Diário de Bordo 5/05/09

Nesta aula, o André Fernandes, procurou imagens para a elaboração do Poster e para a página web, juntamente com o Ricardo Silva, que também ajudou o José Marques na elaboração da parte escrita do poster. O Sérgio Garcia e o Luís Geraldes continuaram a construção da webpage.

Diário de Bordo 30-04-09

Nesta aula os alunos André Fernandes e Ricardo Silva procuram uma imagem para um poster, e ideias para o realizar.
Os alunos Sério Garcia e Luís Geraldes trabalharam na webpage.
O aluno José Marques trabalhou na parte gráfico do poster.

Diário de Bordo 28-04-09

Nesta aula os alunos Ricardo Silva e José Marques fizeram uma experiência que consistia em acender leds, através da passagem dum íman em bobinas.
Os alunos André Fernandes, Luís Geraldes e Sérgio Garcia começaram a pensar na elaboração do poster, visto que não havia computadores para ultilizar.

Diário de Bordo 23-04-09

Os alunos André Fernandes e José Marques trabalharam na parte experimental. Os alunos Sérgio Garcia e Luís Geraldes continuaram a elaboração da webpage.
O aluno Ricardo Silva ajustou alguns textos e ajudou na parte experimental.

Diário de Bordo 21/04/09

O Ricardo Silva começou o tratamento do texto da Força de Lorentz, de forma a melhorá-lo.
O André Fernandes, juntamente com o Luís Geraldes, trabalharam na parte experimental.
O José Marques ajudou na parte experimental e ajudou o aluno Sérgio Garcia na elaboração do website .

Diário de Bordo 16-04-09

O Ricardo continou a preparação da experiência de Biot Savart. O Sérgio e o Luís começaram a fazer a webpage. O José e o André mediram campos eléctricos e magnéticos variando os ângulos, fora da sala, sem sucesso, devido às características técnicas do aparelho.

Diário de Bordo 14-04-09

Durante o decurso desta aula os alunos Sérgio e Luís planearam e organizaram como iria ser feito o website. O André procurou na internet textos sobre tratamento do texto, em termos léxicos. O Ricardo organizou o protocolo da experiência de Biot-Savart. O José juntamente com o André tiraram fotos dos espectros electromagnéticos.

Diário de Bordo 24/03/2008

Na penúltima aula do 2º período, toda a turma esteve a preencher uma ficha acerca do trabalho desenvolvido durante o período corrente, no qual estava presente a auto e hetero-avaliação.

Luís Geraldes

Diário de Bordo 19/03/09

Os alunos Ricardo Silva e José Marques organizaram as suas partes finais do projecto final e fizeram tabelas das medições, respectivamente.
Os alunos André Fernandes, Luís Geraldes e Sérgio Garcia trabalharam numa experiência.

Diário de Bordo 17/03/2009

Nesta aula, o André, o Luís e o Sérgio efectuaram medições na reprografia para se certificaram que o funcionário não corria perigo com a exposição dos campos eléctricos e magnéticos emitidos pelas fotocopiadoras e, organizaram os textos finais.
O Zé esteve a realizar o seu relatório final e o Ricardo realizou o relatório escrito da actividade laboratorial do "mergulhador magnético" e "tubo de raios catódicos" e organização de textos finais.

Diário de Bordo 12/03/2009

Nesta aula, tentámos realizar uma experiência em que consistia extrair limalha de ferro de uma fita de cassete áudio com acetona pura. No entanto, não conseguimos elaborar esta experiência, visto que não se conseguiu obter limalha de ferro a partir da fita.
O restante tempo da aula foi preenchido pela professora Isabel Nogueira, que nos apresentou um projecto a realizar durante o resto do ano lectivo.

Diário de Bordo 10/03/2009

Todo o grupo ouviu atentamente os conselhos da professora Margarida no âmbito dos relatórios entregues no Carnaval.
Começámos, então a preparar e a organizar os textos finais que serão entregues antes do final do 2º período.

Diário de Bordo 05-03-2009

Os alunos André Fernandes e Ricardo Silva trabalharam ao computador na procura de informação e fizeram "trabalho de campo".
Os alunos José Marques, Luis Geraldes e Sérgio Garcia trabalharam na medição de campos electromagnéticos a realizarem uma experiência na verificação da Lei de Biot-Savart.
O Luís enviou também um e-mail para o grupo da Sociedade Portuguesa da Física, responsável pelo projecto MEDEA, afim de esclarecimentos acerca do funcionamento do aparelho de medições.

Por: André Fernandes e Ricardo Silva

Diário de Bordo 3-02-09

Durante esta aula os alunos Sérgio Garcia e Luís Geraldes mediram campos electromagnéticos pela escola, em diferentes locais.
Os alunos José Marques e Ricardo Silva trabalharam ao computador. Fizeram tabelas, e trabalharam nos textos do trabalho final.

Diário de Bordo 26-02-09

Nesta aula o aluno Ricardo Silva e o aluno Luís Geraldes trabalharam ao computador. Fizeram gráficos e tabelas, e pesquisaram informação sobre os seus subtemas.
Os alunos Sérgio Garcia e José Marques realizaram experiências com o aparelho de forma a medir os campos eléctricos e magnéticos com os telemóveis.

Efeitos da exposição a campos de frequência extremamente baixa

Efeitos de Curta Duração

Existem efeitos biológicos estabelecidos devido à exposição aguda a níveis elevados (bem acima de 100 microTesla), explicados por mecanismos biofísicos conhecidos. Campos magnéticos ELF externos induzem campos eléctricos e correntes no corpo, os quais, quando a intensidade é muito elevada, causam a estimulação de nervos e músculos e alterações na excitabilidade de células nervosas do sistema nervoso central.

Efeitos potenciais de longo prazo

Grande parte da investigação científica que examina os riscos de exposição a longo prazo a campos magnéticos ELF focava-se na leucemia infantil. Em 2002, o IARC publicou uma monografia em que os campos magnéticos ELF são classificados como "possivelmente carcinogénicos" para humanos. Esta classificação é usada para designar um agente para o qual existe uma evidência limitada de carcinogénese em humanos e uma evidência menos que suficiente de carcinogénese em experiências com animais (outros exemplos de agentes do mesmo grupo incluem o café e emissões em processos de soldagem). Esta classificação foi baseada na análise de dados agregados de estudos epidemiológicos que demonstram um padrão consistente no aumento em duas vezes na leucemia infantil associado a uma exposição média residencial, a campos magnéticos na frequência da rede, acima de 0,3 a 0,4 microTesla. O Grupo de Trabalho concluiu que estudos adicionais desde então não modificaram esta classificação.

Sérgio Garcia

Diário de Bordo 19/02/09

Nesta aula os alunos José Marques, Luís Geraldes e Sergio Garcia realizaram medições com o aparelho de medição de radiações electromagnéticas. Experimentaram com vários aparelhos electrónicos, como um microscópio binocular.
Os alunos Ricardo Silva e André Fernandes trabalharam ao computador, realizando pesquisa de informação e organização da mesma.

Diário de Bordo 17/02/2009

O José o Ricardo e o Sérgio, estiveram a fazer medições com o aparelho de medições de campos magnéticos e eléctricos. Tendo em conta que esse aparelho ficou sem bateria, começaram a fazer pesquisa sobre os campos magnéticos dos aparelhos domésticos.
O Luis e o André, estiveram a elaborar tabelas em Microsoft Word, nas quais iremos posteriormente apontar os valores obtidos em cada medição que se irá realizar na próxima quarta-feira dia 19 de Fevereiro de 2009.

André Fernandes e Luis Geraldes

Diário de Bordo 12/02/2009

Hoje, o André e o Ricardo continuaram o planeamento de peças no programa Rhinoceros, as quais têm o intuito de posteriormente serem construidas para se executarem experiências e se fazerem demonstraçoes de vários conceitos abordados pelo grupo acerca do tema do Electromagnetismo. O José e o Sérgio estiveram a fazer algumas medições de campos magnéticos junto a uma bobina e a tirar algumas fotografias na sala de aula, para depois postarmos no nosso Blog. O Luis enviou um mail a um professor da universidade a fim de marcarmos uma entrevista sobre os efeitos biológicos da radiação e realizou um breve resumo de um artigo sobre os efeitos das radiações provocadas pelos telemóveis, publicado na Gazeta da Física.

André Fernandes

Magnetismo e Ímanes

Em 1820, o físico dinamarquês Oersted observou que uma corrente eléctrica num fio condutor perturbava uma bússola colocada sua vizinhança. Esta foi a primeira evidência de uma relação entre electricidade e magnetismo, que mais tarde haveria de ser amplamente confirmada em trabalhos experimentais por Ampére, em França, e Faraday, em Inglaterra. Faraday introduziu a noção de campo para descrever as interacções electromagnéticas.

Em 1865, o físico escocês James Clerk Maxwell sintetiou, em linguagem matemática, os resultados das experiências anteriores, propondo a teoria de campo electromagnético. Esta teoria não só unificou a electricidade e o magnetismo como conduziu à descoberta de uma relação entre campo electromagnético e luz: Maxwll previu que o campo electromagnético se propagava sob a forma de ondas – as ondas electromagnéticas – à velocidade da luz, sugerindo mesmo que a luz era essa onda. A realidade das ondas electromagnéticas foi comprovada experimentalmente pelo físico alemão Heinrich Hertz, em 1887, quando descobriu as ondas de rádio.

Ímanes

Os ímanes são materiais que provocam alguns fenómenos macroscópicos, devido às suas propriedades magnéticas:
1. Atraem o Ferro com forças cujas intensidades superam amplamente as intensidades das correspondentes forças gravitacionais
2. Ao serem suspensos pelo centro de gravidade, tendem a orientar-se pelo campo magnético existente. Na ausência de outros campos magnéticos tende a orientar-se pelo campo magnético terrestre.
3. A atracção exercida por um íman é mais forte nos pólos, enquanto na região central as acções magnéticas são praticamente neutras.
4. Pólos do mesmo tipo repelem-se e pólos de tipo contrário atraem-se.
5. Ao contrário das cargas eléctricas, os pólos magnéticos não têm existência isolada, ou seja, são inseparáveis. Um íman tem um pólo norte e um pólo sul. Quando se parte um magnete, cada um dos dois pedaços fica com um pólo norte e um pólo sul.
6. As linhas de campo magnético, criadas, divergem do pólo norte e convergem no pólo sul, sendo linhas fechadas. Isto porque, num íman saem do pólo norte, percorrem a zona que o rodeia, entram pelo pólo sul, e continuam no interior do íman, voltando a sair pelo pólo norte.

O campo magnético é o campo produzido por um íman ou por cargas eléctricas em movimento. O campo magnético de materiais ferro-magnéticos é causado pelo spin de partículas sub-atómicas, nomeadamente dos electrões e também é devido ao seu movimento em torno do núcleo atómico, portanto no fundo, o campo magnético é criado por cargas eléctricas em movimento.

Todos os electrões dos átomos têm spin (designado também por momento magnético), e por isso cada um origina um campo magnético. Contudo, os electrões são dispostos, na maior parte dos casos, de modo que tenham spin contrário dois a dois e por isso a soma vectorial do campo magnético criado é nula. É por isso que nem todos os materiais têm propriedades magnéticas.
Os electrões podem ser entendidos como ímanes elementares da matéria. Portanto, podemos entender que quando um corpo não apresenta carácter magnético, os seus ímanes elementares estão dispostos de tal forma que os seus efeitos se neutralizam, ou seja, os momentos magnéticos dos electrões estão desordenados.

Os ímanes têm os seus ímanes elementares orientados de tal forma que criam um campo magnético.

No caso do ferro e de materiais ferromagnéticos, basta que se aproxime um íman para que os seus ímanes elementares se ordenem, transformando o pedaço de ferro num íman artificial. Diz-se que o ferro foi magnetizado por influência magnética. Na maioria dos materiais ferromagnéticos, como o ferro, o cobalto e o níquel, os momentos magnéticos dos electrões apontam na mesma direcção, criando um campo magnético macroscópico.

No entanto um material ferromagnético apenas fica magnetizado por influência de um campo magnético, se tiver uma temperatura, acima do ponto de Curie. O ponto de Curie varia de material para material. Quando um corpo tem uma temperatura acima do seu ponto de Curie, os seus ímanes elementares orientam-se de tal modo a se ajustarem ao campo magnético existente, criando o próprio corpo um campo magnético. Depois se descer abaixo dessa temperatura, o material conserva as propriedades magnéticas do meio em que estava inserido. Se subir acima dessa temperatura, devido às propriedades magnéticas do meio o material perde as propriedades magnéticas.

Além da magnetização por influência, existe também a magnetização por fricção, em que se fricciona um corpo com outro sempre no mesmo sentido para que os seus ímanes elementares fiquem orientados.

Também se pode caracterizar a magnetização de um corpo em temporária ou permanente. É temporária quando deixa de existir após o afastamento do íman responsável pela sua magnetização, sendo exemplos deste tipo de materiais o ferro que contém o mínimo de impurezas (ferro-doce) e o aço não-temperado. A magnetização é permanente quando subsiste mesmo após o corpo se afastar de outras fontes magnéticas.

Aos pólos magnéticos podemos associar uma grandeza escalar denominada intensidade do pólo magnético ou massa magnética, cuja unidade é o weber (Wb). Para o pólo Norte a massa magnética é positiva e para o pólo sul a massa magnética é negativa.
Para um mesmo íman as massas magnéticas são iguais em valor absoluto.

Actualmente o conhecimento sobre fenómenos magnéticos e sobre magnetes permite o desenvolvimento de motores, transformadores, aparelhos de som e imagem, leitores magnéticos, microfones e altifalantes, computadores e tecnologias recorrentes como leitores MP3. A título de curiosidade, estima-se que em cada lar europeu exista, em média, cerca de uma centena de magnetes espalhados por vários aparelhos: microondas, televisões, frigoríficos, computadores, rádios, telefones e telemóveis, motores, leitores de CD, altifalantes e microfones, entre outros aparelhos domésticos.

Deste modo facilmente se percebe que estamos rodeados por aparelhos que emitem constantemente no nosso ambiente doméstico campos magnéticos (e consequentemente campos eléctricos, visto que campos magnéticos se devem a cargas eléctricas em movimento, e onde existem cargas eléctricas existem campos eléctricos). Assim podemos perceber a importância das medições de campos electromagnéticos que estamos a efectuar para termos uma melhor percepção de que no nosso quotidiano estamos constantemente rodeados de radiação, mas também de campos eléctricos e magnéticos estáticos, com os quais interagimos.

José Marques

Cuidados a ter na Medição de Campos Eléctricos e Magnéticos cuja frequência é menor que 500Khz

Para efectuar medições nestas condições, com o nosso aparelho de medição, é necessário, algum, conhecimento técnico. Se assim não for podem obter-se resultados pouco precisos. Factores que podem provocar tal situação são: proximidade de paredes, árvores, pessoas e de outros aparelhos que emitam radiação, que possa interferir com o objecto ou zona especifica alvo.
1. Deve maximizar-se a distância entre o corpo da pessoa que mede e o aparelho. Recomenda-se até, para esse fim, que se use um tripé, feito de material não condutor, para apoiar o aparelho durante as medições.
2. Principalmente para medições no exterior a recomendação anterior é muito importante. Assim o corpo da pessoa deve estar a 1 ou 2 metros do aparelho no caso de haver tripé. No caso de se estar a segurar o aparelho durante a medição, deve estar-se com o braço esticado.
3. Para diminuir a interferência de outros campos electromagnéticos, nomeadamente aqueles que existem na proximidade do chão deve segurar-se o aparelho a uma altura entre cerca de 1 e 3 metros.
4. Nas medições exteriores, principalmente, assegurar que não existem pessoas nas proximidades do aparelho, nem que ele esteja junto a arbustos, árvores ou paredes, não devendo também o aparelho estar coberto. Estas estruturas além emitirem campos electromagnéticos, são também barreiras físicas aos campos emitidos pelo objecto alvo da medição, principalmente para baixos comprimentos de onda, visto que estes campos têm baixa capacidade de se difractarem.
5. Visto que o aparelho apenas mede o campo eléctrico segundo a uma direcção, na medição deste deve usar-se um método denominado “panning approach”, com o qual o aparelho guarda qual o valor máximo registado enquanto se estava numa determinado região. Assim deve mover-se o aparelho nesse espaço segundo as três direcções espaciais para assim se determinar um valor máximo do campo eléctrico nessa região. Este método é especialmente útil para, por exemplo, salas onde existam muitos fios eléctricos e aparelhos que emitam campos electromagnéticos. Contudo para medições junto de linhas de alta tensão se a medição for efectuada sem recurso ao “panning approach” o erro associado a essa medição será de apenas 5%.
6. Aquando da medição deve registar-se as características físicas, como árvores, arbustos, máquinas, etc., da região onde ocorreu a medição para correctamente se poder interpretar os resultados obtidos.

Diário de Bordo 10/02/09

Nesta aula o Ricardo redigiu, para colocar no blog, um texto sobre força magnética ao qual juntaremos os vídeos obtidos em aulas passadas para experimentalmente demonstrar esse conceito. Depois ele juntamente com o André, continuou as projecções, no Rhinoceros, das actividades experimentais que estamos a desenvolver com a UBI. O José continuou a trabalhar com o aparelho de medição de campos electromagnéticos, tendo feito medições para três gamas de frequências diferentes, do campo eléctrico emitido pelo processador e depois pelo ecrã de um dos computadores portáteis com que trabalhamos nas aulas. Ele fez também medições do campo eléctrico máximo registado na sala de aula, longe de qualquer computador, através de uma técnica de utilização do aparelho, designada por "Panning Approach". Esses valores foram registados sendo divulgados no blog futuramente em conjunto com resultados de outras medições. O Luís enviou outro e-mail para a UBI a fim de tentarmos contactar um professor, preferencialmente da área da saúde, que nos possa esclarecer sobre os efeitos dos CEM na saúde. Depois disso o Luís e o Sérgio tiraram apontamentos de como elaborar um relatório, visto que se está a apresentar a data de ser feita tal apresentação. A professora dialogou também connosco sobre os textos colocados no blog a fim de melhorarmos cada vez mais o modo de concepção do trabalho.

José Marques

Diário de Bordo 05-02-2009

Hoje, o nosso grupo deslocou-se às instalações da Universidade da Beira Interior para falar com o professor António Espírito Santo acerca da área prática do nosso projecto.

Durante o encontro com o professor, este explicou-nos e esclareceu-nos várias dúvidas acerca do programa de desenho em três dimensões - o Rhinoceros - pois ainda só tínhamos umas noções básicas deste programa. Aconselhou-nos também no tipo de material que deveríamos usar para construir o transformador e o visualizador de espectros magnéticos, bem como a disponibilidade de nos ajudar no corte e moldagem desses mesmos materiais.

Além disso pedimos ajuda ao professor para nos explicar como poderíamos, do ponto de vista construtivo, executar a montagem e que tipo de materiais deveríamos usar.

O José referiu também a ideia de que poderíamos usar as bobinas existentes na nossa escola como um modelo na construção da parte prática, o que o professor achou ser uma boa hipótese ficando satisfeito com a ideia.

Terminado o encontro dirigimo-nos para a escola, perspectivando melhorar as projecções das experiências nas próximas duas semanas para que da próxima vez que nos dirigirmos à UBI seja já para trabalhar na parte construtiva.

Luís Geraldes

Diário de Bordo 03-02-09

Nesta aula houve um trabalho mais individual do grupo. Cada aluno realizou a sua tarefa:
O André Fernandes realizou uma pesquisa sobre impacto ambiental e social da radiação.
O José Marques realizou uma pesquisa sobre o funcionamento do aparelho e suas instruções, de forma a estar melhor preparado na ultilização do aparelho. Além disso enviou um mail a confirmar a data do próximo encontro com o professor António Espírito Santo, que deverá ser na próxima aula de Área de Projecto.
O Luís Geraldes preparou e enviou um email para a UBI a pedir ajuda a um professor sobre efeitos biológicos, e se possível realizar uma entrevista sobre esse mesmo tema.
O Ricardo Silva tratou de trabalhar no blogue, colocando informações sobre as equações de Maxwell, e o próprio diário de bordo, além de ter ajudado no envio do email, e no entendimento de algumas partes do livro de instruções do aparelho.
O Sergio Garcia pesquisou sobre aplicações da radiação electromagnética na sociedade, bem como colocar no blog essas informações.

Equações de Maxwell

James Clerk Maxwell (1831-1879) foi um físico e matemático britânico. Ao condensar tudo o que se sabia na altura sobre fenómenos eléctricos e magnéticos em quatro equações, uma das quais modificada por ele próprio, conseguiu unificar a Electricidade com o Magnetismo, dando assim origem ao Electromagnetismo. Pode-se dizer, portanto, que é o pai do Electromagnetismo. Essas equações são hoje conhecidas como Equações de Maxwell.
Quando Maxwell desenvolveu as suas quatro equações, apercebeu-se de que elas conduziam à existência de ondas electromagnéticas. E quando calculou a velocidade dessas ondas no vácuo, chegou ao valor de 300 000 000 metros por segundo. Como se sabia já na altura, essa era a velocidade da luz no vácuo. Desta forma, Maxwell percebeu que a luz mais não era do que uma onda electromagnética, o que acabou por fundir também a Óptica com o Electromagnetismo. Esta descoberta foi comprovada experimentalmente por Heinrich Hertz em 1888, e constitui um dos marcos mais importantes da física do século XIX.

Para saber mais:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Equa%C3%A7%C3%B5es_de_Maxwell

http://www.lucalm.hpg.ig.com.br/mat_esp/maxwell/maxwell.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/James_Clerk_Maxwell

Ricardo Silva

Aplicações da radiação electromagnética na sociedade

As radiações artificiais são as que provêm de técnicas desenvolvidas pelo Homem, sendo cada vez maior o seu campo de aplicação, quer na medicina, quer na indústria.
Uma das aplicações mais divulgadas é a do diagnóstico com raios X, cujos benefícios são indiscutíveis, sendo também frequentes as aplicações de radioisótopos no diagnóstico médico e a utilização de radiações para destruição de tumores cancerígenos, prolongando assim a vida de muitos doentes.

Uma outra aplicação das radiações é a esterilização de instrumentos cirúrgicos e produtos médicos. O método de esterilização possível para alguns produtos farmacêuticos, não oferece qualquer risco na utilização dos produtos, pois o tipo de radiação não induz radioactividade nos produtos tratados e tem sobre os processos químicos a vantagem de não deixar quaisquer resíduos indesejáveis.

A radiografia industrial, ao permitir detectar eventuais defeitos de fabrico, é outra aplicação essencial para garantir a segurança em muitos equipamentos e instalações. De muitas outras aplicações na indústria e nos estudos científicos destacamos a utilização das radiações na detecção de incêndios e o uso de moléculas marcadas com radioisótopos para seguir a deslocação de substâncias no metabolismo de plantas ou animais.

As radiações aparecem ainda como subproduto de processos cuja finalidade não é a sua produção. O mais conhecido é a produção de energia por via nuclear, mas existem outros exemplos, como a produção de imagens de TV e os mostradores luminosos de relógios ou outros instrumentos. Uma outra componente da exposição de origem artificial, presente no ambiente, provém da precipitação por agentes meteorológicos, das substâncias radioactivas formadas nas explosões nucleares para ensaio de armas nucleares na atmosfera, ou provenientes de acidentes em instalações nucleares.

Sérgio Garcia

Diário de Bordo 27/1/09

Nesta aula o José, o Luís e o Sérgio continuaram a leitura do manual de instruções do aparelho de medição de Campos Electromagnéticos (SPECTRAN-5010). Ligámos também o aparelho e estivemos a fazer medições com ele na gama de frequências [45,60] Hz, tendo percebido quais os planos e os eixos de medição do sensor do aparelho. Assim tendo em conta a direcção em que se propaga uma onda electromagnética, dirigimos o aparelho para o ecrã de um computador a fim de medir o campo eléctrico gerado pela radiação electromagnética que emite. Após isso afastamos, gradualmente, o aparelho do ecrã e verificámos que o campo eléctrico diminuia, à medida que essa distância em relação ao ecrã aumentava, conforme a previsão teórica. Ainda na mesma gama de frequências começamos medições a fim de averiguar se a cor do ecrã influencia a intensidade do campo eléctrico ou a gama de frequências em que ele é gerado. O Sérgio pesquisou ainda sobre ecrãs LCD a fim de perceber qual a intensidade de campo eléctrico por eles emitido. Nesta aula o Ricardo Silva e o André Fernandes estiveram a trabalhar na parte experimental do projecto realizando actividades experimentais que demonstram a força de Lorentz e a Força Magnética (que é deduzida da força de Lorentz, mas que foi alvo de especial atenção).

Efeitos da Radiação Electromagnética

Todos os efeitos da radiação electromagnética – tanto os que beneficiam a saúde como os que são ameaça à mesma – resultam da capacidade da radiação em ionizar a matéria dos tecidos onde passa. As radiações ionizantes, arrancam electrões aos átomos e moléculas. Assim, átomos e moléculas deixam de ser neutros (sem carga eléctrica) e passam a ficar ionizados (com carga eléctrica). Este processo em tecidos vivos pode destruir as células, apenas temporariamente ou de forma permanente.
A intensidade com que a radiação electromagnética afecta a matéria depende da sua energia e da forma como interagem com as moléculas que encontram.

A protecção destas radiações baseia-se nestes alcances diferentes e faz-se essencialmente, portanto, por blindagem. Quando raios gama atingem o núcleo de uma célula podem destruir o material genético de uma das hélices de ADN, mas há possibilidade de a célula se auto-reparar. Como é natural, não se podem realizar experiências in vivo sobre os efeitos de radiação em humanos, pelo que os dados para análise dos efeitos das radiações no homem são necessariamente escassos.

Bibliografia:

Engº Carneiro, R; Activa Multimédia - Ciências Experimentais; Lexicultural (2004)

Luís Geraldes

Campo Magnético e Electromagnetismo

Campo Magnético:
Chama-se campo magnético de um íman à região do espaço onde se manifestam as forças de origem magnética. À semelhança do que acontece com o campo gravítico ou eléctrico, um íman cria em seu redor um campo magnético que é mais intenso em pontos mais próximos do íman e que se atenua à medida que nos afastamos dele.
Para representar graficamente um campo magnético, utilizaremos as linhas de força.
Sobre um íman recto colocaremos uma folha de papel com limalha de ferro. As linhas de força são, pois, linhas imaginárias que representam a forma como se alinhou a limalha. O sentido das linhas, representado por setas, foi escolhido de forma arbitrária, saindo do pólo Norte e entrando no pólo Sul.

Electromagnetismo:
Os fenómenos eléctricos e magnéticos apresentam alguns aspectos semelhantes, embora parecessem fenómenos independentes. Em 1820, o físico e o químico Hans Christan Oersted conseguiu demonstrar a relação entre eles. A sua experiência consistiu em aproximar uma bússola de um circuito de corrente contínua (parece que acidentalmente) e observou que a bússola se desviava, colocando-se perpendicularmente à direcção da corrente. Ao ligar os pólos do gerador ao contrário, para mudar o sentido da corrente, a agulha desviou-se também numa direcção perpendicular, mas com os pólos orientados em sentido contrário. Desta experiência chegou à seguinte conclusão: um condutor por onde circula uma corrente eléctrica cria um campo magnético. Para determinar o sentido do desvio da agulha magnética utiliza-se a regra da mão direita. Ao colocar a mão direita sobre um fio condutor, de tal modo que o sentido convencional da corrente entre pelo pulso e saia pelos dedos, o dedo polegar indicará o pólo Norte do campo magnético.
Para visualizar o campo magnético criado por um fio condutor rectilíneo pode fazer-se a seguinte experiência: atravessa-se uma cartolina com um fio condutor ligado aos pólos de um gerador; quando se deita limalha de ferro em redor do fio, esta orienta-se formando círculos concêntricos: são as linhas de força. Para determinar o sentido das linhas utiliza-se a regra da mão direita ou a regra do saca-rolhas que avança no mesmo sentido da corrente. De tudo isso, tiram-se as seguintes conclusões:
1 – Uma carga eléctrica cria um campo magnético.
2 – Uma carga eléctrica em movimento cria, alem disso, um campo magnético.
3 – Para exprimir a existência dos dois campos, diremos que a corrente eléctrica cria um campo electromagnético.
O electromagnetismo estuda, pois, as relações entre as correntes eléctricas e fenómenos magnéticos.

Bibliografia:

Engº Carneiro, R; Activa Multimédia - Ciências Experimentais; Lexicultural (2004)

Luís Geraldes

As Ondas Electromagnéticas

Se pudéssemos ver as ondas electromagnéticas que se encontram à nossa volta, de certo nos apercebíamos de que vivemos rodeados de um mar repleto delas.
Os sinais de rádio e de televisão, dos telemóveis, as ondas radar, as das instalações eléctricas das casas, os raios ultravioleta do Sol, os raios cósmicos são muitos dos exemplos de ondas electromagnéticas invisíveis ao nosso olhar.
O facto é que os nossos olhos são sensíveis apenas a um pequeno conjunto de ondas electromagnéticas: a luz.
As ondas electromagnéticas são geradas pelo movimento das partículas possuidoras de uma carga eléctrica, normalmente os electrões (partículas elementares, com uma massa muito pequena: 9,1 x 10^-28 gramas, mas considerada a unidade fundamental da electricidade).
Cada partícula carregada gera à sua volta um campo eléctrico; quando existe uma oscilação da carga, o campo eléctrico é perturbado, sendo esta perturbação propagada como uma onda.
A oscilação de um campo eléctrico acompanha sempre a oscilação simultânea de um campo magnético. Portanto, as perturbações dos campos eléctrico e magnético progridem juntas, sendo por isso que as suas ondas são denominadas de electromagnéticas.
No vazio, todas as ondas electromagnéticas viajam à velocidade da luz. Algumas são ideais para transportar sinais a grandes distâncias, como as ondas rádio. O radar é um método que permite detectar e localizar objectos distantes, como aviões ou navios, através da sua capacidade para reflectir ondas de rádio ou microondas emitidas por um transmissor. Com maior frequência do que as ondas de rádio, existem os raios infravermelhos emitidos pelos objectos quentes, a luz visível, os raios ultravioleta, os raios X e gama. Algumas destas radiações podem atravessar o nosso corpo, tornando-se, às vezes, muito perigosas porque danificam partes vitais das células, como por exemplo, as moléculas de ADN, de onde provêm graves doenças.

Bibliografia:

Leonardi, A.; Luz, Som, Electricidade - Enciclopédia Pedagógica Universal; ASA Editores II (2001)

Luís Geraldes

Indução Electromagnéctica e Lanterna de Faraday

O físico britânico Michael Faraday (na foto) (1791-1867) é considerado um dos cientistas mais influentes de todos os tempos. Tamanha importância é-lhe atribuída porque experimentalmente conseguiu unificar os fenómenos da electricidade e do magnetismo, até aí considerados domínios separados. No entanto a fundamentação teórica do electromagnetismo foi formulada na sua forma final por James Clerk Maxwell, no século XIX, onde unificou os fenómenos electromagnéticos e a óptica.

Referindo, de novo Faraday, ele descobriu a indução electromagnética, o princípio de funcionamento por trás de geradores, transformadores, motores eléctricos e da maioria das máquinas eléctricas. Resumidamente este fenómeno pode ser descrito do seguinte modo:

• Um campo magnético ao atravessar uma espira faz com que nela surja um fluxo magnético – Φ. Este fluxo pode variar : movendo um íman junto à espira (pode variar a intensidade de fluxo que atravessa o íman ou o ângulo que ele faz com o campo magnético, fazendo também deste modo variar o fluxo), movendo a espira nas proximidades de um íman ou deformando a espira.


• Se o fluxo magnético que atravessa uma espira variar no tempo surge uma força electromotriz induzida - f.e.m. Esta é a diferença de potencial ou tensão responsável pelo aparecimento de corrente eléctrica induzida na espira.

Repare-se que a variação do fluxo magnético, isto é, um campo magnético variável, gera uma corrente eléctrica à qual está associado um campo eléctrico, donde se conclui que as fontes de campo eléctrico são não só cargas eléctricas, mas também campos magnéticos variáveis.
Com base na Indução Electromagnética, Faraday formulou uma lei a que hoje se chama Lei de Faraday, que diz o seguinte: “A intensidade da tensão induzida (f.e.m.) numa espira é proporcional à variação do fluxo magnético que atravessa a espira.”

Uma das principais aplicações deste fenómeno que é a Indução Electromagnética, e de grande importância nas sociedades contemporâneas, é a produção de energia eléctrica em centrais hidroeléctricas. Outra aplicação deste fenómeno é também o princípio de funcionamento dos microfones e dos altifalantes de indução.

Como vimos um íman ao mover-se próximo de um circuito, gera uma corrente induzida. Existem múltiplos aparelhos baseados nesse princípio, sendo um deles a Lanterna de Faraday. Este aparelho é em termos de forma semelhante a uma lanterna normal, não usando no entanto pilhas nem bateria! Possui um enrolamento de fio de cobre à volta de um cilindro de plástico, que forma uma bobine cujos terminais se ligam a uma fonte luminosa. No interior do cilindro existe um íman que não está estático em relação à bobine podendo mover-se ao longo do cilindro. Assim ao pegar nesta lanterna e agitá-la, o íman move-se em relação à bobine, fazendo variar, no tempo, o fluxo que a atravessa. Isto, como vimos gera uma f.e.m. que origina uma corrente eléctrica no circuito que vai fazer com que a fonte luminosa acenda.

Este aparelho é bastante prático por não precisar de pilhas nem de bateria, estando disponível a qualquer momento com uma simples agitação. Por ser tão funcional é já produzida e comercializada por várias empresas.

Claro que se o seu princípio de funcionamento fosse apenas este, sem qualquer outra alteração, após parar de a agitar, a lanterna apagar-se-ia, porque o fluxo deixava de variar. Os modelos comerciais são melhorados com uma bateria interna que é recarregada por indução (ou então possuem um condensador que sinteticamente é um armazenador de cargas eléctricas) e que assim permite que após se parar de agitar a lanterna, esta se mantenha acesa.

Aprofundei o funcionamento desta lanterna porque na parte experimental do trabalho gostaríamos de realizar uma experiência que demonstrasse a indução electromagnética. Esta lanterna pareceu-me uma boa hipótese para desenvolver e após pesquisar percebi que é uma actividade cuja realização é possível e que é algo de atractivo e capaz de cativar as pessoas a perceber como funciona e assim se darem conta de como a ciência explica de um modo simples muitos dos fenómenos que presenciamos no dia-a-dia. O próximo vídeo mostra como podemos construir a lanterna de Faraday.

José Marques

Webgrafia:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Indu%C3%A7%C3%A3o_electromagn%C3%A9tica

http://pt.wikipedia.org/wiki/Michael_Faraday

http://dmail.gastronomias.com/prodotto.php?cod=125381&PHPSESSID=7dcdfbe5a458494de

http://www.fis.uc.pt/df/z/ozone.php?args___=3.5.3.1.5..7.y1&w=1&id_activ=c.1.2

Diário de Bordo 22-1-09

Nesta aula o José e o André foram para o laboratório de Física a fim de continuar elaboração de algumas experiencias sobre electromagnetismo. Construiram um electroscópio mas devido à elevada humidade que neste dia se registou não conseguiram por o electroscópio a funcionar.
Para avaliar se o problema da experiência estaria no modo como foi concepcionada ou devido a factores externos, tentaram electrizar os electroscópios que se encontravam no laboratório.
Além disso começamos também a experiência de Induçao Electromagnética tendo estado a ver quais os materiais que existiam no laboratório para podermos realizar essa experiencia.
Verificou-se que nenhum deles funcionou tendo por isso adiado a concepção da experiência para um dia mais seco. O Sérgio e o Luís estiveram a trabalhar com o medidor de campos electromagnéticos, tendo tomado um primeiro contacto com o aparelho. Estiveram também a obter mais informações acerca do modo de carregamento da bateria, dos modos de medição e das unidades de mediçao utilizados (picotesla e nanotesla).

Diário de Bordo 20-1-09

Nesta aula o José Marques continuou a análise da portaria legislativa sobre a radiação, cujas partes mais importantes e conclusões publicou no blog. O André Fernandes pesquisou sobre o facto de lâmpadas fluorescentes se iluminarem quando colocadas junto de linhas de alta tensão.

Restrições Básicas e Níveis de Referência

Para a aplicação das restrições baseadas na avaliação dos possíveis efeitos dos CEM sobre a saúde distinguem-se:

a) Restrições Básicas
b) Níveis de Referência (destinados a limitar a exposição)

A indução de cancros por exposição prolongada a Campos Electromagnéticos não foi provada. No entanto é considerada a possibilidade de a exposição prolongada a CEM poder provocar efeitos biológicos a longo prazo, até porque o estudo nesta área é ainda inconclusivo e está a ser empreendido.

Restrições Básicas

As restrições da exposição aos campos eléctricos, magnéticos e electromagnéticos que variam no tempo, baseadas directamente em efeitos sobre a saúde e em considerações biológicas, designam-se «restrições básicas».

Dependendo da frequência do campo, as grandezas físicas utilizadas para especificar estas restrições são a densidade do fluxo magnético (B), a densidade da corrente (J), a taxa de absorção específica de energia (SAR) e a densidade de potência (S). A densidade do fluxo magnético e a densidade da potência podem medir-se facilmente nos indivíduos expostos.

Em função da frequência, utilizam-se as seguintes grandezas físicas para especificar as restrições básicas relativas aos CEM:

Entre 0 Hz e 1Hz prescrevem-se restrições básicas para a densidade do fluxo magnético de campos magnéticos estáticos (0 Hz) e para a densidade de corrente dos campos variáveis no tempo até 1 Hz, a fim de prevenir efeitos sobre o aparelho cardiovascular e o sistema nervoso central;

Entre 1 Hz e 10MHz prescrevem-se restrições básicas para a densidade de corrente, a fim de prevenir efeitos sobre as funções do sistema nervoso;

Entre 100 kHz e 10 GHz prescrevem-se restrições básicas para a SAR, a fim de prevenir o stress térmico em todo o corpo e um aquecimento localizado excessivo dos tecidos. Na gama de 100 kHz a 10 MHz prescrevem-se restrições tanto para a densidade da corrente como para a SAR;

Entre 10 GHz e 300 GHz prescrevem-se restrições básicas para a densidade de potência, a fim de prevenir o aquecimento dos tecidos à superfície do corpo ou próximo dela.

José Marques

Fonte:
Portaria n.º 1421/2004

Curiosidade: O que as Linhas de Alta Tensão conseguem fazer!

Uma curiosidade interessante acerca daquilo que as Linhas de Alta Tensão conseguem fazer, foi descoberta por Richard Box, da universidade de Bristol, o qual colocou várias centenas de tubos de luz fluorescente sob o solo ao pé de uma Linha de Alta Tensão, sem estarem ligados a nenhum gerador de energia. Durante o dia, não era tão notável o grande efeito que os campos Electromagnéticos produzidos pela Linha de Alta Tensão exercia sob os tubos, mas ao anoitecer, com a escuridão, viu-se que os tubos de luz fluorescente estavam totalmente iluminados.
Esta iluminação nos tubos de luz fluorescente é resultado de um desperdício de energia por parte da Linha de Alta Tensão que se reflecte na propagação de Ondas Electromagnéticas, o que vai fazer com que os tubos acendam, porque o gás que se encontra no seu interior se ioniza, formando-se plasma (estado da matéria na qual os electrões se encontram livres). Esses electrões ao embater na parede do tubo que está revestido com uma tinta especial, provocam a emissão de radiação visível.

André Fernandes

Legislação Portuguesa referente aos CEM - Definições e Grandezas Físicas

A expressão «campos electromagnéticos» (CEM) inclui:

• Os campos estáticos (Campos eléctricos estáticos e Campos magnéticos estáticos)
• Os campos de frequência extremamente baixa (FEB)
• Os campos de radiofrequência (RF), que incluem microondas e a gama de frequências entre 0HZ e 300 GHz
  
  A) Grandezas Físicas
  

No contexto da exposição aos CEM, utilizam-se habitualmente oito grandezas físicas:

Grandeza	Definição	Unidade em SI	Observações
Ic	Corrente de contacto entre uma pessoa e um objecto.	A (Ampére)	Um objecto condutor num campo eléctrico pode ser carregado pelo campo.
J	A densidade da corrente define-se como a corrente que flui através de uma secção de área unitária perpendicular à sua direcção num volume condutor, tal como o corpo humano ou parte deste.	A/m2 (Ampére por metro quadrado)
E	A intensidade do campo eléctrico corresponde à força exercida sobre uma partícula carregada independentemente do seu movimento no espaço.	V/m (Volt por metro)	A intensidade do campo eléctrico é uma grandeza Vectorial.
H	A intensidade do campo magnético, juntamente com a densidade do fluxo magnético (B), especifica um campo magnético em qualquer ponto do espaço.	A/m (Ampére por metro)	A intensidade do campo magnético é uma grandeza Vectorial.
B	A densidade do fluxo magnético dá origem a uma força que actua sobre cargas em movimento.	T (Tesla)	A densidade do fluxo magnético é uma grandeza Vectorial. No espaço livre e em materiais biológicos, a densidade do fluxo magnético e a intensidade do campo magnético podem ser intercambiáveis, utilizando-se a equivalência 1 A/m = 410-7 T.
S	A densidade de potência é a potência radiante que incide perpendicularmente a uma superfície, dividida pela área da superfície.	W/m2 (watt por metro quadrado)	A densidade de potência é a grandeza adequada utilizada para frequências muito elevadas, onde a profundidade de penetração no corpo é baixa.
SA	A absorção específica de energia define-se como a energia absorvida por unidade de massa de tecido biológico.	J/Kg (Joule por quilograma)	Neste texto é utilizada para limitar os efeitos não térmicos, resultantes da radiação de microondas constituídas por impulsos.
SAR	A taxa de absorção específica de energia define-se como o ritmo a que a energia é absorvida por unidade de massa de tecido biológico.	W/Kg (Watt por quilograma)	A média desta grandeza calcula-se na totalidade do corpo ou em partes deste. 1. A SAR relativa a todo o corpo é uma medida amplamente aceite para relacionar os efeitos térmicos nocivos com a exposição à RF. 2. Para além da SAR média relativa a todo o corpo, são necessários valores SAR locais para avaliar e limitar uma deposição excessiva de energia em pequenas partes do corpo, em consequência de condições de exposição especiais, como por exemplo a exposição à RF na gama baixa de MHz de uma pessoa ligada à terra, ou a pessoas expostas num campo próximo de uma antena.

Destas grandezas, as que podem medir-se directamente são:

• A densidade do fluxo magnético (B)
• A corrente de contacto (Ic)
• A intensidade do campo eléctrico (E)
• A intensidade do campo magnético (H)
• A densidade de potência (S)

José Marques

Legislação Portuguesa referente aos níveis de campos electromagnéticos

Portaria n.º 1421/2004 publicada em Diário da República

Informações sobre Grandezas Físicas Associadas aos Campos Electromagnéticos (CEM) e definição de Restrições Básicas e Níveis de Referência

O conhecimento e análise desta portaria é de grande importância para a realização do nosso trabalho, visto que além de nos dar a conhecer quais os níveis de referência e precauções a ter, indica-nos também quais os conceitos fundamentais, ao nível teórico, deste tema, de modo a dar-nos orientação nos temas que devemos abordar.

“Regula a autorização municipal inerente à instalação e funcionamento das infra-estruturas de suporte das estações de radiocomunicações e respectivos acessórios (…) e adopta mecanismos para fixação dos níveis de referência relativos à exposição da população a campos electromagnéticos (0 Hz-300 GHz).”

Esta legislação estabelece um quadro de restrições e níveis de referência relativos à exposição da população a campos electromagnéticos (CEM). A adopção das restrições básicas e a fixação de níveis de referência têm como pressuposto a necessidade de protecção da saúde pública contra os comprovados efeitos adversos da exposição a campos electromagnéticos.

“Baseou-se nos melhores dados e orientações científicas actualmente disponíveis neste domínio. Por esta razão, será tida futuramente em conta a evolução da tecnologia e dos conhecimentos científicos que aconselhem a revisão dos níveis que agora se fixam.”

Esta portaria está dividida em quatro partes:

1. Definições

• Grandezas Físicas


• Restrições Básicas e Níveis de Referência
  

2. Restrições Básicas

3. Níveis de Referência

4. Exposição a fontes com múltiplas frequências

José Marques

Diário de Bordo 14-01-09 : Ida à UBI .

No dia 14 de Janeiro de 2009, os alunos André Fernandes, José Marques e Ricardo Silva dirigiram-se à UBI (Universidade da Beira Interior) pelas 10:00 horas de modo a conferenciarem com o professor António Espírito Santo. Ao longo da conversa, o professor explicou-nos que duas das experiências que tinhámos em mente realizar seriam bastante simples de fazer, bastava criar, através de um programa de computador, um modelo do projecto, de forma a podermos realizá-lo mais eficientemente, visto que é necessário um nível de exigência bastante grande para podermos concretizar as experiências com sucesso. A terceira experiência, seria a mais difícil de realizar, visto tratar-se de conheçimentos mais avançados, experiência esta que tem como objectivo mostrar levitação magnética. Decorrida a conversação, voltámos para a escola.

Lei de Lenz

A lei de Lenz vem traduzir o facto de qualquer corrente induzida ter um sentido que dá origem a um campo magnético que se opõe à variação do fluxo magnético que a produziu. Em termos matemáticos, é visível através do sinal negativo que aparece na Lei de Faraday:

Que qualquer corrente induzida tenha um efeito que se opõe à causa que a produziu é uma consequência do princípio da conservação de energia. Se assim não fosse, o sistema em questão (por exemplo, íman-espira) iria aumentar a sua energia ilimitadamente, violando-se dessa forma o princípio de conservação de energia.



Ricardo Silva

Fotografias tiradas durante algumas aulas de Área de Projecto.

Aqui ficam algumas fotografias que foram tiradas ao longo do 1º Período.



Pesquisa de Informação


Pesquisa de Informação


Primeira Apresentação do nosso projecto à turma


Depois do trabalho feito, está na hora de arrumar


Observação de Plasma (Gás Ionizado)


O trabalho é duro, mas tem de ser


Primeira ida à UBI


Organização do Portfolio




Ricardo Silva

Força de Lorentz

Quando uma partícula está carregada electricamente, e actua sobre ela um campo electromagnético, essa mesma partícula fica sujeita à resultante das forças eléctrica e magnética, que se denomina por força de Lorentz.
No caso geral, em que temos um campo eléctrico e um campo magnético, a força sobre uma carga em movimento carregada é dada por:


A expressão mostra que se uma partícula não estiver carregada electricamente, não será afectada. Se uma partícula entrar num campo magnético perpendicularmente a ele, irá começar a fazer um movimento ao longo de uma circunferência. Caso atinja o campo magnético obliquamente à direcção desse mesmo campo, irá realizar um movimento helicoidal, cujo eixo coincide com a direcção do campo magnético.
A força de Lorentz é uma componente fundamental para o estudo do electromagnetismo.

Para visualizar o movimento helicoidal de uma partícula num campo magnético: http://www.youtube.com/watch?v=a2_wUDBl-g8
Para aprofundar conhecimentos: http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_de_Lorentz


Ricardo Silva

Cobertura Electromagnética

O nível de radiação proveniente de uma antena de estação base num determinado local depende essencialmente de três factores: potência radiada pela antena, direccionalidade da antena e distância em relação à antena.

A forma como é feita a distribuição das estações base faz com que a potência por elas radiada seja baixa, de modo a evitar interferências. Este é outro factor que diferencia as estações base das estações de difusão de rádio e de televisão, caracterizadas por potências radiadas bem mais elevadas (Tabela 1).

Tabela 1 – Potências radiadas por diversas fontes de emissão

Tal como se pode visualizar na Figura 1, a intensidade do campo electromagnético radiado por uma antena diminui rapidamente com a distância, tipicamente proporcional ao inverso do quadrado da distância. Isto significa que a densidade de potência associada ao campo electromagnético se reduz de um factor de 4 sempre que se duplica a distância em relação à antena da estação base. A densidade de potência num local dá uma medida da energia que pode ser absorvida por um tecido biológico exposto à radiação de uma fonte electromagnética.

Figura 1

Sérgio Garcia

As Antenas

As antenas das estações base estão tipicamente montadas em torres e mastros, ou no topo e nas fachadas de edifícios. Não é raro encontrar também instalações em postes de iluminação pública, em depósitos de água, no interior edifícios, etc.

As antenas não emitem radiação de igual forma em todas as direcções do espaço, o que significa que o nível de radiação não é o mesmo em toda a área circundante à antena. Esta propriedade é designada por direccionalidade da antena.

Nos sistemas de comunicações móveis celulares usam-se geralmente dois tipos de antenas: as antenas ominidireccionais e as antenas directivas. A grande diferença entre estes dois tipos de antena é a forma como distribuem a radiação no espaço. À representação espacial dos níveis de radiação de uma antena chama-se diagrama de radiação. Podem-se observar exemplos de diagramas de radiação nas Figuras 1 e 2.

Figura 1

Na Figura 1 representa-se o nível de radiação emitido por uma antena omnidireccional. As zonas a sombreado concentram a radiação emitida. Pode-se observar que, no plano horizontal, a radiação é distribuída da mesma forma por todo o espaço. Já na Figura 2, em que se representa a radiação proveniente de uma antena directiva, se observa que a radiação é essencialmente distribuída numa direcção bem definida do espaço.

Uma característica comum a estes dois tipos de antena e que se pode constatar quer na Figura 2, quer na Figura 3, é que a radiação é geralmente inclinada para o solo. A inclinação dos diagramas de radiação pode ser feita mecânica ou electricamente.

Tipicamente, distinguem-se duas zonas de radiação dos campos electromagnéticos provenientes de uma antena (Figura 3): a zona próxima e a zona distante. A zona próxima vai desde a antena até à distância de alguns comprimentos de onda e caracteriza-se por apresentar uma relação bastante complexa entre os campos eléctrico e magnético. A zona distante estende-se desde o limiar da zona próxima até ao infinito e caracteriza-se por os campos eléctrico e magnético apresentarem uma relação bem conhecida e serem perpendiculares entre si.

Figura 2

Figura 3

Sérgio Garcia

Descrição geral dos sistemas de comunicações moveis

Os sistemas de comunicações móveis celulares são uma das aplicações das radiofrequências com mais impacto na nossa sociedade (basta pensarmos no número de pessoas que usam o telefone móvel no seu dia a dia…). O objectivo destes sistemas é o de proporcionar um canal de comunicação entre utilizadores cuja posição é desconhecida e que possam estar em movimento sem qualquer restrição de localização. Para tal, é necessária uma infraestrutura de telecomunicações complexa, cujos elementos visíveis para o público são os terminais móveis (vulgarmente designados por “telemóveis”) e as antenas das estações base, que fazem a interface entre o utilizador e o sistema.

As estações base não são mais que um conjunto de diversos equipamentos que trocam informação com os terminais móveis. De entre os equipamentos que constituem uma estação base, os mais visíveis são as antenas (apenas uma ou várias) e o mastro de suporte. É muito importante diferenciar estes dois elementos (Figura ), uma vez que só as antenas emitem radiação activamente.

As estações base distribuem-se geograficamente segundo uma rede de forma mais ou menos regular, ao contrário do que acontece por exemplo com a distribuição das antenas de difusão de rádio e televisão. Isto acontece porque os sistemas de comunicações móveis são bidireccionais, ou seja, o terminal móvel para além de receber informação da estação base também transmite sinais no sentido inverso. Assim, e como a capacidade de alcance do terminal móvel é limitada, as estações base têm de estar distribuídas regularmente para garantir que em qualquer local seja possível comunicar; por outras palavras, para garantir aquilo que em linguagem técnica se designa por “cobertura” de um dado local. Esta situação é semelhante ao sistema de iluminação pública, em que os postes de iluminação estão distribuídos de uma forma regular de modo a garantir que cada local seja devidamente iluminado.

Cada estação base é capaz de estabelecer ligação com um número limitado de terminais móveis, dizendo-se portanto que a sua capacidade é finita. Dependendo do número de chamadas a efectuar num dado local, assim haverá mais ou menos estações base nesse local. É por este motivo que nos centros urbanos, caracterizados por um maior número de utilizadores, existem mais estações base do que nos meios rurais.


Sérgio Garcia

Como se mede a Radiação?

Existem procedimentos aceites a nível internacional para avaliar os níveis de radiação electromagnética num determinado local, com recurso a sondas preparadas para medir os valores de campo eléctrico, campo magnético ou densidade de potência. Na Figura, representa-se uma sonda tipicamente usada nas medidas de radiação.De acordo com os procedimentos referidos, começam-se por medir os níveis de radiação no local em análise usando uma sonda sensível à radiofrequência, numa gama muito larga de frequências (tipicamente de 100 kHz a 3 000 MHz). Se os níveis de radiação medidos estiverem abaixo dos limites de referência, então conclui-se que no local analisado não há perigo de exposição à radiação. Se pelo contrário, os valores medidos estiverem acima dos limites de referência, então é necessário proceder a uma investigação detalhada em frequência para averiguar qual a contribuição de cada fonte de emissão para o nível de campo total.

Figura

Sérgio Garcia

Quais os limites de radiação em Portugal?

Em Portugal, o ICP-ANACOM é o responsável por verificar se os limites de segurança são respeitados por todas as infraestruturas de telecomunicações. Para a protecção do público em geral, foi adoptada a recomendação do Conselho de Ministros da União Europeia sobre esta matéria, na qual se consideram como adequados os limites estabelecidos pelo CENELEC para as áreas públicas (Figura 6), que por sua vez correspondem aos limites do ICNIRP. Note-se que estes limites não se aplicam ao público portador de dispositivos médicos (próteses auditivas, pacemakers, desfibriladores cardíacos, e outros), pois podem ocorrer problemas de interferência electromagnética quando expostos à radiação, ainda que abaixo dos limites de referência. Para este tipo de público existem recomendações específicas tratadas no quadro da legislação referente à compatibilidade electromagnética e aos dispositivos médicos.

Sérgio Garcia

Os Limites de Referência da radiação

Uma vez que a radiação de radiofrequência penetra no organismo, o parâmetro SAR tem de ser medido no seu interior, o que torna esta medição bastante difícil de efectuar na prática. Assim, estabelecem-se também limites para algumas grandezas electromagnéticas, como a densidade de potência e intensidades de campo eléctrico e magnético, facilmente mensuráveis no exterior do organismo. Estes limites designam-se por limites de referência.

Os Limites sob a forma gráfica:

Os limites de referência representados na Figura são os adoptados pelo CENELEC para os casos de exposição em áreas públicas e em ambiente de trabalho. É de referir que os limites para as áreas públicas correspondem a valores que estão 50 vezes abaixo dos limiares a partir dos quais começaram a ser detectados efeitos; por outro lado, os limites para ambientes de trabalho pressupõem que os trabalhadores tomam as necessárias medidas de precaução, daí os seus valores serem mais elevados.

Figura

Sérgio Garcia

O que são os Limites de Segurança da exposição a radiação?

Os limites de segurança surgem para responder à pergunta: quando é que os efeitos biológicos provocados pela absorção de radiação se tornam prejudiciais à saúde? Desta forma, pode-se dizer que os limites de segurança estabelecem valores máximos permissíveis para os níveis de radiação absorvidos pelo corpo humano.

Os limites de segurança são estabelecidos por vários organismos internacionais (como por exemplo, ICNIRP, IEEE, CENELEC, FCC, etc.) baseados nos mais diversos estudos. Estes limites são adoptados pelos diversos países, e são as autoridades competentes de cada país que têm a obrigação de fiscalizar o seu cumprimento.

Acompanhando o conhecimento científico actual, o estabelecimento dos limites de segurança baseia-se na procura dos valores mínimos a partir dos quais começam a surgir efeitos biológicos adversos à saúde, independentemente do mecanismo que os gera. Actualmente, o único mecanismo confirmado como potencial gerador de efeitos prejudiciais à saúde resultantes da exposição à radiação de radiofrequência é o aquecimento dos tecidos biológicos. É portanto com base nesse mecanismo que são estabelecidos os limites de segurança na banda das radiofrequências. No entanto, discute-se actualmente se esta é a abordagem adequada, uma vez que existe a possibilidade da ocorrência de efeitos não-térmicos e efeitos a longo prazo que podem ser adversos para a saúde.

Como se quantifica a Radiação absorvida pelo corpo?

Para caracterizar a radiação absorvida pelo corpo, é necessário encontrar um parâmetro de medida adequado. Para a radiação de radiofrequência, o parâmetro utilizado é a taxa de absorção específica (SAR, em inglês) que representa a taxa a que a energia electromagnética é absorvida por uma unidade de massa de tecido. A unidade da SAR é o Watt por quilograma de tecido exposto [W/kg].

Assim, para a radiação de radiofrequência, os limites de segurança são estabelecidos para o parâmetro SAR.

Sérgio Garcia

Radiações Ionizantes ou Não-Ionizantes?

A matéria é formada por átomos, e por combinações de átomos chamadas moléculas. O processo pelo qual um átomo ou uma molécula perde um electrão designa-se por ionização. A ionização não ocorre de uma forma espontânea, isto é, para que ela ocorra é necessária a interacção da molécula ou do átomo com radiação caracterizada por fotões com níveis de energia altos. Os raios X e os raios gama são exemplos de radiação ionizante (capaz de causar ionização). Este tipo de radiação pode produzir alterações moleculares, que por sua vez podem causar danos no tecido biológico, incluindo efeitos a nível genético.

Os fotões associados à radiação de radiofrequência não têm energia suficiente para causar a ionização de átomos ou moléculas, pelo que a radiação de radiofrequência se diz não-ionizante, tal como acontece com a luz visível, infravermelhos e outras formas de radiação electromagnética com frequência relativamente baixa.

É muito importante não confundir os termos ionizante e não-ionizante, uma vez que os mecanismos de interacção com o corpo humano são bastante diferentes.

Sérgio Garcia

Parte de Investigação - Analisador de Espectros Electromagnéticos

Estando inseridos no projecto MEDEA, recebemos da Sociedade Portuguesa de Física (SPF) um analisador do espectros electromagnéticos, com o qual vamos medir os níveis de campos electromagnéticos e da radiação em diversos locais do nosso quotidiano e junto de aparelhos eléctricos bem como de cicuitos eléctricos. Nesta aula tivemos um primeiro contacto com este aparelho. Consultamos o manual de instruções deste aparelho na página do pojecto MEDEA http://www.spf.pt/medea/, para assim ficarmos a saber o modo como iremos operá-lo. Devido à extensão do documento (61 páginas) não terminámos a sua análise na aula, tendo como prespectiva que saibamos operar com o aparelho ainda durante esta semana. O livro de instruções pode ser obtido no seguinte link: http://www.spf.pt/medea/equipamento.pdf. O aparelho referido tem o seguinte aspeto:

José Marques

Radiações electromagnéticas, não tão perigosas como pensado!!

Em resultado das reconhecidas vantagens associadas ao uso do telemóvel e face à crescente adesão da população a este equipamento, assistiu-se à profusão das antenas de estações base, indispensáveis a uma boa cobertura da área de serviço e à sua adequada utilização. Em paralelo, tem-se verificado preocupação e receio por parte da população no que respeita às possíveis influências das radiações electromagnéticas, particularmente de pessoas que residem perto dos locais onde estão instaladas estações base.

No entanto, os maiores problemas associados ao funcionamento dos sistemas de comunicações móveis dizem essencialmente respeito à “percepção do risco” pela população (isto é, ao modo como a população interpreta o risco) e não tanto ao “risco” em si mesmo.

De um modo geral, os níveis de exposição do público às radiações provenientes de estações base são muito inferiores aos níveis de referência constantes da Recomendação do Conselho nº 1999/519/CE, de 12 de Julho, adoptados em Portugal através da Portaria nº 1421/2004, de 23 de Novembro, sendo considerados insignificantes quando comparados com a exposição aos próprios telemóveis. Esses níveis são inferiores aos que estão associados ao funcionamento das estações de radiodifusão sonora e auditiva. Não são conhecidos efeitos prejudiciais à saúde para valores abaixo dos níveis de referência estabelecidos e legalmente definidos.

Face aos conhecimentos científicos actuais e de acordo com os resultados de numerosos estudos epidemiológicos desenvolvidos até ao momento, não foi identificado qualquer risco para a saúde das populações (mesmo em idosos, grávidas e crianças) que habitam nas proximidades de estações base, onde os níveis de exposição atingem somente uma pequena fracção dos valores recomendados.Têm ocorrido manifestações individuais de sintomas (ex. dores de cabeça, cansaço, tonturas), para os quais até ao momento não se estabeleceu qualquer relação com a exposição aos campos electromagnéticos.

Não existe perigo de interferência electromagnética das radiações provenientes de estações base com o normal funcionamento de dispositivos médicos tais como pacemakers ou próteses metálicas.

O principal risco associado ao uso do telemóvel é o de acidente pela sua utilização durante a condução, que pode aumentar em cerca de 4 vezes. Com efeito, os estudos epidemiológicos já realizados demonstraram uma forte associação causal entre a utilização de um telemóvel durante a condução automóvel e o aumento do número de acidentes de viação, embora tal efeito não esteja relacionado com os campos electromagnéticos gerados, mas sim com a dispersão da atenção.

Quanto aos riscos para a saúde associados à exposição decorrente da utilização do telemóvel, muitos estudos têm sido realizados; no entanto, até à data nenhum estudo permitiu concluir sem qualquer dúvida a associação entre a utilização do telemóvel e efeitos prejudiciais na saúde. Para reduzir a exposição aconselha-se a utilização de um sistema kit mãos livres ou a redução da duração das chamadas. A utilização de um auricular ou de um dispositivo Bluetooth, pelo facto de afastar o telemóvel da cabeça durante a conversação, é um acessório útil e apresenta características preventivas. Nesta situação, a zona mais exposta do organismo humano será aquela que se encontra mais próxima do telemóvel.

Relativamente às crianças, a exposição ao telemóvel tem início mais precocemente em comparação com um adulto de hoje e tem vindo a aumentar. Por este motivo, devem os pais ponderar entre os benefícios e as desvantagens associados a essa utilização.Recomenda-se ainda que as pessoas portadoras de diferentes implantes electrónicos (ex. pacemakers) transportem o telemóvel afastado cerca de 15 cm do seu implante e o utilizem no lado oposto quando efectuam uma chamada.

Não se aconselha também a utilização de telemóveis nas unidades de saúde, em áreas onde existem equipamentos médicos susceptíveis de sofrer interferências electromagnéticas, uma vez que o desempenho destes equipamentos poderá ser afectado pela existência de campos electromagnéticos de fontes de radiações não ionizantes.

Para mais Informação Avançada

(Adaptação do texto “Radiações e Saúde” produzido pela Direcção-Geral da Saúde, em 20 de Dezembro de 2007.)

Sérgio Garcia