Engenheirices II - O MASP e a pilha de livros na horizontal

Pouca gente sabe, mas o MASP, na avenida paulista, possui um dos maiores vãos de estrutura sustentada por concreto protendido do mundo: 74 metros, de pilar a pilar.

Mas antes de falar do concreto protendido que sustenta o vão do MASP, temos que falar do concreto armado. Qual o princípio do concreto armado?

Primeiro vejamos o que aconteceria se uma viga, sustentada por dois pilares, fosse feita somente de concreto.

Na imagem superior, temos uma concepção simplificada da viga e dos dois pilares, sem nenhuma deformação. Na figura seguinte, podemos ver como fica a estrutura (com dimensões exageradas e totalmente fora de escala), quando se considera o peso dela mesma (e eventualmente o peso de sua destinação). Essa deformação é intuitiva – quanto mais próximo do centro, maior ela será.

Se pararmos para pensar, a parte de baixo da viga agora está mais alongada do que originalmente, enquanto a parte de cima está menos alongada. A parte de baixo foi “esticada”, enquanto a parte de cima foi “apertada” – isso nada mais é do que tração e compressão, respectivamente! Ou seja, os esforços sobre a viga produziram esse efeito interessante de curvatura.

Para a parte superior dessa viga não há problema, mas a parte inferior vai rachar transversalmente – o concreto não responde bem à tração. O que é feito para conter isso, então? Simples: colocar uma armação – a chamada armadura – de aço na parte inferior da viga antes de concretar a mesma. Tem-se então a viga de concreto armado.

O aço, que resiste à tração, dará conta das forças no que se chama de fibras inferiores da viga.

Agora, a arquitetura do MASP foi concebida com um vão muito grande, um recorde mundial, como já foi dito acima. Os grossos pilares da estrutura sustentam o seu peso, uma força na vertical, facilmente, mas não é aí que está o problema. O problema está no centro da laje, que romperia se fosse apenas de concreto. Mesmo se fosse de concreto armado, o aço não agüentaria as forças de tração que seriam geradas nas fibras inferiores – ou então até agüentaria, mas a quantidade que seria usada numa estrutura de concreto armado para sustentar o MASP seria economicamente inviável, já que as barras são muito caras.

A solução mais lógica e moderna é o uso do concreto protendido. O princípio do concreto protendido é simples: ao invés de se colocar barras de aço, colocam-se cabos de aço previamente tracionados (“esticados”). A disposição dos cabos pode ser vista dentro da viga abaixo:

Os cabos tracionados “apertam” o concreto a partir das extremidades da viga (esse é apenas um dos métodos de protensão, os outros eu não vou explicar aqui por falta de tempo), deixando ele previamente comprimido – sem problemas, o concreto resiste bem à compressão. O peso próprio da viga, e a ação das cargas acidentais (as cargas que ocorrem de maneira variada ao longo do tempo: as pessoas que caminham sobre a estrutura, as obras de arte, etc) continuam executando suas forças de tração na parte inferior da viga da mesma maneira que explicado acima, para a viga de concreto armado; mas agora, temos as forças de compressão dos cabos de aço para equilibrá-las. Com tração e compressão se opondo nas fibras inferiores, chegamos à resultante das forças: zero.

Uma analogia simples para esse método genial, é o modo como é possível segurar uma grande pilha de livros na horizontal: se “apertarmos” eles com uma força suficiente com as mãos, estaremos fazendo o mesmo que os cabos de protensão fixados nas extremidades das vigas, e os livros não cairão.

Apocalipse Múltiplo - parte 1

Em 4 de janeiro de 2012, um atentado terrorista deu início a uma série de eventos que mudaria profundamente a história da humanidade.

À época, o presidente dos EUA era o democrata Barack Obama. Pouco mais de três anos de sua eleição, as tropas americanas já haviam sido retiradas do Iraque, como havia sido prometido durante a campanha. Apesar dessa ação aparentemente consciente, o anti-americanismo no mundo todo continuava. Por outro lado, era acompanhado da pressão sobre o governo por parte do povo da nação, cada vez mais insatisfeito com os preços progressivamente mais altos do petróleo.

Na manhã daquele inverno, mais precisamente nos céus próximos ao Central Park, a 2350 metros do ponto onde, em 11 de setembro de 2001, haviam sido atingidas as torres do World Trade Center, um artefato nuclear de pequenas proporções foi detonado. Mais uma vez, o atentado foi obra do terrorista Osama Bin Laden. E os radicais islâmicos novamente haviam sido engenhosos: foi usado um balão para colocar a bomba na altitude que causasse o maior número de vítimas possível, sendo que esse balão trazia uma mensagem de aparente repúdio à retirada das tropas do Iraque. O propósito da mensagem era evitar que o bolão fosse abatido antes da hora – o governo estava receoso em reprimir duramente esse tipo de manifestação, afinal, muitos americanos já haviam sido presos ou mortos por se revoltar contra a desocupação do Iraque, o que provocou grande queda na confiança no governo. O preço desse erro foi grande: 86 mil mortos na hora.

Três dias depois, em 7 de janeiro, o então senador Arnold Schwarzenegger fez um discurso que, embora não tivesse sido transmitido ao vivo pela TV, provavelmente se tornou o vídeo mais assistido da História. Nele, o político criticava a falta de atitude do então presidente Barack Obama, e, já pensando em sua presidência em 2013 (afinal, como era de se esperar, emendas na constituição permitiriam que o ex-ator austríaco se elegesse), anunciou que, se então fosse o líder do país, e se as nações do Oriente Médio não expusessem totalmente a organização terrorista Al Qaeda, os EUA atacariam o subcontinente com todas as forças.

O sentimento de vingança, aliado com as preocupações provindas da crise econômica, tomou conta dos americanos, e a eleição do antigo governador da Califórnia já estava garantida. De fato, na prática ele já havia se tornado o presidente com o discurso de 7 de janeiro.

Uma extensa campanha militar, cujo alvo principal era o Irã, se iniciou em meados de 2013. O que os americanos não contavam era com o repúdio, dessa vez muito mais intenso, por parte da ONU e mais especificamente da China, que acusavam os EUA diretamente de querer ocupar os campos de petróleo de todo o Oriente Médio, sejam eles de países aliados, que “hospedavam” as tropas, ou de inimigos.

Mas a maior surpresa veio da resistência dos países islâmicos. Dezenas de milhares de soldados americanos morreram em poucos meses. Os Estados Unidos passaram a suspeitar do suporte da China aos países resistentes.

Em 2016, quando a contagem de mortos passava das centenas de milhares de militares americanos e de milhões de civis asiáticos, o governo americano, impaciente, tomou a decisão crucial: usar armas nucleares. Alvos supostamente estratégicos foram aniquilados. A sede de sangue das massas americanas, pelo menos naquele momento, foi saciada.

Porém, a resposta veio na mesma moeda. As “nações terroristas” detonaram armas nucleares nas capitais ocupadas, principalmente naquelas que seriam pontos-chave para a extração do petróleo do Oriente Médio, como o Kwait. Os Estados Unidos imediatamente acusaram a China de fornecer essas armas aos resistentes.

A guerra nuclear devastou o subcontinente do Oriente-Médio. Ao todo, foram 29 armas atômicas detonadas, sendo 21 por parte dos americanos. Em meados de 2019, a radiação acumulada já chegava a afetar uma parte da Índia. Estima-se que 90 milhões de pessoas tenham morrido no conflito, quando os Estados Unidos retiraram as tropas definitivamente da região, deixando para trás apenas um deserto estéril.

A década de 2020 apresentou os primeiros sinais das mudanças climáticas mundiais, iniciadas pelo desenvolvimento industrial dos séculos 19 e 20 e catalisadas pela guerra nuclear no Oriente Médio. As áreas de desertificação, como o centro dos EUA, o nordeste brasileiro e o norte da África cresceram e se tornaram ainda mais quentes e secas, enquanto as temperaturas na Europa caíram surpreendentemente. Os recordes de frio e calor foram batidos sucessivamente.

Enquanto isso, a crise do petróleo se agravou. O Oriente Médio havia se tornado inexplorável, e o Brasil, que possuía a segunda maior reserva do mundo do precioso combustível, não tinha capacidade para extraí-lo de modo eficiente. Mas justamente por essas razões, as atenções globais se voltaram ao país neutro.

No final da década, mais precisamente a partir de 2028, uma empresa privada surpreenderia o mundo com um crescimento sem igual. A Corporação Axis, centrada em desenvolvimentos tecnológicos em geral (mas com uma ampla gama de outras atividades), conquistaria o globo em três diferentes “frentes”:

A primeira, foi o desenvolvimento de micro-reatores nucleares funcionais, que poderiam ser usados para prédios, residências, e até mesmo veículos de grande porte. Num mundo com petróleo cada vez mais raro e por conseqüencia caro, a nova tecnologia foi extremamente bem-recebida, gerando altos dividendos para a empresa.

A segunda foi a criação da Ultranet, uma interface intuitiva que representava a própria Terra com fidelidade, combinando ao mesmo tempo vários serviços (algo parecido foi feito no início do século com o sistema chamado Second Life), que rapidamente substituiu a internet na navegação pela rede. O slogan do serviço era “A realidade está obsoleta”. De fato, a Ultranet apresentava um nível de detalhamento maior, no mundo digital, do que o que podia ser captado pelos olhos humanos, no mundo real.

E a terceira e última, no início de 2032, foi a produção e venda dos primeiros robôs domésticos, tecnologia desenvolvida pela filial da empresa no Japão. Além da qualidade excepcional, a reputação construída pela empresa naqueles quatro anos foi altamente responsável pela venda dos mesmos, supostamente em absoluto seguros por um sistema que colocava, acima de tudo, as três leis da robótica, concebidas por Isaac Asimov.

[continua]

Não mais simples joguinhos

Quando eu era criança, eu costumava jogar muito vídeo-game. Cheguei a ter o primeiro vídeo-game lançado no Brasil, o Atari 2600 (ou seria 3600? Não me lembro), depois tive o Master System, seguido do Super Nintendo e, finalmente, o Playstation (1), que foi meu último vídeo-game, pelo menos até agora.

Por algum motivo eu acabei deixando de lado o vídeo-game; ou melhor, acabei não acompanhando os seguintes lançamentos, lembro-me no máximo de querer comprar um Nintendo 64 à época do lançamento, o que acabou não vingando. Acho que os jogos de computador e a internet também devem ter ajudado a me afastar dos lançamentos, além do fato de eu acabar sempre jogando na casa de algum amigo, e jogos que geralmente, sozinhos, não tem a mesma graça (Mario Party seria um bom exemplo disso).

Mas recentemente, eu acabei "retornando" a esse mundo, coisa que eu aconselho os antigos jogadores a fazer, e aqueles que nunca foram, a pelo menos experimentar (afinal a indústria cresceu muito, é razoável pensar que eles progrediram na capacidade de agradar a diferentes tipos de jogadores). Pois bem, peguei um Playstation 2 emprestado, mais precisamente a princípio pra jogar o jogo da série 24 Horas. E então veio o choque. Parecia que os jogos tinham avançado tanto, em comparação com o que eu conhecia “da minha época”. Não só quanto aos gráficos, que eu já certamente tinha visto, mas a jogabilidade de alguns deles, como God of War 2 por exemplo (que junto do jogo de 24 Horas, eu terminei em uma semana), os tornava assustadoramente viciante.

E hoje, eu passei para a atual última geração em definitivo. Tive o privilégio de jogar Xbox 360, e entre os jogos, a sensação do momento, GTA4. O vídeo-game não fui eu que comprei, mas um amigo cujo irmão viajou para os EUA, onde os preços são bem mais acessíveis; eu apenas fui lá jogar. E eu digo sensação do momento porque esse jogo bateu o recorde de um lançamento da indústria do entretenimento, ou seja, suas vendas superaram em lucros os de qualquer filme ou livro para o mesmo período de tempo.

Os gráficos são de impressionar, o nível de detalhamento é tamanho, que a cidade de GTA4 praticamente tem vida própria. É como se fosse mais que um jogo, quase um simulador da realidade, chegando ao ponto de que você pode assistir uma programação completa de TV dentro do jogo, podendo até parar para ligar para o telefone provindo de uma propaganda e fazer uma compra.

Mas não é só esse jogo, outros também são muito detalhados. Por exemplo, Call of a Duty 4, um jogo de guerra em que realmente você se sente dentro de uma guerra, com gritos conflitantes e a fragilidade do seu personagem (um ponto a mais para a simulação). Quanto aos detalhes, chega a ser estranho imaginar que tanto trabalho foi direcionado a esses jogos, e um número tão pequeno de pessoas, pelo menos no Brasil, é capaz de conferir isso, principalmente devido aos impostos que esses eletrônicos têm que pagar antes de entrar e que inviabiliza seu comércio para o grande público (meu amigo disse que não conhecia nenhum brasileiro que tenha comprado aqui esse video-game). Eu li a respeito, não sei se informação procede, que esses impostos visariam proteger a indústria nacional… Mas isso é realmente justo? A indústria nacional produz algo de relevante na área de jogos eletrônicos? Não seria essa uma política equivocada, feita por gente que não conhece nada do assunto?

Retornando aos jogos em si. Devo dizer que os gráficos me impressionaram, mas vale lembrar que a diversão também é importante. Apesar de achar os outros jogos bonitos, eu acabei jogando muito mais Guitar Hero III, que é um jogo simples em concepção, onde os gráficos não são o ponto mais importante. Algo parecido com o que acontece com a maioria dos jogos do Wii. Os jogos são mais divertidos e intuitivos, em vez de aprimorados graficamente. Eu, antes de jogar Guitar Hero, pensava que só jogadores experientes seriam capazes de fazer as seqüências, mas logo acabei pegando o jeito, e me viciando no jogo.

Pode parecer então que os jogos mais divertidos que “bonitos” devem prevalescer. Não necessariamente. Esses jogos, como GTA4, Call of Duty, podem só parecer difíceis e "chatos" a princípio. Com o tempo (e a experiência ao joga-los) eles poderão ser tão ou até mais divertidos que os jogos, vamos dizer, “automáticos”.

Pra terminar, o que esperar do futuro? Eu espero uma conciliação, talvez até para a próxima geração de vídeo-games, da interatividade com os gráficos aprimorados. Claro, também, os dois podem ainda ser muito aprimorados. Encerro com o seguinte link, com um vídeo que me impressionou, de como o Wii por exemplo poderia ser explorado ainda mais futuramente.

http://br.youtube.com/watch?v=Jd3-eiid-Uw

Defina "vida". Justifique sua resposta.

A nanotecnologia promete hoje incríveis avanços tecnológicos para o futuro. Sem entrar muito nessa ciência, ela consiste da manipulação dos átomos, os “blocos primordiais” de toda a matéria existente, na construção de novos materiais, componentes, e até mesmo máquinas em um nível nanométrico (“nano” é o prefixo usado para denominar um bilionésimo – um nanômetro, ou simplesmente nm, seria igual a 0,000000001 m).

Ainda é uma ciência em seus primórdios, mas assim como com a viagem no tempo, é interessante discutir as possibilidades que nela residem.

Pois bem, analisemos um dos principais focos divulgados pelos cientistas a respeito dessa tecnologia: a construção de nano-robôs, ou seja, robôs em escala microscópica. Esses robôs seriam capazes de atuar dentro do nosso organismo, podendo, por exemplo, se atuassem no sangue, levar oxigênio até nossas células de uma maneira muito eficaz – teoricamente, todo o nosso sangue poderia ser substituído por alguns litros contendo trilhões desses nano-robôs, criando seres humanos surpreendentemente mais vigorosos.

Mas o foco dessa discussão é outra. Primeiro vamos imaginar um desses nano-robôs, só que com outros propósitos. Imagine eles com sensores, suponha a cor cinza que sempre é ligada às máquinas, imagine garras para o movimento e/ou a manipulação em torno de seus “corpos” e pense em qualquer programação interna e capacitação que eles poderiam ter, podendo executar inúmeras tarefas.

Agora, vamos supor que nossa tecnologia, depois de um tempo de uso e experimentação desses nano-robôs, tenha avançado a tal ponto que dentre as tarefas que possam ser executadas por eles, encontra-se a de criar uma cópia exata deles mesmos, a partir da matéria existente no ambiente – átomos de carbono, por exemplo. Criar uma cópia de si mesmo consiste em se replicar. A princípio, podemos considerar muito útil uma programação e uma capacitação desse tipo – afinal, criar algumas dezenas de trilhões de nano-robôs não parece tarefa fácil, considerando o exemplo do uso deles no nosso organismo. Mas você consegue ver o perigo global que apenas um nano-robô desse modelo representaria?

O primeiro nano-robô desse tipo que fosse criado, se não controlado, e se qualquer tipo de material pudesse ser usado por ele na replicação, iniciaria um processo que acabaria por consumir toda a matéria da Terra, transformando-a apenas em nano-robôs. Um exagero? Não se considerarmos a progressão exponencial no crescimento do número de nano-robôs. Um cria outro, que criam dois, que criam 4, que criam 8 e assim por diante. Supondo um tempo razoável de replicação de um dia, teríamos 2¹º = 1024 robôs em dez dias, em 20 dias seriam aproximadamente um milhão, e em 30 dias um bilhão. Em alguns meses seria o fim da Terra como conhecemos, dominada por uma gosma cinzenta de nano-robôs.

Mas por mais interessante e apocalíptico que isso pareça, não é o foco deste texto. Imaginemos que os cientistas sabiamente, ou mesmo por impossibilidade, criem nano-robôs que se repliquem apenas usando certos certos tipos de matéria que pudessem encontrar. Vamos pensar que sejam espécies de matéria não tão raras, mas também não tão comuns em nosso planeta a ponto de que buracos sejam criados por aí por esses nano-robôs em busca de replicação.

Um nano-robô que busca certos tipos de matéria para criar cópias exatas de si mesmo. Podemos notar nitidamente que há uma forte semelhança com qualquer forma de vida existente, que busca, mais que tudo, se alimentar, crescer e então se reproduzir.

Mas não pára por aí. Imaginemos que, na programação desse nano-robô, ele seja instruído a criar de maneira alternada uma cópia idêntica de si mesmo, e uma cópia ligeiramente diferente de si mesmo. Não uma diferença pré-programada, mas algo totalmente aleatório.

Teríamos então simulado o mecanismo da mutação com propósitos evolutivos. A geração aleatória criaria uma imensidão de nano-robôs não funcionais (devido à aleatoriedade do processo de criação de indivíduos ligeiramente diferentes), uma outra imensidão de nano-robôs idênticos ao “nano-robô primordial” e, o mais importante, um indivíduo que seria melhor que o seu criador – seja em velocidade de replicação, seja em mobilidade, seja em capacidade de encontrar os átomos que lhe são necessários, entre outros. Esse indivíduo com o tempo substituiria a “espécie” de seu criador, simplesmente por competição. Tal qual na natureza.

Agora, se não é o bastante, imagine que essa programação dos nano-robôs, que permite a criação aleatória, também crie alterações que eventualmente façam surgir a associação de nano-robôs, diferentes ou iguais, em organismos maiores. Novamente surge a semelhança com a natureza.

Finalmente, imagine a seguinte situação: um extraterrestre visita dois planetas: a Terra, e outro onde existem os nano-robôs no último estágio que discutimos. De quantas formas diferentes de vida estamos falando?

Por enquanto, eu diria três.