não foi discutida neste post pois além de não gerar boa imagem, o material utilizado na tela para a geração da imagem é extremamente danoso ao meio ambiente e aos seres humanos.

Pois bem, este foi um breve resumo das tecnologias de TV que temos hoje em dia, meu objetivo era diferenciar cada uma delas e poder demonstrar que ainda não temos a tecnologia ideal e que, embora uma ou outra tecnologia seja melhor, nunca teremos algo perfeito, afinal, como um humano imperfeito pode criar algo perfeito?

Pois bem, há pouco tempo adquiri um novo notebook, neste a bateria chega a durar pouco mais de 8 horas no plano de energia mais básico, mas mesmo assim sinto que me falta tempo de bateria para que eu possa trabalhar, estudar e ter lazer com minha máquina.

Isso é natural do ser humano, sempre querer mais daquilo que lhe é bom, que lhe faz bem ou que lhe é útil. E, fazendo algumas pesquisas, descobri que o conceito da bateria foi descoberto em 1800 por um professor italiano que produziu uma pilha de plaquinhas de cobre e zinco intercaladas com papelão embebido em ácido, o que permitia o armazenamento de corrente contínua.

Um fato muito interessante é que hoje utilizamos o mesmo conceito em nossas baterias! Com materiais diferentes, mas o conceito é o mesmo.

Claramente existem outras tecnologias, que proporcionam mais carga e menos tempo carregando, utilizando processos químicos e físicos para aumentar a densidade de potência das baterias. Mas estas outras baterias não são produzidas por diversos motivos, posso citar por exemplo a escassez de recursos na natureza ou a inexistência deles, ou seja, os materiais usados são encontrados muito raramente na natureza ou então são sintéticos e necessitam ser fabricados, o que torna inviável a produção das baterias pelo custo.

Outro fator é o impacto ambiental que estas baterias podem causar: hoje temos bons processos de reciclagem das baterias convencionais, mas algumas destas novas baterias podem causar sérios danos ambientais ou ainda não teriam como ser descartadas.

Estes e outros problemas fazem com que nossa bateria seja curta, mesmo com todo o investimento em pesquisa na área (que supera 75 bilhões de dólares por ano), não tenhamos um avanço significativo e que agrade a todos aqueles que, como eu, precisam de mais do que 24 horas para ficarem conectados em seus laptops, smartphones ou tablets.

Vitor Casadei
Bacharelando em Ciência da Computação pela UFSCar
E-mail: vitor.casadei@gmail.com
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Atualmente, como em tudo na informática, estamos chegando ao limite do espaço de armazenamento de dados digitais. O armazenamento de dados é realizado, na maioria dos casos, em dispositivos que são em parte eletrônicos, em parte mecânicos e em parte magnéticos.

Podemos dizer que existe uma regra geral com discos rígidos: girar mais rápido, ter melhor desempenho e, consequentemente, usar mais energia.

Por serem mecânicos, os discos rígidos consomem muita energia e não há maneira de diminuir o consumo sem prejudicar o desempenho dos aparelhos. Se comparados a outros componentes do computador, como os processadores, os HDs não consomem tanta energia, mas, qualquer acréscimo é significativo, e, se estamos tentando caminhar para a tão sonhada e falada “sustentabilidade”, temos que nos ater aos mínimos detalhes.

O consumo de energia de um HD varia de acordo com sua velocidade de rotação e seu espaço de armazenamento. São dois fatores importantíssimos, e por causa deles, o consumo pode variar na faixa 5 – 40 watts.

Existem algumas alternativas de HDs “ecologicamente corretos”, que garantem desempenho aliado com economia. Mas não é bem isso a realidade.

Como exemplo, temos o Seagate Barracuda LP, que promete ser rápido e eficiente, mas não é o que realmente ocorre, na verdade, o Barracuda é mais lento, mas usa menos energia também.

A alternativa então é buscar novas tecnologias, como a SSD, que consiste de chips de uma tecnologia flash aprimorada, digamos que seja a prima superdesenvolvida dos pen-drives. O consumo de energia dos discos SSD é extremamente pequeno, podendo ter marcas de 1 a 3 watts em discos comerciais e velocidade superior à dos discos rígidos convencionais, entretanto, o espaço de armazenamento é muito limitado e o preço é bem elevado, tornando assim praticamente inviável o seu uso.

Outras tecnologias em desenvolvimento poderiam ser citadas, como uma promessa da HP da construção de um dispositivo de armazenamento “mais veloz e eficiente que o SSD e com o preço competitivo com os HDs convencionais”, mas ainda não temos informações relevantes quanto a isso.

O que nos resta é aguardar uma nova tecnologia viável e eficiente, pois da maneira como está, os HDs estão com os dias contados.

Vitor Casadei
Bacharelando em Ciência da Computação pela UFSCar
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Atualmente as empresas de tecnologia enfrentam um grande desafio: A luta pela eficiência energética dos componentes dos computadores.

Os centros de pesquisas de praticamente todos os países e de algumas empresas utilizam supercomputadores para lidar com alto processamento das mais diversas aplicações. No Brasil temos o supercomputador utilizado pelo governo para diversos tipos de processamento, uma aplicação é a previsão do tempo e de atividades geológicas.

O problema é que muitas vezes estes computadores utilizam energia necessária para alimentar cidades inteiras. Neste post falarei sobre um dos aspectos que determinam de forma minimizada o consumo de energia dos microcomputadores pessoais: o processador.

As empresas que produzem processadores para computadores enfrentam um grande desafio: como conciliar alto desempenho com baixo consumo de energia. Os processadores necessitam realizar muitos cálculos em um pequeníssimo espaço de tempo, entretanto isso demanda energia e muita tecnologia, neste caso, nanotecnologia, mas não me aprofundarei nisto para não ficar muito tedioso.

No mercado temos duas empresas que produzem processadores: A Intel e a AMD. No exemplo da Intel temos como solução mais eficiente o Intel Atom® que não é o mais rápido do mercado, mas possui um consumo de energia muito baixo.

No lado da AMD temos como alternativa em termos de eficiência energética o eBrazos®. Entretanto este consome mais energia que o Atom da Intel e possui mais capacidade de processamento. O consumo médio de energia do eBrazos é de 9 – 18W, contra o Atom com cerca de 6W.

Estes processadores são muito eficiente quanto ao consumo de energia, entretanto, outros processadores como por exemplo, o i5 ou i7 da Intel ou o Phenon da AMD possuem consumo extremamente alto (entre 40 – 250W) nas versões mais comuns pois são mais robustos e realizam mais processamento.

Este é um grande problema: Para que a tecnologia continua a ser desenvolvida, temos que utilizar processadores cada vez mais rápidos, entretanto consumiremos mais energia e haverá então degradação do meio ambiente. Este é uma espécie de paradigma eterno.

Se você quiser conferir na íntegra comparações entre os processadores e o seu respectivo consumo de energia, clique aqui para obter informações sobre os processadores da Intel e clique aqui caso seu processador seja AMD.

Na próxima semana falarei sobre outro componente dos microcomputadores no qual a situação de consumo de energia é mais dinâmica e temos boas novas para o futuro.

Vitor Casadei
Bacharelando em Ciência da Computação pela UFSCar
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Mas por quê isso?
Isso se deve ao fato de que para um conjunto de servidores estarem ligados e funcionando não é somente necessária a energia que os mantem funcionando, mas algumas outras coisas que são essenciais, como por exemplo, a refrigeração. Um servidor faz grandes quantidades de processos em um curto espaço de tempo e está sempre ligado, isto requer uma temperatura baixa para que ele sempre possa funcionar corretamente e não trave ou seja danificado.
O processo de resfriamento dos servidores é feito por meio de aparelhos de ar-condicionado. Em uma estação grande de servidores – como a citada acima, são necessários para o funcionamento dezenas de centenas de aparelhos como este que fazem o papel de manter tudo funcionando corretamente, evitando o super aquecimento das máquinas.
O problema é que, como se sabe, aparelhos de ar-condicionado possuem um consumo de energia muito elevado e, se juntarmos muitos deles funcionando ao mesmo tempo, temos um consumo muito grande de energia.

Mas, enfim, o que pode ser feito?
Esta pergunta pode ser respondida de diversas maneiras:
Nos EUA, o Facebook teve a ideia de deixar que o ar frio natural ajudasse no processo de resfriamento, diminuindo assim o uso dos aparelhos de ar-condicionado. Mas e no Brasil, que temos em 95% do ano temperaturas acima de 25ºC?
Uma alternativa seria a implantação de placas solares para captação de energia e assim exigir menos da rede elétrica, outra seria a captação de energia eólica para o mesmo fim, e uma terceira é a utilização das águas do mar para o resfriamento dos equipamentos.
Estas são três alternativas viáveis e aceitáveis para minimizar o problema do consumo de energia dos servidores de grandes empresas, mas até onde se sabe, nenhuma empresa emprega nenhum destes processos, todos são projetos em estudo para a implantação.
Claro que no Brasil não temos grande quantidade de estações com servidores como na América do Norte ou Europa, mas vale a tentativa de preservar o meio ambiente por aqui.
Esta são algumas ideias, espero que sejam adotadas um dia (e cedo, bem cedo).

Vitor Casadei
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