90 segundos de Ciência | Investigadores do Técnico

Este projeto está a usar dados de mobilidade para desenhar modelos capazes de prever a progressão de infecções por COVID-19 em Portugal.

O principal objetivo do projeto INTAKE é identificar o risco de contágio por COVID-19 num dado concelho. Para tal estão a ser usados dados da Direção-Geral da Saúde (DGS), como o número de testes realizados e o número de infetados por concelho, e dados de mobilidade obtidos através da operadora de telecomunicações NOS.

Estes dados são fornecidos de forma anónima e apenas referem o número de pessoas que se deslocaram num determinado local num certo intervalo de tempo.

Com esta informação é possível desenhar um modelo preditivo que analise os comportamentos de mobilidade das pessoas e os correlacione com a deteção de novas infeções de COVID-19.

“Através de um protocolo com uma operadora de telecomunicações conseguimos saber o número de pessoas que se deslocaram num certo intervalo de tempo relativamente detalhado entre o concelho A e o concelho B. Quando estes dados são acoplados aos dados da DGS, ou seja, o número de infetados, podemos usar toda esta informação para estimar a percentagem de pessoas que está infetada num dado concelho”, explica.

Estes modelos vão permitir delinear estratégias de controlo e, se necessário, confinamento, com o objetivo de evitar um aumento do número de casos num determinado concelho.

Segundo Arlindo Oliveira, o projeto INTAKE está atualmente a finalizar um protocolo com a Associação Nacional de Farmácias para acrescentar ao seu modelo dados sobre a compra de medicamentos para tratar sintomas gripais, visto que um aumento na compra destes medicamentos numa dada região pode estar associado a um aumento do número de infeções por COVID-19.

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O ATLAS é um detetor instalado no Grande Colisor de Hádrons (LHC, sigla em inglês) no CERN, na Suíça. Esta experiência já permitiu detetar em 2013 o bosão de Higgs, a partícula associada ao mecanismo através do qual as restantes partículas ganham massa.

O bosão W é uma partícula que está associada a mecanismos físicos como a radioatividade.

“Estas duas partículas estão intimamente relacionadas através do mecanismo que atribui massa à matéria. É por isso necessário escrutinar estas partículas para ver se a teoria que nós temos é de facto realizada na natureza ou se existem pequenos desvios que poderão indiciar novas teorias, nova física e novo conhecimento”, refere.

Estas experiências decorrem no LHC, um acelerador de partículas instalado no CERN – Organização Europeia para a Investigação Nuclear, que acelera protões a velocidades muito próximas da velocidade da luz e que os faz colidir em centros de experiências como o ATLAS.

Segundo Ricardo Barrué, o ATLAS é um detetor de 40 por 25 metros que funciona como uma câmara digital gigante. Este detetor é composto por outros aparelhos mais pequenos que têm como função detetar, por exemplo, as energias das partículas que resultam da colisão de protões.

“Através desta informação é possível andar para trás no tempo e reconstruir partículas como o bosão de Higgs e o bosão W”, explica.

Esta experiência irá permitir aprofundar o conhecimento sobre a natureza e as origens da própria matéria.

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Este projeto está a estudar os consumos energéticos passivos de edifícios com o objetivo de desenvolver métodos e propostas que permitam otimizar os gastos energéticos das cidades de forma a torná-las mais sustentáveis.

A ideia o projeto é analisar os consumos energéticos passivos dos edifícios, desde as paredes do edifício até ao interior das habitações, tendo sempre em conta os comportamentos individuais das pessoas que nelas habitam.

Para tal vão ser usados dados móveis, garantindo o anonimato dos participantes, com o intuito de identificar os movimentos típicos das pessoas dentro da cidade. Esta informação vai permitir simular o melhor uso dos equipamentos que consomem energia, desde veículos, a unidades de ar condicionado ou de aquecimento central.

Ao determinar as necessidades de aquecimento e de arrefecimento numa cidade ao longo do ano, será possível desenvolver modelos que permitam otimizar os gastos energéticos para cada edifício.

O estudo vai também olhar para o impacto do uso de carros elétricos no que toca à sustentabilidade energética da malha urbana. Com o aumento de veículos elétricos a carregar quer nos edifícios, quer na rua, passa a ser necessário não só conhecer os consumos médios, como também saber qual o consumo energético a cada instante.

“Ao querermos ter uma cidade de carbono zero temos que combinar isto com o uso de energias renováveis, pois a articulação da dinâmica dos consumos com a dinâmica da produção dita dinâmicas de armazenamento que têm que ser muito bem otimizadas com a gestão da procura para que não caiamos no problema que é insolúvel de termos baterias por todo lado para fazer esta gestão”, alerta.

Este projeto irá produzir modelos que vão servir de apoio para a otimização do uso de energia a nível local, sempre com o objetivo de preparar as cidades do futuro para serem mais sustentáveis, garantindo o mínimo desperdício de energia ao mesmo tempo que reduzem as emissões de CO2.

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O permafrost é um tipo de solo que existe na região do círculo polar ártico e que é composto por terra, gelo e rochas permanentemente congelados.

A temperatura do Ártico está a subir a um nível muito mais rápido que o resto do planeta. Com o aumento da temperatura o solo gelado que constitui o permafrost está a derreter e a degradar-se.

Esta degradação está a criar um problema no Ártico pois o permafrost é extremamente rico em matéria orgânica, matéria essa que em alguns casos esteve indisponível durante milhares de anos. Com a fusão do gelo que contém esta matéria são libertados para a atmosfera gases como dióxido de carbono e metano. Dois gases responsáveis pelo efeito estufa.

A equipa de João Canário está neste momento a estudar os processos de degradação do permafrost e a sua contribuição para as alterações climáticas.

Uma das formas que o permafrost tem de se degradar é a formação de lagos chamados de lagos termocarso. Estes lagos são extremamente ricos em matéria orgânica, chegando esta a representar cerca de 90% da sua constituição.

Quando esta matéria orgânica se degrada é libertado dióxido carbono e metano para a atmosfera.

“Nós sabemos que alguns lagos são fortes emissores de dióxido de carbono e que outros são fortes emissores de metano. Mesmo lagos que estão ao lado um do outro podem emitir gases distintos. Aquilo que nós estamos a tentar perceber é por que é que certos lagos emitem mais dióxido de carbono e outros lagos imitem mais metano que, como se sabe, são gases com forte poder de aumentar o efeito estufa”, revela.

Neste momento, João Canário está a tentar ligar a composição química desta matéria orgânica aos gases emitidos.

“Andamos à procura de grupos funcionais que possam explicar por que é que uns lagos emitem gases de um tipo, e outros emitem gases de outro tipo”, reforça.

Este conhecimento será usado para determinar o impacto da degradação do permafrost no clima da região e nas alterações climáticas a nível global.

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Este projeto está a desenvolver e a testar sistemas colaborativos de inteligência artifical para robots em microgravidade. Este software está atualmente a ser testado em robots na Estação Espacial Internacional.

Para estudar a aplicação deste sistema, Rodrigo Ventura está a usar robots chamados de Spheres, esferas semelhantes às usadas por Luke Skywalker na saga Star Wars para treinar o uso da força. Estes robots estão a ser testados na Estação Espacial Internacional, mais particularmente no controlo de formações.

“Temos estado focados em métodos para mobilidade e em particular no controlo de formações. Queremos resolver o problema de ter um conjunto de robôs numa determinada formação, e de como lidar quando há falhas na propulsão”, conta.

Esta tecnologia vai ser importante para a construção de grandes estruturas no espaço. Segundo Rodrigo Ventura, neste momento estamos limitados no que toca ao tamanho e às dimensões daquilo que podemos lançar para órbitra.

O telescópio James Webb, com um diâmetro de 6,5 metros já está no limite daquilo que é possível lançar para órbitra com a tecnologia atual.

Com recurso a robots colaborativos será possível usá-los para construir grandes estruturas no espaço, dividindo a estrutura em módulos e usando os robots para os montar.

Por exemplo, esta tecnologia poderá usar para construir a Deep Space Gateway, uma estação espacial que está a ser desenhada para orbitar a Lua e servir de ponto de partida para a exploração do espaço profundo.

“A Deep Space Gateway vai estar grande parte do tempo sem presença humana, portanto esperamos poder contribuir com algoritmos a nível de inteligência artificial para que os robots possam atuar autonomamente no interior da estação espacial, em particular no transporte de cargas, mas também em outras tarefas necessárias para sua manutenção”, conclui.

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Este estudo avaliou o impacto do encerramento de subsidiárias de empresas multinacionais na economia local.

A ideia deste projeto era perceber quais os efeitos sob a economia local após o encerramento de subsidiárias de empresas multinacionais em Portugal.

Segundo Miguel Torres Preto, a curto prazo estes encerramentos têm um impacto directo nos trabalhadores, nas empresas que trabalham directamente com estas subsidiárias, e na comunidade local das regiões onde estas se inserem.

Num primeiro trabalho foram estudadas as estratégias do capital humano inicial. Ou seja, as decisões acerca da contratação de pessoas, e o impacto que estas decisões têm na sobrevivência da empresa.

Os resultados deste estudo demonstram que as empresas que perduram mais no tempo acabam por entrar em falência, ou por ser vendidas em processos relativamente acelerados e pouco desejáveis.

Um dos factores que parece aumentar a probabilidade de sobrevivência destas empresas é a contratação de trabalhadores com experiência profissional em outras empresas multinacionais

“As decisões tomadas logo no início acabam por ter consequências muito mais profundas do que alterações introduzidas numa fase mais tardia”, revela.

Este projeto foi financiado pela Fundação Francisco Manuel dos Santos.

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Com cerca de 10 centímetros de aresta este pequeno satélite cúbico terá como principal função captar os sinais transmitidos por aviões. Com esta tecnologia será possível localizar e acompanhar o trajeto de voo de um avião em tempo-real.

Apesar do seu tamanho, o IST-SAT-1 funciona como qualquer outro satélite. O seu principal objetivo é ensaiar um sistema compacto e de baixo consumo de receção de sinais ADSP, sinais transmitidos por aviões e que permitem localizá-los.

São estes sinais que alimentam sites como o Flightradar24 que permite acompanhar o trajeto de voo de um avião online e localizá-lo no mapa.

Ao usar o sistema a bordo dos aviões, esta tecnologia vai permitir seguir, localizar e detectar estes aparelhos em zonas remotas do planeta, que podem ser melhor observadas a partir do espaço.

Desta forma será mais fácil identificar a localização de um avião após um acidente.

“Usando este sistema é muito mais fácil localizá-los em situações de acidentes como o caso do Malaysia Airlines 370 ou do Air France AF447 que desapareceram em circunstâncias trágicas”, explica.

Segundo Rui Rocha, o IST-SAT-1 já se encontra praticamente construído, estando agora a entrar numa fase de ensaios em ambiente espaço.

O IST-SAT-1 deverá ser lançado no final de 2020.

“Acredito que no início de 2021 nós estaremos ansiosamente à espera das primeiras mensagens deste satélite vinda do espaço”, reforça.

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Este estudo avaliou a possibilidade de destruir um buraco negro tentando que este rodasse a uma velocidade superior ao seu limite máximo. Os resultados demonstraram que tal não seria possível.

Além de todos os fenómenos já explicados pela gravidade de Newton, as equações de Einstein permitem estudar outros tipos de objetos como estrelas de neutrões ou buracos negros que que não seriam possíveis de compreender no contexto da gravidade de Newton.

Recentemente José Natário publicou um artigo que procurava responder à questão se seria possível destruir um buraco negro.

“Em geral os buracos negros têm rotação. Eles rodam e só podem rodar até uma velocidade máxima. O que nós estávamos a fazer inicialmente era um projeto para investigar se seria possível pôr um buraco negro a rodar mais que esse limite máximo atirando um certo tipo de matéria para dentro do buraco negro, nomeadamente cordas”, revela.

Esta análise permitiu verificar que é impossível acelerar a velocidade de rotação de um buraco negro para lá do seu limite.

“Parecia tão estranho aquilo estar a acontecer que achámos que isto devia ser um fenómeno geral e então acabámos por demostrar um teorema geral que afirma que sob certas circunstâncias, nomeadamente se a matéria que estamos a atirar para dentro do buraco negro for muito mais leve que o buraco negro e tiver energia positiva, não é possível destruir o buraco negro. Não é possível acelerar a velocidade de rotação do buraco negro acima desse limite máximo”, explica.

Este estudo levou à definição de um novo teorema geral que nos coloca mais próximos de desvendar os mistérios ocultos pela gravidade massiva dos buracos negros.

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Este grupo de investigação está a desenvolver detetores de raios cósmicos que estão a ser instalados no Observatório Pierre Auger na Argentina.

Este observatório tem como missão estudar a origem e a natureza dos raios cósmicos de alta energia.

Raios cósmicos são partículas que vêm do cosmos e que são aceleradas em objetos galáticos e extragaláctios como supernovas ou buracos negros no centro das galáxias, e que ao chegarem ao nosso planeta interagem com as moléculas no topo da atmosfera.

Esta interação produz luz e partículas secundárias que podem ser detetadas. Através destas partículas é possível inferir as propriedades do raio cósmico que as originou.

Para Pedro Assis, um dos aspetos mais interessantes do estudo de raios cósmicos é tentar conhecer a sua natureza, o que são, de onde vêm, e usar essa informação para melhor perceber o cosmos, os objetos e os mecanismos de aceleração que lhes deram origem.

Para tal a equipa de Pedro Assis está a desenvolver detetores que vão ser instalados no Observatório Pierre Auger. Estes detetores vão permitir melhorar a sensibilidade da informação recolhida sobre as partículas produzidas por estes raios cósmicos.

O detetor já se encontra desenvolvido e instalado no observatório, estando previsto iniciar a sua utilização ainda no curso deste ano.

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Este projeto desenvolveu um conceito de aeronave que permite separar as asas da fuselagem.

Este conceito é similar ao de um camião capaz de trocar de semi-reboque consoante as diferentes necessidades de carga.

“A ideia passa por termos uma ou várias asas permanentemente em voo operadas por uma empresa dedicada e que vai pegando e largando os módulos carga, como nós os chamamos, que podem levar passageiros, logística, ou que podem até mesmo ser módulos de ambulância”, conta.

Segundo Fernando Lau, este conceito poderá ter um nível tecnológico bastante baixo pois o voo não dependerá da carga.

O papel do IST neste projeto passou pelo desenho de uma aeronave real com 15 metros de envergadura de asa, e pelo cálculo das necessidades que esta aeronave teria.

Foi ainda construída uma aeronave à escala de 1:10, um aeromodelo detalhado que foi usado para realizar ensaios com o objetivo de demonstrar a viabilidade deste conceito.

O Flexcraft foi financiado no âmbito do programa COMPETE 2020 e contou com a participação do IST, do INEGI, da EMBRAER Portugal, da SETsa e da ALMADESIGN.

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