A vergonha da educação básica brasileira

 

Um país que mal consegue formar licenciados e licenciadas em Física para atuar como professores no Ensino Médio (EM) terá uma Matriz Curricular em que esta disciplina, bem como Biologia, Química, Sociologia, História, Geografia e outras, NÃO serão obrigatórias no terceiro ano do Ensino Médio. Aliás, a grade horária delas será ainda mais ridícula, paupérrima. São disciplinas consideradas "muletas", em detrimento de outras como Português e Matemática.

 

Se o Brasil não consegue FORMAR pessoas no EM com uma BASE intelectual científica minimamente satisfatória, como poderemos sonhar com um país desenvolvido tecnologicamente? Como poderemos sonhar com competitividade em relação às grades potências? Como poderemos sonhar em combater epidemias com a mesma agilidade e qualidade de outros países? Como poderemos sonhar em ter um programa espacial minimamente funcional? Como convenceremos as pessoas de que a seca no sudeste se deve em boa parte pelo desmatamento da Amazônia e das matas ciliares locais? Como garantiremos que nossos gestores tenham a mínima capacidade intelectual de entender essas questões? As respostas a essas perguntas garantem a nossa SOBERANIA enquanto país. 

 

A ênfase da nova grade curricular foca nas disciplinas de língua portuguesa e matemática. E sabe por que isso? Porque quem a propôs acha que vai resolver os gravíssimos problemas de analfabetismo funcional e da péssima qualidade do ensino de matemática do ENSINO FUNDAMENTAL no EM. Obviamente, isto NÃO acontecerá. Aliás, não há nem sinais de que isto poderia acontecer, nem da forma como está agora. Não é nada incomum encontrarmos pessoas que ingressam na 1º série do EM sem saber fazer operações de DIVISÃO. Muitos alunos nem sequer leram UM livro inteiro antes do EM. Muitos nem terão lido um inteiro após o EM.

 

Sem uma formação básica e de qualidade no Ensino Fundamental, como poderemos esperar que os alunos tenham capacidade crítica para discutir temas no EM que os desafiem intelectualmente, como História e Filosofia? Imagine discutir Iluminismo, As revoluções Industriais, A Inconfidência Mineira, Kant, Marx, Adam Smith, Educação Sexual, dentre MUITOS outras questões e autores fantásticos e complicados? Como esse aluno conseguirá resolver um problema de lançamento oblíquo, se ele não consegue associar S =So + VoT +at²/2 com y = ax²+bx+c?

 

Basta ver a quantidade de pessoas que saem do Ensino Médio extremamente mal formadas. Isto explica, por exemplo, a altíssima taxa de reprovação e de evasão de alunos de cursos como Física, Matemática e Engenharias, particularmente nos primeiros semestres. Essas áreas requerem um mínimo de domínio da matemática para poder aprofundar tópicos que são, de fato, muito complexos. É importante ressaltar que nós, em geral, saímos do EM sem termos disciplina de estudos, sem conseguirmos nos organizar efetivamente para estudar! Sim, eu quero dizer que, muitas vezes, as pessoas saem do EM sem saber como ESTUDAR. Não é simplesmente sentar e ler um texto. Há diferentes técnicas que funcionam para diferentes pessoas. Eu sei porque eu vivi isso tanto como aluno, com todas as minhas dificuldades particulares, quanto como monitor de disciplinas da graduação. 

 

A situação da forma como está e, claro, como será com a nova matriz curricular só nos traz ainda mais preocupações e receios com relação à formação básica dos alunos brasileiros. Tudo leva a crer que o que ocorre hoje é um projeto de desmonte e precarização da educação básica E superior que ocorre deliberadamente. Cortes e transferência de recursos das pastas da Ciência e da Educação só reforçam este ponto: há um projeto de empobrecimento intelectual massivo da população brasileira. E, claro, com governantes medíocres intelectualmente fica difícil esperar o contrário. 

 

Portanto, gostaria de reforçar minha indignação em relação à baixíssima qualidade da nova matriz curricular. Infelizmente, tudo que ultimamente é descrito como "novo" neste país tem qualidade extremamente duvidosa. Reforço também que TODAS as áreas hoje necessitam da tecnologia para se desenvolver, desde a agropecuária até áreas mais óbvias, como a aeronáutica. E para que isto aconteça, os alunos brasileiros (de forma geral, a população brasileira) PRECISA ter capacidades e ferramentas intelectuais para tomar decisões críticas, racionais e sem apelo emocional. Nosso país será OUTRO (e, garanto, muito melhor) quando focarmos em Educação básica e superior de altíssima qualidade e ciência voltada ao bem estar social.

 

 

Tese depositada: o sonho está próximo!

  

Como está claro como água no título desta postagem, SIM, depositei minha tese de doutorado!!! E já tenho até uma data para a defesa: dia 15 de setembro de 2021! O processo de escrita do trabalho foi mais difícil e lento do que eu previa, muito provavelmente devido ao medo de contrair COVID e também por todas as incertezas envolvidas nas análises dos dados. Parafraseando Feynman, no doutorado, as questões que nós abordamos não têm respostas imediatas ou diretas, afinal estamos na fronteira do conhecimento. E isso é particularmente verdade para a dinâmica de aerossóis atmosféricos em regiões como as da Amazônia Central, que são especiais por uma série de motivos, mas principalmente por ser a maior floresta tropical do mundo, que regula o regime de chuvas em boa parte do Brasil e de países fronteiriços.

Enfim, não é segredo para ninguém que meu sonho sempre foi conseguir cumprir o ciclo completo da vida de um Físico em formação: graduação, mestrado e doutorado. Foram muitos e muitos planos ao longo dos últimos 10 anos e meio. Na verdade, faz mais tempo: decidi que seria Físico quando eu estava na 8ª série (hoje, 9º ano) do ensino fundamental. Antes, queria ser astrônomo, mas acabei decidindo e focando na carreira de físico, e nunca mais pensei em outra coisa. E cá estou eu, 6 anos após me tornar bacharel em Física pela UFSCar, 4 anos após me tornar mestre em Física Aplicada pela USP de São Carlos, próximo à minha defesa de doutorado, na USP de São Paulo, com doutorado sanduíche no Max Planck Institut für Chemie. O sentimento, no momento, é de certa ansiedade para a defesa, pois sei que haverá muitas coisas a serem corrigidas no texto original da tese, mas principalmente, de gratidão a muitas e muitas pessoas (família, minha companheira incrível, amigos e colegas de trabalho) que foram o esteio para este momento.

 Eu não poderia deixar passar batido um momento tão especial para mim, e que reforça ainda mais o texto que escrevi em setembro de 2017: Mudança... ah! sua maldita e, ao mesmo tempo, maravilhosa necessidade! Sim, eu mudei. De cidade e de área de estudo. E a mudança não foi sentida apenas nesses âmbitos. Como pessoa, profissional e cientista, sou certamente muito diferente. Os ventos da mudança me direcionaram para um rumo que jamais imaginaria. Novamente, o sentimento é o de gratidão. Ah, gostaria de dizer que escrevi minha tese em inglês. Quem me conhece sabe que este foi um desafio enorme na minha vida. Pois é, quem diria que aquele "Marco Aurélio" que antes tinha tanta dificuldade com a língua fosse ser capaz de, não apenas se comunicar com tranquilidade, mas de escrever uma tese de doutorado no idioma. Não há vitória sem muita luta.

 Título de minha tese de doutorado: Vertical transport, growth processes, and aerosol
characterization in Amazonia

Data: 15/09/2021, às 14h (tempo local em São Paulo).

A defesa será online. 

Abaixo uma foto da torre ATTO, na Amazônia Central, local onde os dados do meu trabalho foram coletados, que eu tirei em uma de minhas idas ao sítio.

 

Tutorial simples e direto para fotografar o céu noturno com seu smartphone

 

Figura 1: fotografia noturna obtida com um smartphone em uma região urbana, em que é possível observar diversos aglomerados estelares. Em destaque: M7 e a constelação de Sagitário.

Será possível obter uma boa foto do céu noturno sem equipamentos fotográficos caros e complicados? Ou, talvez, será que é possível uma boa foto da Via Láctea apenas utilizando o seu smartphone? Apesar de tudo levar a crer que não, a resposta é SIM, é possível. Dá para se divertir muito com esta atividade! E neste artigo me proponho a explicar uma técnica simples que te possibilitará extrair muito mais de sua câmera do que apenas selfies! Além disso, certamente você passará a enxergar o céu com outra perspectiva. Este é um tema já discutido em diversas outras páginas da internet, até mesmo de forma muito mais profissional, mas que merece ser sempre revisitado, já que, com as mais recentes melhorias dos sensores das câmeras dos smartphones, muitas vezes nosso conhecimento fica defasado e não exploramos todo o potencial dos nossos aparelhos. Sabe aquela opção PRO que aparece como uma das abas de sua câmera do celular e você nunca mexeu por talvez achá-la complicada demais? É exatamente de funções que ela apresenta que nós vamos tratar!

Requisitos básicos para uma fotografia de céu noturno

Neste artigo, utilizo como exemplo meu smartphone, um Xiaomi Mi 9 pro, cujas configurações da aba Pro da câmera são, em geral, comuns à grande maioria dos smartphones disponíveis no mercado. Não quero ser um "Testemunha de Xiaomi" neste texto, mas é necessário ressaltar que os aparelhos desta marca tem sido amplamente utilizados para fotografia de céu noturno, talvez por conta de seu ótimo programa de Inteligência Artificial (IA) ou, principalmente, da notória sensibilidade de seus sensores para baixa quantidade de luz. Veja aqui e aqui alguns exemplos de fotografias de céu noturno com os aparelhos da Xiaomi. Dito isto, vamos começar.

Abaixo, na Figura 2, mostro uma captura da tela do meu aparelho, em que apresento as funções que minha aba Pro me possibilita. Dentre elas, nós vamos dar maior ênfase em três: FOCO, EXPOSIÇÃO e ISO, circulados de branco na imagem. Em geral, a função do tempo de exposição vem com o nome Exp, E ou S. Certamente há outras variantes, mas no momento só me lembro dessas... Se você souber de outras, por favor, deixe nos comentários que eu atualizo o texto. É necessário que seu smartphone disponibilize ajustes com essas três funções.

Figura 2: funções da aba Pro da câmera do meu smartphone, com destaque para as principais funções utilizadas em fotografias de céu noturno: FOCO, EXPOSIÇÃO e ISO.

Com relação ao foco, eu não me aprofundarei tanto e serei mais direto, pois o que nós temos que ter em mente é que os objetos que serão fotografados encontram-se MUITO distantes de nós. Isso significa que queremos focar em algo que está no "infinito", portanto, eu recomendo que você ajuste seu foco para o máximo que puder. Muitas câmeras tem a opção de foco máximo com o símbolo do infinito, $\infty$, outras com o símbolo de uma montanha (meu caso). Novamente, as variantes são diversas. Uma alternativa que funciona muito bem para mim é manter o foco no modo automático, em que eu toco na tela da câmera quando vejo um sinal de alguma estrela e o ajuste é corrigido. A partir daqui, a qualidade da sua imagem dependerá dos dois principais fatores para fotografias em ambientes de baixa luminosidade: o equilíbrio muitas vezes sutil entre tempo de exposição e ISO. Mas o que são esses parâmetros? Como ajustá-los?

Exposição e ISO

Eu penso que a melhor forma de explicar estes dois conceitos fundamentais em fotografias de céu noturno é através de exemplos práticos. Inicio a discussão deste tópico com a ideia por trás da função "Exposição". As câmeras, em uma analogia bastante rústica, funcionam como os olhos. Elas são sensores que, ao interagirem com a luz, transmitem impulsos elétricos para uma central que os organiza de forma coerente. Entretanto, com os olhos, nós não temos tanto controle com relação à quantidade de luz que ele absorve ao longo do tempo para dar mais definição a objetos de brilho muito fraco. Já percebeu que as fotos de céu noturno sempre mostram muito mais objetos do que conseguimos enxergar a olho nú? Isto acontece porque nós podemos controlar o tempo que o sensor ficará exposto e recebendo fótons dos objetos, o que permite com que coisas de brilho muito fraco sejam, de fato, detectadas. Faça um teste: se olharmos para o céu, sem piscar, pelo tempo que for (supondo que sua pupila já esteja adequada à iluminação ambiente), nós não conseguiremos enxergar mais do que 2 ou 3 mil estrelas em um local sem poluição luminosa. Entretanto, se você mudar o tempo de exposição (ou, especificamente, a velocidade do obturador) que o sensor de uma câmera ficará exposto ao céu, certamente você verá muito mais estrelas. 

A grande vantagem da função Pró da câmera é que você pode controlar exatamente quanto tempo de luz você quer captar, e isto depende do objeto que você quer fotografar e das condições de iluminação do ambiente em que você se encontra ao fotografá-lo. Talvez a maior frustração de um iniciante na astrofotografia seja o fato de que quando ele aponta a câmera para o céu e clica para captar a imagem, o resultado, na grande maioria das vezes, é um borrão preto. No máximo, surgem alguns pontinhos bastante indefinidos, os quais podem ser tanto ruído do sensor quanto, de fato, algum objeto celeste. Isto acontece porque a câmera não tem sensibilidade suficiente (relacionada ao ISO) e/ou não ficou tempo suficiente captando a luz do objeto que se quer fotografar. E é esta a tarefa dos ajustes de exposição: captar luz suficiente para mostrar com detalhes um determinado objeto de brilho fraco.

 A imagem abaixo é composta por três fotos de uma mesma região do céu, sem nenhum tratamento, em que nós fixamos o ISO em 1600 e variamos apenas o tempo de exposição. Estas fotos foram obtidas com o único objetivo de apresentar contrastes didáticos na variabilidade dos parâmetros. Para melhores fotos do céu noturno, maior cuidado seria necessário. A diferença entre os frames é evidente: maior tempo de exposição significa maior quantidade de luz que sensibilizou o sensor da câmera, o que significa, portanto, maior brilho e definição na imagem. Você pode se perguntar, portanto: certo, mas se eu mantiver a exposição prolongada por tempo indefinido, eu terei uma imagem com muito mais qualidade e mais objetos celestes visíveis? Não necessariamente. Se o seu objetivo é ter uma imagem nítida do céu, em que as estrelas se pareçam com pontos e não com rastros, então deve-se levar em consideração que, apesar de praticamente imperceptível, o planeta Terra rotaciona... Como um dia tem 24h, ou seja, representando uma volta de 360°, isso significa que a cada 1 segundo, o planeta gira, aproximadamente, 0,004°. Portanto, 30s representam, aproximadamente, 0,125°, o que é suficiente para perceber claramente o efeito da rotação em uma fotografia. Na imagem abaixo, esse efeito foi compensado pela IA do smartphone. Mas isso não acontece sempre. É muito comum obter esses rastros. Fotografias noturnas incríveis podem ser feitas utilizando-se da técnica de longas exposições, em que alguns exemplos são vistos aqui. Mas como talvez este não seja o seu interesse neste momento, recomendo sempre levar esta questão em consideração: verifique suas fotos para certificar-se de que não há rastros.

Figura 3: exemplos de imagens de uma mesma região do céu, com a presença clara da constelação do escorpião, em que o ISO da câmera foi mantido fixo em 1600 e variou-se o tempo de exposição.

Outra questão importante é a poluição luminosa do ambiente em que você fotografa o céu. Infelizmente, este é um problema sério que atinge quase toda a população do planeta cujo resultado é o desaparecimento do céu noturno. Obviamente, eu não sou contra iluminação urbana noturna. Mas você que mora em uma cidade grande, quantas vezes saiu para a varanda/sacada/área externa para apreciar o céu (não apenas a Lua, mas identificar constelações e outros objetos celestes)? Se você deixar o sensor da câmera exposto tempo demais em um ambiente com elevada poluição luminosa, o resultado será um borrão branco, ou uma imagem muito carregada de tons claros/avermelhados. Muitas vezes, softwares de edição de fotos ajudam a compensar este problema, mas em geral eles não fazem milagres. Portanto, a escolha de um local com baixa poluição luminosa é importante para a obtenção de melhores resultados. Apesar de antigo e com efemérides desatualizadas, este site aqui me conquistou há muitos anos, em particular, pelo trabalho primoroso do prof. Silvestre buscando a preservação do céu noturno na região de Uberlândia - MG. Recomendo muito a leitura dos diversos textos lá para entender melhor a causa da luta contra a poluição luminosa. Em particular, há muitos textos a respeito da relação entre poluição luminosa e seus impactos no ecossistema e, para os mais egoístas, no seu próprio bolso. A qualidade do céu noturno em sua região pode ser obtida comparativamente através deste endereço aqui. Perceba a dificuldade em encontrar uma região verdadeiramente livre de poluição luminosa. Veja, por exemplo, as regiões em que se encontram os principais observatórios astronômicos do mundo, como no deserto do Atacama.

Com a questão do tempo de exposição definida, nós podemos avançar para entender o que é o ISO. De forma geral, os ajustes de ISO significam ajustes de sensibilidade do sensor da câmera. Quanto maior o ISO, mais sensível a câmera se torna à iluminação externa. Em geral, o ISO varia de 100 a 3200, podendo ir além destes valores nas câmeras CCD profissionais. A Figura 4 apresenta um exemplo comparativo, em que foi mantido o tempo de exposição fixo em 15s e variou-se o ISO. Perceba que a imagem com ISO de 400 apresenta muito menos detalhes que a com ISO de 1600. E no caso do exemplo mostrado, nós escolhemos um tempo relativamente longo de exposição para deixar claro que, mesmo nestas condições, se o sensor da câmera não tiver sensibilidade suficiente, não adianta muita coisa. Uma pergunta comum que surge neste momento é: então, se eu tiver ISO alto e exposição baixa, eu posso conseguir também enxergar estrelas com mais definição? Sim, é possível. Entretanto, ISO alto significa, como comentado, alta sensibilidade da câmera, mas isto reflete diretamente na quantidade de ruídos produzidos pelo sensor. Logo, quanto maior o ISO, maior a quantidade de ruídos na sua imagem. E tem mais um detalhe: os sensores das câmeras são sensíveis também a temperatura ambiente. Quanto mais quente, maior a probabilidade de obter ruídos. Fotografias diurnas são, como você já deve ter percebido, obtidas em condições de ISO baixo. Entretanto, há diversas fotos diurnas em que o ISO é relativamente baixo, mas com tempos de exposição longos. Um exemplo direto são fotos de cachoeiras, que podem ser vistos aqui. Para fotografar o céu noturno, em geral, são utilizados valores de ISO acima de 800 e tempos de exposição pelo menos acima de 5s.

Neste momento fica clara a necessidade de se testar várias combinações de ISO e de tempos de exposição para encontrar a melhor relação sinal/ruído para sua imagem. Não tem segredo. Tem que testar, testar e testar... Uma vez encontrados os parâmetros que mais te satisfaçam, não se engane. Eles nem sempre serão os melhores para outros ambientes em que você fotografará o céu noturno, nem mesmo para diferentes smartphones, afinal, não necessariamente eles terão os mesmos sensores fotográficos. Nem mesmo um sensor de uma mesma marca terá a mesma sensibilidade. Novamente, um pouco de teste será necessário. Mas te garanto: com o tempo e prática, isto será feito rapidamente!

Figura 4: dois exemplos de fotografia da mesma região do céu, com tempo de exposição fixo em 15s e ISO diferente.

Devo processar digitalmente minha imagem para obter uma boa foto?

Em geral, sim. O processamento da imagem é fundamental para garantir uma boa foto. Há diversas correções e melhorias que podem ser feitas e que certamente proverão imagens muito mais detalhadas e bonitas. E isto é feito através de softwares e aplicativos específicos. Na astrofotografia, talvez o mais utilizado seja o Adobe Lightroom. Infelizmente, o aplicativo é pago para ser utilizado no computador, mas para smartphones você pode utilizá-lo livremente. Com ele, pode-se corrigir diversos parâmetros de sua imagem, como exposição, sombras, contraste, pretos, brancos... e por aí vai. Não explicarei os detalhes aqui, mas recomendo que você baixe o app e tire um tempo para explorá-lo. Além disso, há diversos vídeos na internet com o propósito de explicar como ele pode ser utilizado para astrofotografia. Veja aqui um exemplo. Mostro na Figura 5 uma comparação utilizando a imagem do centro da Figura 3, com ISO 1600 e 15s de exposição. Julgue por si se vale ou não a pena utilizar este recurso.

 

Figura 5: imagem processada pelo Adobe Lightroom da fotografia obtida com 15s de tempo de exposição e ISO 1600.

Vamos direto ao ponto: o que eu faço na prática?

Como eu já fotografo há algum tempo com meu smartphone, eu já sei que, nas condições urbanas em que frequentemente estou, geralmente no interior de MG, o ISO em 1600 e exposição de 15s são suficientes para me retornar imagens satisfatórias. Após o ajuste de foco, faço vários testes para ver se os objetos que eu pretendo fotografar encontram-se enquadrados na tela. Em geral, com a câmera do celular, eu não avanço para o nível de fotografar várias vezes um mesmo objeto e somar as imagens com o Deep Sky Stacker. Isto eu faço com as astrofotografias que produzo com minha câmera DLSR com ou sem telescópio. Na verdade, vou tomar isto como um exercício também para mim. Afinal, ainda há muito o que aprender e aperfeiçoar na técnica de fotografias de céu noturno com smartphones. Dá para ir muito além. Por fim, com as fotos produzidas pelo smartphone, eu as importo para o aplicativo da Adobe Lightroom, onde ajusto detalhes da imagem. Quando eu mudo de ambiente, seja para locais com maior poluição luminosa, como a cidade de São Paulo, ou para o sítio, onde o céu é absolutamente fantástico, eu sempre testo variações de ISO e exposições até encontrar uma combinação que me satisfaça. Gostaria de aproveitar a oportunidade e fazer uma divulgação da minha galeria de astrofotografias, da Astrobin: https://www.astrobin.com/users/marcomac27/ .

Só mais uma coisa: recomendo o uso do software Stellarium para identificação dos objetos que você fotografou. Faça este exercício, compare suas fotos com o céu mostrado pelo software, e veja se você é capaz de identificar as diferentes constelações e as estrelas que as compõem! Quem sabe você identifica que, ao invés de uma estrela, aquele ponto brilhante é um... planeta! Infelizmente, neste momento de pandemia em que somos privados de nos socializarmos com nossos amigos e familiares por questão de segurança, a exploração do céu noturno, mesmo através do das fotos de seu celular e da identificação de objetos celestes, pode ser uma companhia agradável a você como é para mim. Façam seus testes, suas fotos e me coloco à disposição para tirar dúvidas e ajudar com sua evolução na técnica.

Céus limpos a todos e divirtam-se!

Pandemia - um desabafo

Escrevo estas singelas linhas após 3 anos para dizer que MUITA coisa aconteceu até aqui em minha vida. Que loucura. Neste meio tempo, realizei talvez um dos maiores sonhos da minha vida: doutorado sanduíche no Instituto Max Planck de Química de Mainz, Alemanha. Lá trabalhei de Outubro de 2019 a Outubro de 2020. Ainda pretendo fazer alguma publicação a este respeito. Mas, durante o sanduíche, uma desgraça aconteceu: uma pandemia a nível global foi deflagrada. Já estamos no ano 1 da pandemia. Mesmo enquanto eu estive na Alemanha, as coisas estavam confusas e complicadas. Eu precisei fazer quarentena com meus amigos de apartamento. Infelizmente, um deles contraiu o vírus LOGO NO INÍCIO DA PANDEMIA. Imagine o desespero... mas nem eu nem meu outro amigo fomos infectados. Claro, nós tomamos cuidados absurdos, em um nível que eu nunca imaginei que fosse chegar. Usávamos máscaras N95 dentro de casa e limpávamos o flat 2 vezes ao dia com água sanitária e álcool. Foram dias terríveis. Naquele momento, março de 2020, ainda não sabíamos muito sobre o vírus. Hoje sabemos. Hoje temos inclusive algumas novas cepas circulando pela população. E pior, o Brasil tem a sua própria, ainda mais mortífera e contagiosa que a original. Isto, claro, fruto da deliberada sede de morte do governo federal. Que fez o mínimo e nem de perto o suficiente para conter a propagação da doença. Aliás, incentivou aglomerações e o retorno a uma normalidade há muito inexistente. Hoje decidi escrever esta memória aqui. Pois, se lá em 2018 sobravam esperanças de um futuro muito melhor, do qual muita coisa boa de fato eu usufruí, agora em março de 2021 falta o ânimo. Sobra o medo. E veja só, se antes a minha motivação era desenvolver um doutorado com tranquilidade e gerando sempre bons resultados e boas publicações, hoje a preocupação é terminá-lo ainda em vida. Neste momento, estou trabalhando 24h em um artigo que está em fase de revisão dos coautores e na estrutura/escrita de minha tese. Tenho a esperança de me doutorar até o meio do ano. Aliás, fui inclusive convidado pelos professores do curso de Introdução à Física Atmosférica a ser monitor da disciplina. Confesso que poucas vezes me senti tão feliz e honrado com um convite. Espero que eu consiga cumprir o que planejei para os próximos 3 meses. Se eu não conseguir ao menos isso, espero que vivo eu continue. E desejo o mesmo para todos. Só educação muda. Só ciência salva. Vacina já.

Cálculo numérico em R da pressão atmosférica na região da troposfera - método das diferenças finitas

Este artigo destina-se ao estudo numérico do comportamento da pressão na camada troposférica até seu limite superior, a tropopausa. Essa aproximação é válida apenas neste limite, uma vez que tanto na estratosfera quanto na termosfera a temperatura atmosférica não segue o mesmo comportamento aproximadamente linear como na troposfera e na mesosfera. O estudo aqui discutido levará em consideração um decrescimento que é aproximadamente linear na troposfera, o que está de acordo com o que é observado. Eu escolhi este tema para este tópico por ele estar alinhado com uma simulação computacional simples proposta por um professor do Departamento de Física Aplicada, da USP de São Paulo.

A equação termodinâmica de estado para a atmosfera, que é derivada considerando-se apenas ar seco ($\textit{dry air}$) e vapor, uma vez que eles representam 99,96% da concentração de gases da atmosfera. Assim: $P_a = P_d + P_v$, onde $P_d$ é a pressão para o ar seco e $P_v$ é a pressão de vapor. Para gases ideais (uma suposição bastante razoável é a de que os gases na atmosfera comportam-se como ideais), a equação é $Pv = nRT$, que pode ser reescrita em termos da densidade $\rho$ do gás:

$$ P = \frac{m_a}{V}n \frac{R}{m_a}T = \rho R' T $$

onde $n~m_a$ é a massa total, $R^{'} = R/m_a$ é a constante do gás.

Com isso,

$$ P_a = P_d + P_v = \rho_d R^{'}_d T + \rho_v R^{'}_v T = T (\rho_v R^{'}_v + \rho_d R^{'}_d)$$

Considere a constante $\epsilon = R_d/R_v = m_v/m_d = 0.622$, então:

$$P_a = R_d T\left( \rho_d + \frac{\rho_v}{\epsilon} \right),$$

que ainda pode ser reescrita em termos da densidade do ar ($\rho_a = \rho_d + \rho_v$) como:

$$P_a = \rho_a R_d T \left( \frac{\rho_d + \frac{\rho_v}{\epsilon}}{\rho_a} \right) = \rho_a R_d T \left( \frac{(\rho_a - \rho_v)}{\rho_a} + \frac{\rho_v}{\rho_a\epsilon}\right).$$

Neste ponto, define-se a umidade específica, $q_v = \frac{\rho_v}{\rho_a}$, de tal forma que:

$$P_a = \rho_a R_d T \left(1 - q_v + \frac{q_v}{\epsilon}\right) =  \rho_a R_d T \left( 1 + \frac{1-\epsilon}{\epsilon}q_v \right),$$

com $(1-\epsilon)/\epsilon = 0.608$. Considera-se, neste momento, uma nova temperatura, a temperatura virtual $T_v$,

$$T_v = T \left( 1 + \frac{1-\epsilon}{\epsilon}q_v \right),$$

que, conceitualmente, é a temeratura que o ar seco teria caso fosse aquecido pelo calor latente armazenado em $q_v$. Algo que é necessário deixar claro é que as grandezas $\rho$, P e $T$ variam verticalmente na atmosfera, independente da equação de estado. Como o ar não está acelerado na direção vertical, isso significa que sua força peso está em equilíbrio com o gradiente de pressão:

$$PA - (P+dP)A = \rho A g dz \\ A dP = \rho A g dz, \\ \frac{dP}{dz} = \rho g,$$

que é a equação hidrostática. Através do método de diferenças finitas, a equação diferencial anterior pode ser resolvida:

$$ \frac{P_k - P_{k+1}}{z_k - z_k+1} \approx \frac{\rho_k+\rho_{k+1}}{2} \frac{g_k +g_{k+1}}{2}, \\ \Rightarrow P_k \approx P_{k+1} - \rho_k g (\Delta z_k) $$

em que foi considerado que a densidade varia pouco com a altitude, bem como a constante gravitacional g. Esta última equação pode ser facilmente resolvida em R:

 p2 = c(); p2[1] = 101325; #vetor para a pressao;
rho = 1.3; g = 9.8; 
for (z in 1: 1000){
  
  p2[z+1] = p2[1]-rho*g*z
}

atm2 = p2*9.87e-6

par(mar = c(5, 6, 3, 5))
plot(seq(1:length(atm2)),atm2,type='l', xlab='Altitude above sea level (m)',ylab = 'Air pressure (atm)')
par(new=TRUE)

hbar = p2/100;

plot(hbar,type='l',ylab="",xlab = "",xaxt = "n", yaxt = "n");
axis(side=4);
mtext("Air pressure (hPa)", side = 4, line = 3)

Outra consideração para o cálculo da pressão atmosférica, desta vez com maior acurácia, é através da junção entre a equação de estado e a equação hidrostática. Considerando uma atmosféra isoterma, então:

$$ dP = -\rho g dz,\\ P = \rho R_d T_v, \\ \Rightarrow \frac{dP}{P} = - \frac{g}{R_d T_v}dz = -\frac{dz}{H}, $$

onde o fator de escala $H = R_d T_v/g$. Resolvendo a equação anterior:

$$ P(z) = P_0 e^{-(z-z_0)/H}. $$

 p = c(); p[1] = 101325; #vetor para a pressao;
rho = 1.3; g = 9.8; R = 287.04;
Temp = c(); Temp[1] = 300;
for (z in 1: 15000){
  
  p[z+1] = p[1]*exp(-g*z/(R*Temp[1]));
}

atm = p*9.87e-6
dist2 = seq(1:length(atm))/1000;
par(mar = c(5, 6, 3, 5))
plot(dist2,atm,type='l', xlab='Altitude above sea level (Km)',ylab = 'Air pressure (atm)')
par(new=TRUE)

hbar2 = p/100;

plot(hbar2,type='l',ylab="",xlab = "",xaxt = "n", yaxt = "n");
axis(side=4);
mtext("Air pressure (hPa)", side = 4, line = 3)

Apenas a título de curiosidade, mostro abaixo uma comparação entre a solução da equação hidrostática e a solução da nova equação diferencial, considerando atmosféra isotérmica e equação de estado para até 1000 metros acima do nível do mar:

 plot(hbar2[1:1001],type='l', xlab = "Altitude above sea level (m)", ylab = "Air pressure (hPa)" )   
  points(hbar[1:1001],type='l',col='blue')   
  legend(400,1000,c("State and hidrostatic eq.","Hidrostatic equation"), text.col = c('black','blue'))   

Nota-se que a partir de 200 m de altitute, as soluções de ambas as equações começam a divergir entre si. Agora, considero que há variação da temperatura conforme a altitude aumenta. Especificamente, na troposfera a temperatura diminui com o aumento da temperatura de forma aproximadamente linear, ou seja:

$$ T(z) = T_0 - \Gamma z, $$

em que $\Gamma \approx 6.5 K/Km$. Ou seja, a temperatura diminui 6.5 K a cada quilômetro atingido acima do nível do mar. Com essa consideração, a equação diferencial para a pressão fica escrita como:

$$ \frac{dP}{P} = -\frac{g}{R_m T}dz = -\frac{g dz}{R_m(T_0 - \Gamma z)} $$

Ao tomar:

$$ R_m = R (1 - (1-\epsilon)q_v/\epsilon) $$

como uma grandeza constante, então, integrando os termos correspondentes (0 < z' < z  e Po < P' < P ),:

$$ \ln{\left( \frac{P}{P_0} \right)} = \frac{\Gamma g}{R_m T_0 \Gamma}\ln{\left(\left[ \frac{T_0}{\Gamma }\right] - z\right)} \Biggr|_{0}^{z},\\ \Rightarrow \frac{g}{\Gamma R_m} \left[ \ln{\left( \frac{T_0}{\Gamma} - z \right) - \left(\frac{T_0}{\Gamma}  \right)} \right] = \frac{g}{\Gamma R_m} \left[ \ln{\left(\frac{\frac{T_0}{\Gamma}-z}{\frac{T_0}{\Gamma}}\right)} \right], \\ \Rightarrow \ln{\left( \frac{P}{P_0} \right)} = \ln{\left( \frac{T_0 - \Gamma z}{T_0} \right)}\frac{g}{\Gamma R_m} $$

Neste ponto, uso a seguinte propriedade do logaritmo:

$$ \ln{A} = B \ln{C} \Rightarrow A = C^B, $$

ou seja,

$$ P = P_0 \left( 1 - \frac{\Gamma z}{T_0} \right)^{\frac{g}{\Gamma R_m}}. $$

Esta equação pode ser facilmente resolvida numericamente assim como o caso anterior, com a diferença de que incluiremos a variação da temperatura com a altitude:

p3 = c(); p3[1] = 101325; #vetor para a pressao;
g = 9.8; R = 287.04; gamma = 6.5/1000;
Temp = c(); Temp[1] = 300;

for (z in 1: 15000){
  
  p3[z+1] = p3[1]*(1-gamma*z/Temp[1])^(g/(R*gamma));
}

atm3 = p3*9.87e-6
dist = seq(1:length(atm3))/1000;

plot(dist,atm3, type='l', xlab='Altitude above sea level (Km)',ylab = 'Air pressure (atm)')

Uma comparação desta solução com a do caso anterior, para temperatura constante, é:

 plot(atm, type='l',xlab = "Altitude above sea level (Km)", ylab = 'Air pressure (atm)')   
  lines(atm3,col='green')   
  legend(9500,1,c("Constant Temperature","Variable Temperature"), text.col = c('black','green'))   

mostrando que a solução com temperatura variável tende a ser diferente daquela para temperatura constante a partir de, aproximadamente, 5 Km. 

A poderosa universalidade da terceira lei de Kepler

Como esta é a primeira postagem de 2018, eu decidi falar sobre uma aplicação de uma das leis físicas que mais gosto, amplamente discutida até mesmo no ensino médio, e que foi derivada por Johannes Kepler, no século XVII, em Praga (falo um pouco de Kepler aqui). Kepler é, para mim, um herói, no sentido de que nunca abandonou sua ciência, apesar das infinitas adversidades que surgiram em sua vida. Vale a pena mencionar: dois casamentos infelizes, a morte de muitos de seus filhos, mãe acusada de bruxaria, perseguição da Igreja Católica por ele ser protestante e, claro, a pouca amizade entre ele e seu principal mentor, Tycho Brahe. Nada disso foi suficiente para que Kepler desistisse de sua busca pela harmonia do mundo, e todos nós sabemos no que resultou sua persistência: confirmação e ampliação do modelo heliocêntrico de Copérnico, mostrando que a órbita de Marte é elíptica (e, consequentemente, a dos outros planetas), a lei das áreas (planetas em suas órbitas "varrem" áreas iguais em tempos iguais) e a poderosa lei dos períodos. Esta última, em termos matemáticos, diz que:

\begin{equation}
\frac{T^2}{R_{medio}^3} = C,
\label{terceira_lei}
\end{equation}

onde $T$ e $R_{medio}$ são o período e o raio médio de uma dada órbita, e $C$ é uma constante que depende do corpo de maior massa no sistema em questão. Matematicamente, a constante C é derivada através de considerações mecânicas (que podem ser vistas aqui), cujo resultado é $\frac{4\pi^2}{GM_{sol}}$, com $G = 6,6708\times10^{-11}m^3Kg^{-1}s^{-2}$ e $M_{sol} \approx 1,98\times 10^{30} Kg$. A Tabela 1 abaixo calcula a razão entre o quadrado do período e o cubo do raio médio para os planetas do sistema solar. É impressionante a precisão da Terceira Lei de Kepler. Deve-se ressaltar que Kepler fundou as bases da astrofísica, uma vez que derivou leis universais, aplicáveis em qualquer lugar do universo para descrever qualquer tipo de sistema estelar com planetas dançando ao seu redor!

Tabela 1: cálculo da Lei dos Períodos para os planetas do sistema solar. Fonte: mundoeducação.

Em novembro de 2017 uma descoberta bastante intrigante foi anunciada por cientistas da agência espacial européia (ESO), a respeito de um planeta cujas características físico-químicas o colocam como um dos mais prováveis a abrigar vida. Talvez seja importante dizer que "abrigar vida" significa que sua localização está dentro da "zona habitável" de uma estrela. Esta região é, a grosso modo, aquela em que a quantidade de radiação que chega ao planeta é suficiente para manter água em estado líquido e atmosferas com características similares às da Terra.

O planeta descoberto, nomeado Ross 128b, orbita a estrela Ross 128 do tipo anã-vermelha, na constelação de Virgo (Virgem), e juntos localizam-se a "apenas" 11 anos-luz (um ano-luz é o caminho percorrido pela luz a 300 000 Km/s em um ano e corresponde a, aproximadamente, 9 trilhões de quilômetros) da Terra. Esta é uma distância relativamente pequena, uma vez que outros planetas similares à Terra encontrados em estudos anteriores localizam-se a pelo menos 39 anos-luz (mais info aqui). Vale a pena mencionar o planeta Proxima B, o qual orbita a estrela Proxima Centauri, que é a mais próxima da Terra (4 anos-luz). Este planeta localiza-se também na zona habitável de sua estrela, no entanto, ele está tão próximo dela que erupções naturais estelares inundam sua superfície de radiação absolutamente nociva à vida, o que torna Ross 128b ainda mais especial. 

Com isso em mente, eu me propús a pensar em formas de obter alguns parâmetros tanto de Ross 128b a partir das leis de  Kepler. O mínimo de informação a respeito de um sistema planetário que é sabido através de técnicas espectroscópicas de interferência (mais info aqui) são as massas da estrela e do planeta, e seu período de translação. Dessa forma, o raio orbital médio é extraído da equação \ref{terceira_lei} escrevendo-a na seguinte forma:

\begin{equation}
\frac{T_R^2}{R_R^3} = \frac{4\pi^2}{GM_{Ross128}},
\label{kep_ross}
\end{equation}

onde $T_R$ e $R_R$ são o período e o raio orbitais de Ross 128b. Se isolarmos o termo relativo ao raio médio, $R_R$, obtemos:

\begin{equation}
R_R = \left( \frac{T_R^2 G M_{Ross128}}{4\pi^2} \right)^{1/3}.
\label{kepler_ross}
\end{equation}

Eu gostaria de ir um pouco além na equação \ref{kepler_ross} ao expressá-la não em termos da massa de Ross 128, mas do período orbital da Terra e do seu raio orbital médio. Para isso, suponha um parâmetro $\beta$ de proporcionalidade entre a massa de Ross 128 e a massa solar, tal que $M_{Ross128} = \beta M_{sol}$. A terceira lei de Kepler para o planeta Terra é similar à equação \ref{kep_ross}, apenas trocando a massa pela massa solar. Note que, a equação \ref{kepler_ross} pode ser reescrita na seguinte forma:

\begin{equation}
R_R = \left( \frac{T_R^2 G M_{sol}\beta}{4\pi^2} \right)^{1/3},
\end{equation}

Mas,

\begin{equation}
\frac{GM_{sol}}{4\pi^2} = \frac{R_T^3}{T_T^2},
\end{equation}

logo,

\begin{equation}
R_R = \left( \frac{T_R^2\beta}{T_T^2} \right)^{1/3}R_T.
\label{kepler_parametros_ross}
\end{equation}

Repare no quanto a equação \ref{kepler_parametros_ross} é bonita e intrigante. Ela mostra uma relação direta entre o raio orbital de um planeta em conjunto com uma estrela qualquer a 11 anos-luz de distância e dois parâmetros muito bem conhecidos de nosso planeta Terra aqui no sistema solar! Conhecendo o valor de $\beta$ e $T_R$ experimentalmente fica extremamente simples obter um parâmetro orbital absolutamente impressindível para dizer se o planeta encontra-se ou não em uma zona habitável. Em outras palavras, a equação \ref{kepler_parametros_ross} é capaz de apontar se um planeta extraterrestre é ou não possível candidato a abrigar a vida na forma em que nós a conhecemos aqui na Terra! Para o caso do sistema planetário de Ross 128, $\beta = 0,168$ e $T_R \approx 9,86$ dias, o que resulta em um raio orbital médio de, aproximadamente, 7,4 milhões de quilômetros (equivalente a 0,05 UA, onde 1 UA $\approx$ 150 milhões de quilômetros, que é a distância média da Terra ao Sol). Apesar deste raio orbital médio ser extremamente pequeno, anãs-vermelhas têm temperaturas de superfície muito menores que a do Sol ($\approx$3500 K) e irradiam muito menos energia ($\approx$ 10% da luminosidade do sol), o que faz com que sua zona habitável  esteja localizada a curtas distâncias (se comparadas com as do sistema solar em que nós vivemos).

Será que Kepler um dia imaginou que seria possível relacionar grandezas do "nosso" sistema solar, que no final do século XVI era ainda acreditado ser geocêntrico, com parâmetros de outros planetas em outros sistemas solares em pontos inconcebivelmente distantes de nós? Giordano Bruno, pouco antes de ser queimado na fogueira pela inquisição da Igreja Católica, afirmava haver outros planetas orbitando cada uma das estrelas do firmamento, as quais seriam cada uma similares ao nosso sol. Inclusive, esta sua heresia o condenou ao perecimento, Como será que Kepler veria sua lei mais sutil ser empregada para buscar vida no universo? Será que sua harmonia do mundo, na verdade, não seria encontrar um pouco de nós mesmos nos confins do cosmos?

Concepção artística de Ross 128b. Fonte: ESO.

Fontes:

https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/201731973

http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/terceira-lei-kepler.htm

https://www.space.com/15787-johannes-kepler.html

http://simbad.u-strasbg.fr/simbad/sim-id?Ident=Ross+128

http://www.bbc.com/portuguese/geral-42011369

http://adsabs.harvard.edu/abs/2009AJ....137.4186L

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0004-6256/137/5/4186/meta

Mudança... ah! sua maldita e, ao mesmo tempo, maravilhosa necessidade!

 Pois é... muitas e muitas coisas mudaram desde meu retorno ao blog. Neste momento, encontro-me em uma posição na qual eu não imaginaria que iria estar hoje no momento em que escrevi sobre "Defeitos: somos frutos de uma criação imperfeita?". Naquela época, eu estava justamente terminando as disciplinas do mestrado e restava um longo ano de pesquisas pela frente, no qual eu dividi meus afazeres em programações extensas, vasta busca por artigos na literatura e a escrita da minha dissertação.

Naquela época, eu estava ainda incerto sobre o rumo que o meu projeto de mestrado iria tomar. Sim, eu tinha ideia do que queria mostrar, eu sabia por onde caminhar, mas eu não sabia se as coisas iriam funcionar ou, até mesmo, se os resultados impressionariam a minha banca avaliativa. E, além disso, tinha mais um detalhe: eu sabia que não queria mais seguir pesquisando na área de LIBS no doutorado. Eu já havia manifestado interesse em mudar de área assim que terminei a graduação, surgiram oportunidades bacanas, mas não mudei porque muitos me aconselharam a fazer mestrado na área em que eu havia desenvolvido minha principal iniciação científica e estágios. Esses conselhos eram fundamentados no fato de que o mestrado tem apenas dois anos, e aprender uma área nova nesse período pode ser arriscado para desenvolver um bom trabalho. Sinceramente, não foi um período fácil e eu acabei seguindo esse conselho e permaneci firme. Hoje, vejo esta decisão como a mais inteligente que eu poderia tomar naquela época, principalmente pelo fato de que eu estava numa "zona de conforto" intelectual, possuia capacidade para desenvolver algo de qualidade e, principalmente, eu mudaria de instituição: sairia da UFSCar e iria pra USP de São Carlos. Essa sim foi a melhor mudança que eu poderia experimentar!

Confesso que eu estava de saco cheio (!!!) da UFSCar, já não aguentava mais a quantidade infindável de paralizações da biblioteca e do restaurante universitário, a IMENSA burocracia para solicitar documentos no Departamento e a nem sempre boa recepção dos funcionários de lá... era algo que me deixava carregado, cansado e, claro, muito desestimulado. Encontrei um ambiente bastante diferente na USP de São Carlos. Eu fiquei REALMENTE surpreso. O Instituto de Física é absolutamente impressionante: construções bem feitas, pinturas novas, biblioteca própria, dotada de um acervo IMENSO de livros de física, ciências dissertações, teses, revistas... salas com isolamento acústico, um silêncio sepulcral (!!!), restaurante universitário de qualidade, com alimentos bem preparados. O ambiente de estudos era propício para desenvolver algo bacana alí. Todas as salas possuiam boa iluminação, ar-condicionado (na UFSCar, apenas ALGUMAS salas possuíam ventiladores... algumas....), lousas realmente grandes e de qualidade. A galera que frequenta o IFSC estava ali porque realmente queria estudar, desenvolver algo bacana, trocar ideias sobre ciências e coisas bacanas. Só o fato de que o Instituto possui atendimento EXCLUSIVO aos alunos de graduação e pós-graduação, com horários fixos diariamente, já diz muita coisa sobre a qualidade dos serviços prestados... enfim, foi realmente muito bom vir para a USP.

Com isso tudo, eu teria (como tive) todas as condições para me dedicar com entusiamso ao trabalho, não só por conta da USP, mas também por toda a excelente infraestrutura da Embrapa Instrumentação e dos grandes pesquisadores que lá trabalham. No período de mestrado, fui bem orientado e instruído, continuei ampliando meus conhecimentos, não somente à respeito de LIBS, mas também sobre Física em geral. Eu tinha liberdade para decidir meus horários e minhas atividades e a forma com a qual eu faria as coisas andar. E isso foi, de fato, muito importante. Mas a questão era que eu queria mudar de área de pesquisa, eu senti que, por mais que eu gostasse de LIBS (sim, eu realmente gosto), eu queria descobrir algo novo. Eu queria descobrir algo que fosse desafiador, que proporcionasse verdadeiras possibilidades de trabalhos internacionais, tivesse um bom investimento e que contrubuisse de alguma forma para a população de modo geral.

Então, ainda em 2016, eu me inscrevi no excelente Workshop em Física Molecular e Espectroscopia. Eu tinha três objetivos com este Workshop: 1) apresentar meus trabalhos do mestrado até então desenvolvidos e trocar ideias para eventuais colaborações; 2) conhecer o Rio de Janeiro e descansar um pouco; 3) conhecer uma área nova de pesquisa. Apesar de encontrar mais um grupo de pesquisadores do ITA que trabalham com LIBS, o terceiro objetivo não foi completado. No mais, a viagem foi excelente, os almoços e coffebreaks fornecidos pelo evento foram ABSOLUTAMENTE impressionantes (haja visto que tinha Chandon... táquêparíu, né?), fiz amizades muito bacanas no hostel (Gaia Hostel, no Botafogo, que eu recomendo fortemente) e consegui voltar com as energias renovadas para finalizar o segundo semestre de 2016 (o evento foi em outubro) e terminar o mestrado, no primeiro semestre de 2017. Para quem tiver interesse, o pôster que eu apresentei no XIII WFME pode ser visto aqui e o resumo do trabalho pode ser lido aqui.

Nesse meio de incertezas à respeito do futuro, minha namorada, que estava a par das minhas ideias, descobriu que haveria um curso de verão no Instituto de Fisica na USP de SP (IFUSP) e me recomendou participar, afinal, esse curso seria uma apresentação das diversas áreas de pesquisas lá existentes e eu poderia, eventualmente, descobrir algo que me chamasse a atenção. Dito e feito. Participei do curso de verão, em fevereiro. Nesse período, eu estava finalizando meus tratamentos de dados, havia iniciado a escrita da dissertação e estava estudando para a prova do doutorado (o caro e cansativo Exame Unificado das Pós-Graduações em Física), com ideias de alinhar minha futura pesquisa para a área ambiental (quem diria!!!), mas sem sair da Física, especificamente, a Física Aplicada. Isso, claro, fruto da total e maravilhosa influência da Embrapa.

No curso de verão, a primeira palestra, às 08h da manhã, foi a respeito de Física Atmosférica e Mucanças Climáticas, proferida pelo Dr. Paulo Artaxo, que é físico, internacionalmente reconhecido e um dos maiores pesquisadores brasileiros (para saber mais, clique aqui) . Naquele momento, naquele instante, eu havia tido a certeza do que eu queria seguir no meu doutorado. De fato, a área de física atmosférica e mudanças climáticas lida, principalmente, com modelos geofísicos e estudos fenomenológicos dos efeitos naturais e antrópicos no clima. Em especial, o grupo do professor Dr. Artaxo estuda aerossóis atmosféricos e relações entre a geração de aerossóis provenientes de queimadas naturais e de combustíveis fósseis na dinâmica atmosférica amazônica e os impactos disso no clima. Pois é, isso era justamente o que eu precisava. 

O fato é que as outras palestras do curso de verão perderam importância para mim, pois eu tinha em mente o que eu queria e não, não foi uma decisão tão impetuosa quanto parece. Acontece que, como todos devem saber, eu sempre tive uma queda gigante por astronomia, e por muito tempo eu acreditei piamente que eu seguiria essa área pelo resto da vida. Não é que eu tenha deixado de amar astronomia como uma área científica brilhante para pesquisa, mas a questão dos poucos investimentos em ciência no Brasil, em especial na Astronomia, me deixou desestimulado (um exemplo do que acabei de dizer está aqui). E não somente de conhecimento vive o homem... Já ao estudar mudanças climáticas com o viés físico e aplicado eu estaria unindo meu interesse em astronomia, em escala planetária, com aquilo que eu estava buscando. Ainda durante o curso de verão eu marquei uma reunião com aquele que seria meu futuro orientador no doutorado, não criei muitas espectativas, afinal um cientista como o Paulo certamente iria querer alunos extremamente brilhantes... quando ele pediu meu histórico e currículo ainda por e-mail, na noite anterior à conversa eu achei que eu estivesse perdido... mas eu não poderia estar mais errado! Conversamos bastante, fiquei muito empolgado com as possibilidades de trabalho e vi que trabalhar em Física Atmosféria seria meu "destino" científico.

Após o curso de verão, eu tive tempo para amadurecer essa ideia por pelo menos 5 meses antes de tentar uma bolsa no IFUSP. Tive reuniões mensais com o Dr. Paulo Artaxo antes dele ir à Harvard em maio, e participei de um evento a respeito de tratamento dos gigantescos dados gerados pelos experimentos do projeto GoAmazon, no qual pude concluir concluí que, de fato, eu queria estar ali. Naquele grupo. Naquele projeto. Naquela cidade. Isso significou que eu teria que passar por mais uma grande mudança na minha vida, certamente a maior até aqui: mudar novamente de cidade, e dessa vez, para a maior cidade brasileira, temida por muitos (que assistem ao Datena) e amada por outros (como eu) e, além disso, mudar de área de pesquisa, o que implica em, dentre outras coisas, ESTUDAR MUITO. Mas nada muito diferente do que eu já fiz até então. De qualquer forma, este seria meu projeto particular: #GoSãoPaulo. 

Para colocar o projeto em prática, foi preciso me organizar MUITO em termos de prazos: prazo para inscrição e ingresso no doutorado, prazo para terminar a escrita da dissertação (que naquele ponto, se alongava infinitamente e não parecia ter fim), prazo para meu orientador corrigí-la, prazo para depositá-la a tempo de defender e efetuar minha matrícula com bolsa no programa de pós do IFUSP... pois é, eu vivi no limite dos prazos. No limite MESMO. Só para resumir a novela, eu depositei a dissertação com 4 dias de atraso e dois dias antes da reunião da Comissão de Pós-Graduação do IFSC (a comissão pede que os depósitos sejam feitos com, no máximo, uma semana de antecedência da reunião mensal... mas meu então orientador precisava daquela última semana para terminar as correções...), que era a última possível para o depósito da minha dissertação a tempo de formar uma banca para uma defesa antes do início das matrículas do doutorado (que dura uma semana). Olha... que sufoco foi aquele! De qualquer forma, eu consegui efetuar o depósito e também consegui uma data boa para defender: 26/06/2017! Essa data eu nunca esquecerei. Nunca mesmo.

O dia 26/06 era uma segunda-feira, o que significou que minha família viria passar o final de semana comigo! E que final de semana! Houve tempo, inclusive, para tomar um belo de um chope no Pinguim de Ribeirão Preto! Poucas vezes na vida me senti tão bem quanto no final de semana anterior à minha defesa! Para completar, minha querida namorada e eu decidimos colocar nossas famílias para interagir no almoço de domingo, o que foi bastante bacana! Fato é que, chegado o dia da defesa, correu tudo muito bem. Eu estava bastante confiante, seguro de verdade, de tudo o que eu havia aprendido em todos os anos que trabalhei com LIBS. Eu não dei o menor trabalho ao meu orientador... hehehe... respondi tudo com coerência e argumentei meus pontos de vista. O fato é que a banca gostou do trabalho! Ufa, tirei um peso gigante das costas. Haja visto que a banca fez contribuições sensacionais para a versão corrigida da minha dissertação. E eu sempre serei grato a eles por isso. Enfim, neste mesmo dia rolou um EXCELENTE bolo de comemoração feito pela Amanda e almoço bem servido no La Villa, em São Carlos. Ainda durante o almoço, mais uma notícia: saiu a classificação dos aprovados no doutorado do IFUSP... e... lá... estava... eu! E numa boa colocação, com bolsa de estudos garantida! Ou seja, mais motivos para comemoração...

Passadas as comemorações a ficha caiu: chegou o momento da mudança. Pois é, ainda em São Carlos era preciso definir um local para morar em São Paulo (tarefa árdua), dar um fim em diversas coisas que eu tinha na kitnet e efetuar a mudança de fato (TAREFA ABSOLUTAMENTE ÁRDUA, que sem meu pai teria sido impossível! Ele foi herói, mais uma vez). Mas a questão é que, neste momento, eu teria que me despedir dos amigos que fiz em São Carlos e encarar a realidade de que vê-los seria bem menos frequente, apesar de SP não ser longe de São Carlos (240 Km). O fato é que eu consegui me reunir com muitos, não todo mundo porque não deu (espero que me perdoem) mas sem dizer que eu estava na iminência de ir embora. Prometi festa de despedida, mas eu nunca estou preparado para esse tipo de festa. Prefiro simplesmente ir. E, eventualmente, voltar para conversar muito, beber mais ainda e cantar MAIS AINDA. A mesma coisa aconteceu quando saí de Ituiutaba, 7 anos e meio atrás, em 2010, para ir me graduar em Física em São Carlos... MUITA COISA ACONTECEU de lá para cá e não tenho nem um único arrependimento.

Mudanças não são fáceis. Nem um pouco. Mas, com certeza, eu não me arrependo NEM UM MINUTO de ter saído de Ituiutaba. Olhando para trás, vejo o quão importante foi a decisão de ir morar 500 Km de distância da família, de abrir mão de muitos aniversários de familiares e da presença dos meus amigos para seguir algo em que acredito, algo que eu realmente amo: a Física. Parece besteira dizer isso, mas eu realmente amo Física. Eu acredito que seguir uma carreira em Física não é apenas uma decisão profissional, é literalmente uma opção de vida. Ser Físico! Era isso o que eu queria com 18 anos (na real, eu já queria ser físico antes dos 13, e astrônomo antes dos 6 anos kkk...enfim...) e é isso que eu ainda quero com 25. E espero ainda querer quando chegar aos 200 anos kkkk... De qualquer forma, eu sempre soube que era necessário mudar, seja de cidade, seja de área de estudo, seja de ambiente, para atingir meu objetivo, para eu me sentir completo. E de mudanças eu tenho certeza que nunca me arrependerei. Sejam elas difíceis, complicadas, tensas. O fato é que elas são necessárias. E malditas. E maravilhosas. E cá estou em SP já há um mês. E MUITA água passará pela ponte pelos próximos 4 anos de doutorado. E sabe-se lá o que mais encararei pela frente.