Trabalho Ap Final!

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Índice Índice .............................................................................................. 1 Introdução ........................................................................................ 4 Radiações electromagnéticas ................................................................. 5 Noção de radiação electromagnética ............................................................................... 5 Radiação Solar ................................................................................. 12 Densidade média do Fluxo Energético........................................................................... 12 Composição espectral ........................................................................................................ 13 Interacção com a Terra ..................................................................................................... 14 Absorção atmosférica ...................................................................................................... 15 Gases absorventes ............................................................................................................ 15 Transmissão ....................................................................................................................... 16 O equilíbrio energético no planeta ............................................................................... 17 Comparação de valores entre a emissão e absorção de radiação por parte da atmosfera e superfície terrestre: ................................................................................... 18 Campos eléctricos e magnéticos ........................................................... 19 Introdução............................................................................................................................. 19 Campos magnéticos estacionários e variáveis ............................................................. 20 Características dos campos eléctricos e magnéticos de baixas frequências ........ 20 Exposição a campos eléctricos e magnéticos ............................................................... 21 Consequências da exposição a campos eléctricos e magnéticos ............................ 21 Estudos sobre potenciais efeitos de campos eléctricos e magnéticos ................... 22 Estudos celulares e em animais: .................................................................................... 22 Estudos clínicos ................................................................................................................. 22 Estudos epidemiológicos ................................................................................................. 23 Resultados dos estudos sobre os efeitos dos campos eléctricos e magnéticos ... 23 Resultados provenientes de estudos epidemiológicos ............................................... 23 Estudos clínicos ................................................................................................................. 24

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Estudos celulares .............................................................................................................. 25 Estudos em animais .......................................................................................................... 25 Estabelecimento de limites para a exposição de campos eléctricos e magnéticos ................................................................................................................................................. 26 Anexos ................................................................................................................................... 30 Equações de Maxwell ....................................................................................................... 30 Sistemas de comunicação .................................................................... 31 Sistemas de comunicação móveis ................................................................................... 31 Exemplos e factos ............................................................................................................... 35 Raios cósmicos ................................................................................. 37 Qual a composição dos raios cósmicos? ......................................................................... 37 História .................................................................................................................................. 37 Observações sobre os Raios Cósmicos............................................................................ 38 Origem ................................................................................................................................... 39 A Importância das Pesquisas ............................................................................................ 40 Efeitos na Saúde ............................................................................... 42 Efeitos Térmicos.................................................................................................................. 42 Efeitos Não – Térmicos ....................................................................................................... 43 Notícias .......................................................................................... 46 Palestra ......................................................................................... 53 Projecto Medea ................................................................................ 54 Introdução............................................................................................................................. 54 Objectivo............................................................................................................................... 54 Implementação .................................................................................................................... 54 Coordenação......................................................................................................................... 55 Agradecimento..................................................................................................................... 55 Manual de Utilização( versão resumida) ....................................................................... 55 Medições ........................................................................................ 57

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Na escola ............................................................................................................................... 57 Em casa .................................................................................................................................. 61 Na rua..................................................................................................................................... 65 Conclusões ............................................................................................................................ 69 Inquéritos ....................................................................................... 75 Conclusões ............................................................................................................................ 80 Bibliografia ..................................................................................... 81 Conclusões ...................................................................................... 83 Agradecimentos ............................................................................... 84

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Introdução Somos um grupo de 4 alunos pertencentes ao 12º ano (curso de Ciências e Tecnologias). Durante o ano lectivo 2008/2009 iremos estar envolvidos no Projecto Medea no âmbito da disciplina Área de Projecto (esta consiste em desenvolver um projecto do nosso agrado e formulá-lo durante o ano lectivo para depois ser apresentado à comunidade). O Projecto Medea consiste assim num projecto em que se realizam medições a uma vasta gama de aparelhos produtores de campos eléctricos e magnéticos do nosso dia-a-dia e de postes de alta tensão (que têm gerado tanta controvérsia na actualidade), com o intuito de procurar informação sobre possíveis efeitos que estes possam ter na saúde. Com este trabalho propomo-nos assim a realizar uma extensa pesquisa sobre radiações electromagnéticas, que pretendemos divulgar no nosso site, com a finalidade de informar qualquer visitante sobre a importância das radiações electromagnéticas na nossa vida.

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Radiações electromagnéticas Noção de radiação electromagnética Nesta secção do nosso trabalho vamos tentar abordar tudo o que diz respeito à noção de radiações electromagnéticas. Vamos dar o conceito em si, vamos falar da sua unidade estrutural, o fotão, vamos abordar as suas componentes, a componente magnética e a componente eléctrica, e vamos ainda falar um pouco sobre os diversos tipos de radiação electromagnética. A radiação electromagnética é algo que ocorre naturalmente no Universo desde os seus primórdios, encontrando-se assim em toda a parte, por isso está presente no nosso planeta desde que este se formou. Todas as estrelas são uma fonte natural destas radiações e, devido à sua proximidade, o Sol é o emissor natural de radiações electromagnéticas mais intensas a que estamos expostos. No entanto, com a evolução da civilização e com o desenvolvimento da tecnologia, apareceram progressivamente novas fontes de radiação e hoje em dia somos capazes e seleccionar a radiação que queremos emitir e dominar de certa forma estas radiações. Exemplos destas fontes são as antenas dos sistemas de telecomunicações, as linhas de alta tensão, os TAC‟s e todos os aparelhos eléctricos. A energia electromagnética é propagada através de ondas electromagnéticas que são constituídas por duas componentes interdependentes que se 

propagam perpendicularmente entre si: o campo magnético ( B ) e o campo 

eléctrico ( E ). Estes dois campos não são visíveis, sendo apenas perceptíveis os seus efeitos, a partir dos quais se pode deduzir que os campos existem e realizar

a

uma

representação

artificial

deles.

Todas

as

radiações

electromagnéticas apresentam determinadas características que determinam as suas propriedades e aplicações. Então, quando estamos a estudar estas radiações e quando as vamos representar temos que ter em conta algumas características essenciais como o comprimento de onda, λ, a frequência, f, a amplitude, a direcção e velocidade de propagação, tal como está representado na seguinte figura:

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Como se pode verificar, na figura está representado um padrão que se vai repetir periodicamente no tempo no espaço conservando as suas características. O comprimento desse padrão é o seu comprimento de onda e mede-se em metros (m). A frequência representa o número de ciclos que a onda realiza no espaço por cada segundo e mede-se em Hertz (Hz). Estas duas últimas características relacionam-se através da velocidade de propagação da radiação (c): c = λ.f. No vácuo, as ondas electromagnéticas propagam-se com uma velocidade de aproximadamente 3 108 m/s. Quando as ondas encontram certos obstáculos à sua propagação como por exemplo um terreno acidentado ou algum tipo de espelho, etc., a sua direcção de propagação pode sofrer uma alteração através do fenómeno de reflexão ou de difracção. Esta mudança de direcção não conserva a intensidade da onda (a sua amplitude) nem a sua polarização mas, por outro lado, a sua frequência não sofre qualquer alteração.

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A amplitude de uma onda é a medida da perturbação máxima do meio durante um ciclo da onda, ou seja, a amplitude dá-nos uma medida da intensidade dos campos e mede-se no caso do campo magnético em Ampere por metro (A/m) e no caso do campo eléctrico em Volt por metro (V/m). A polarização é uma medida da variação do vector do campo eléctrico das ondas electromagnéticas com o decorrer do tempo e existe devido ao facto de estas ondas serem tridimensionais. Se colocar-mos uma folha de modo a que a direcção de propagação da onda seja perpendicular à folha, ou seja, como se a onda estivesse a sair da folha e a ir na direcção do

observador, podemos orientar o campo eléctrico sobre uma direcção vertical ou numa direcção horizontal. Temos assim a polarização vertical e a polarização horizontal respectivamente. Ou seja, dá-se o nome de polarização a esta orientação dos campos.

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Então surgiu a necessidade de organizar e dividir as ondas atribuindo nomes consoante os intervalos de frequência e comprimento de onda que estas possuíam, pois os efeitos e utilidades destas ondas são variáveis consoante o intervalo de frequência. Criou-se o espectro electromagnético:

Começando por analisar as ondas de menores frequências e maiores comprimentos de onda, temos em primeiro lugar as ondas rádio. Este tipo de ondas pode ser dividido em ondas longas, ondas médias, ondas curtas, VHF, UHF e podemos inserir ainda as microondas neste grupo pois apesar de apresentarem comprimentos de onda menores e frequências maiores do que as ondas rádio, os seus efeitos e utilidades são semelhantes. Devido aos seus elevados comprimentos de onda, estas ondas têm uma grande capacidade de propagação atingindo grandes distâncias. As ondas rádio são utilizadas para transmissões

televisivas,

transmissões

de

rádio

a

longas

distâncias,

transmissões de rádio AM e FM, em radares, nos telemóveis, fornos de microondas, etc. De seguida deparamo-nos com a zona dos infravermelhos. Este tipo de radiação encontra-se entre as ondas de comprimentos de onda longos (logo após as microondas) e a luz visível (antes da luz vermelha). Este tipo de radiação não é perceptível ao olho humano, ou seja é invisível, mas podemos sentir este tipo de radiações sob a forma de calor, através de terminações nervosas especializadas que possuímos na pele, mais conhecidas como

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termorreceptores. Este tipo de ondas é utilizado em aquecedores, em alarmes de segurança, em comandos de controlo remoto de televisão e vídeo, etc. Após os infravermelhos encontramos a luz visível. Estas ondas são aquelas que podem ser captadas pelo olho humano sendo mais conhecidas como luz. Estas ondas encontram-se entre as ondas infravermelhas e as ultravioletas. Para cada frequência de luz visível temos uma cor associada, sendo a cor vermelha a cor com comprimentos de onda mais longos e o violeta nos comprimentos de onda mais curtos. A zona visível do espectro varia de espécie animal para espécie animal. A radiação ultravioleta é a radiação electromagnética com uma frequência maior que a da luz visível e menor que a dos raios X. A maior parte deste tipo de radiação é absorvida pela atmosfera terrestre. Este tipo de radiação é nocivo para a vida humana quando a sua exposição é prolongada. Os problemas mais comuns são problemas a nível da pele ou até mesmo dos olhos (queimaduras). A principal fonte deste tipo de radiações é o Sol mas, hoje em dia, começamos a ter outras fontes que são cada vez mais utilizadas pelo Homem como os solários, os lasers, os instrumentos de soldagem, etc. Já os Raios X são ondas com uma frequência e poder de penetração muito elevados, o que faz com que todas as substâncias sejam transparentes aos Raios X. Este tipo de radiação é utilizado em radiografias, na verificação das bagagens dos passageiros num aeroporto, etc… A exposição a este tipo de radiações provoca cancro, no entanto, estas radiações são também capazes de matar as células cancerígenas. Por fim, os raios gama são as radiações com menor comprimento de onda e com maior frequência. Este tipo de onda é extremamente energético sendo geralmente produzida por elementos radioactivos ou em fenómenos astrofísicos de grande violência. Devido à sua elevada energia esta radiação pode causar danos no núcleo das células e por isso éutilizada para esterilizar equipamentos médicos e alimentos. Geralmente este tipo de radiações encontra-se associado à energia nuclear e aos reactores nucleares. Relacionada com isto tudo está a noção de fotão. O fotão é a partícula elementar de qualquer radiação electromagnética. Os fotões possuem spin igual a um e interagem com os electrões e com os núcleos atómicos sendo

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responsáveis por várias propriedades da matéria, como por exemplo a existência e a estabilidade dos átomos, das moléculas e dos sólidos. Em determinados casos o fotão parece comportar-se como uma partícula, como por exemplo quando é registado por um mecanismo sensível à luz como uma câmara. No entanto, noutros casos, os fotões comportam-se como uma onda, como quando passam através de uma lente óptica. Pode-se então dizer que o fotão apresenta a dualidade partícula – onda da mecânica quântica, sendo natural um fotão apresentar ambos os aspectos na sua natureza, de acordo com as circunstâncias em que se encontra. As radiações electromagnéticas são formadas por um grande número de fotões, estando a sua intensidade e brilho relacionada com o número de fotões que essa radiação possui. Para baixas intensidades e com auxílio de equipamentos muito sensíveis como os utilizados para a astronomia, é possível detectar fotões individuais. O fotão tem a particularidade em relação a outras partículas elementares (electrão ou quark) de não possuir massa. Isto permite-lhe viajar à velocidade da luz (no vácuo). O fotão como partícula apenas pode transferir uma certa quantidade de energia para a matéria, sendo essa a sua única interacção como partícula. Como onda, os fotões verificam fenómenos de refracção por lentes. Agora que sabemos o que é um fotão podemos explorar as radiações ionizantes e as radiações não – ionizantes. Como todos sabemos, a matéria é constituída por átomos e por combinações destes a que nós chamamos de moléculas. A ionização consiste no acto de um átomo ou uma molécula perderem um electrão. Para a ionização ocorrer é necessário que haja uma interacção entre a molécula ou átomo com fotões com níveis de energia altos (como os fotões constituintes dos raios X e dos raios gama). É devido a este poder ionizante que estas radiações podem produzir alterações moleculares causando danos no tecido biológico, incluindo efeitos a nível genético (como é o caso dos cancros). As radiações que possuem fotões que não têm energia suficiente para causar a ionização de átomos ou moléculas designam-se de radiações não - ionizantes como é o caso da luz visível, dos infravermelhos e dos outros tipos de radiação com uma frequência mais baixa. Com a ajuda de este conceito de radiação ionizante e não - ionizante podemos então falar dos efeitos biológicos relativos à exposição às radiações

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electromagnéticas. Um efeito biológico é a resposta perceptível do organismo a um estímulo ou a uma alteração no meio envolvente. Estes efeitos biológicos ocorrem sempre na tentativa de equilibrar as descompensações criadas pelo estímulo inicial desencadeando diversos mecanismos que não são necessariamente prejudiciais à saúde. Para as radiações não-ionizantes, os efeitos biológicos conhecidos, na sua maioria, não apresentam grandes riscos para a saúde sendo o efeito mais comum o aquecimento do tecido biológico e por isso é designado “efeito térmico”. Só começa a ser perigosa a exposição a este tipo de radiação quando o nível de aquecimento ultrapassa a capacidade de termo-regulação que o organismo humano possui por natureza, podendo assim ocorrer danos nos tecidos biológicos deste. Graças ao facto de existir um limite de temperatura suportada pelo ser humano, foi possível estabelecer limites para a exposição segura a este tipo de radiações. Estes limites são estabelecidos por vários organismos internacionais (como por exemplo o ICNIRP, o IEEE, o CENELEC, a FCC, etc.). Estes limites são adoptados pelos diversos países sendo obrigação das autoridades competentes de cada país fiscalizar o seu cumprimento. Em Portugal o ICP-ANACOM é a entidade reguladora responsável por verificar o cumprimento dos limites de segurança a nível das infra-estruturas e das telecomunicações. Para além dos efeitos térmicos existem ainda os efeitos não-térmicos mas estes ainda estão muito pouco explorados pois existe uma grande dificuldade na sua pesquisa devido ao facto de serem de avaliação subjectiva e de o intervalo de tempo de observação ser insuficiente para estabelecer qualquer relação da causaefeito. Neste momento existe um grande esforço da comunidade científica no sentido de clarificar esta questão.

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Radiação Solar A radiação solar é o nome dado à energia que o Sol erradia. Cerca de metade dessa mesma energia é que transmitida como luz visível e o restante na banda do infravermelho e ultravioleta. Os 1,5 x 1018 kWh de energia que o Sol fornece à Terra são responsáveis pelas características climáticas do planeta, pela manutenção da maioria das cadeias tróficas e dinâmica da atmosfera terrestre. Densidade média do Fluxo Energético A densidade média do fluxo energético proveniente da radiação solar é de 1367 W/m2, quando medida num plano situado no topo da atmosfera terrestre, perpendicular à direcção da propagação dos raios solares. Por outras palavras, se colocarmos um quadrado de um metro quadrado na orla exterior da atmosfera terrestre de modo a que a radiação solar incida nele perpendicularmente, este será atravessado por segundo por 1367 Joules de energia. Este valor (1367 W/m2), designado por constante solar, foi adoptado como padrão pela Organização Meteorológica Mundial. A quantidade total de energia recebida pela Terra é determinada pela projecção da sua superfície sobre um plano perpendicular à propagação da radiação (π R2, onde R é o raio da Terra). Como o planeta roda em torno do seu eixo, esta energia é distribuída, embora de forma desigual, sobre toda a sua superfície (4 π R2). Daí que a radiação solar média recebida sobre a terra, designada por insolação seja 342 W/m 2, valor correspondente a 1/4 da constante solar. Contudo, o valor real recebido à superfície do planeta depende, para além dos factores astronómicos ditados pela latitude e pela época do ano (em função da posição da Terra ao longo da sua órbita), do estado de transparência da atmosfera sobre o lugar, em particular da nebulosidade.

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Composição espectral A composição espectral da luz solar corresponde aproximadamente àquela que seria de esperar na radiação de um corpo negro aquecido a cerca de 6000°C. No que diz respeito ao comprimento de onda, a radiação solar ocupa a faixa espectral de 100 nm a 3000 nm, tendo uma densidade espectral máxima em torno dos 550 nm, comprimento de onda que corresponde sensivelmente à luz verde-amarelada. No que respeito à radiação mais energética, isto é, de comprimento de onda mais curto, apesar da maior parte ser absorvida pela atmosfera, a radiação ultravioleta que atinge a superfície da Terra é ainda suficiente para provocar o bronzeado da pele (e as queimaduras solares a quem se exponha excessivamente).

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Interacção com a Terra A energia solar incidente sobre a atmosfera e a superfície terrestre segue um de três destinos: ser reflectida, absorvida ou transmitida.

A energia reflectida e o albedo Parte substancial da energia recebida sobre a superfície terrestre é reenviada para o espaço sob a forma de energia reflectida. As nuvens, as massas de gelo e neve e a própria superfície terrestre são razoáveis reflectores, reenviando para o espaço entre 30 e 40% da radiação recebida. A esta razão entre a radiação reflectida e incidente chama-se albedo.

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Absorção atmosférica Entre a radiação proveniente do Sol medida fora da atmosfera e a energia que atinge a superfície da Terra existem diferenças substanciais resultantes da absorção atmosférica. Esta é selectiva, atingindo o seu máximo em torno dos pontos centrais dos espectros de absorção dos gases atmosféricos. Repare-se na elevada absorção atmosférica do ozono ( O3 ) na banda dos ultravioletas e no efeito do vapor de água ( H 2 O ) e do dióxido de carbono ( CO2 ), estes actuando essencialmente sobre os comprimentos de onda

maiores. Esta absorção selectiva está na origem do efeito de estufa devido ao facto da radiação terrestre resultante do retorno para o espaço da radiação solar por via do aquecimento da Terra, ser feita essencialmente na banda dos infravermelhos longos, radiação para a qual o CO2 tem grande capacidade de absorção. Gases absorventes Ozono ( O3 ) Absorve radiações U.V. de energia compreendida entre 6.6  10 19 J e

9.9  10 19 J . Constitui um filtro solar pois é um protector contra as radiações UV de alta energia, impedindo-as de chegar à superfície da Terra, prevenindo, por exemplo, cancros de pele, mutações génicas, destruição de espécies vegetais, etc..

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Vapor de água ( H 2 O ) Está presente em proporções variáveis (até 15 ou 20 gramas por cada kg de ar). É capaz de absorver radiação em várias faixas (bandas de absorção) no infravermelho (comprimentos de onda maiores que 0,8 µm). Dióxido de carbono ( CO2 ) Está presente numa concentração constante na atmosfera até pelo menos 80 km de altitude (em torno de 350 ppm: partes por milhão). Ele também

absorve

radiação

solar

em

várias

bandas de

absorção

no

infravermelho próximo. Transmissão De toda a radiação solar que chega às camadas superiores da atmosfera apenas uma fracção atinge a superfície terrestre, devido à reflexão e absorção dos raios solares pela atmosfera. Esta fracção que atinge o solo é constituída por uma componente directa (ou de feixe) e por uma componente difusa. Para além das duas componentes atrás referidas, se a superfície receptora estiver inclinada em relação à horizontal, haverá uma terceira componente reflectida pelo ambiente circundante (nuvens, solo, vegetação, obstáculos, terreno). Antes de atingir o solo, as características da radiação solar (intensidade, distribuição espectral e angular) são afectadas por interacções com a atmosfera devido aos efeitos de absorção e espalhamento. Essas modificações

são

dependentes

da

espessura

da

camada

atmosférica

atravessada (esta por sua vez depende do ângulo de incidência da radiação solar, sendo maior ao nascer e pôr-do-sol, daí a diferente coloração do céu nesses momentos).

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O equilíbrio energético no planeta Da radiação solar que incide sobre a Terra: - 19% é perdida por absorção pelas moléculas de oxigénio e ozono (radiação ultravioleta de alta energia) na estratosfera ; - 6% é perdida por difusão da luz solar de menor comprimento de onda - azuis e violetas; - 24% é perdida por reflexão - 20% nas nuvens e 4% na superfície ; O albedo do planeta é de 30% (6% difusão+24% reflexão). - 51% é absorvida pela superfície ; (Note-se que os valores apresentados são valores médios. Por exemplo, nos pólos a reflexão da radiação solar incidente é geralmente maior do que 24% e nos oceanos menor do que 24%.) A

energia

radiada

pela

superfície

da

Terra,

na

gama

dos

infravermelhos, corresponde a cerca de 117% do total de radiação solar incidente. Dessa energia, apenas 6% é emitida directamente para o espaço (emissão terrestre) a restante 111% é absorvida pelos gases de estufa da atmosfera, que reemitem depois, de volta para a superfície, uma energia correspondente a 96% da radiação solar incidente. Finalmente, uma energia correspondente a 64% da radiação solar incidente é emitida pela atmosfera para o espaço (emissão atmosférica). Em suma, estes números traduzem um equilíbrio no sistema Terra/atmosfera: a radiação emitida para o espaço é igual à radiação solar incidente [24% (reflexão) + 6% (difusão) + 64% (emissão atmosférica) + 6% (emissão terrestre) = 100%]

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Comparação de valores entre a emissão e absorção de radiação por parte da atmosfera e superfície terrestre: superfície - energia absorvida: 147% (51% do Sol + 96% da atmosfera); energia emitida: 117% [+30%] atmosfera - energia absorvida: 130% (19% ultravioletas. + 111% emissão terrestre); emitida: 160% (64% para o espaço + 96% para a superfície) [-30%] A partir daqui poderia constatar-se que a atmosfera arrefeceria e a superfície terrestre aqueceria. Contudo existem outros meios de transferência de energia da superfície terrestre para a atmosfera: O ar quente que se eleva na atmosfera a partir da superfície transfere calor para a atmosfera. Essa transferência de calor (o fluxo de calor sensível) corresponde a um valor de energia que é 7% do total de radiação solar incidente. A evaporação da água na superfície do planeta corresponde a uma extracção de calor que acaba por ser libertado durante o processo de condensação na atmosfera (que dá origem à formação das nuvens). Essa transferência de calor (o fluxo de calor latente) corresponde a um valor de energia que é 23% do total de radiação solar incidente. Assim, podemos concluir que existe uma transferência líquida de 30% do total de radiação solar incidente que equilibra o “orçamento” de energia no planeta.

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Campos eléctricos e magnéticos Introdução Os campos eléctricos e magnéticos são linhas de força invisíveis que rodeiam qualquer partícula carregada electricamente, íman natural, fluxo de partículas carregadas electricamente, ou ainda, campos magnéticos variáveis. Os campos eléctricos são gerados pela força eléctrica inerente a qualquer partícula carregada electricamente ou por um campo magnético variável, tendo uma maior intensidade quanto maior for a carga da partícula geradora do campo ou maior for a variação do campo magnético. Define-se assim como campo eléctrico toda a região do espaço que se encontra sujeita à acção de uma determinada força eléctrica. O campo eléctrico é medido em Volts por metro, (V/m) ou Newton por Coulomb (N/C). O campo magnético resulta de ímanes naturais ou de um fluxo de partículas carregadas electricamente, como por exemplo, a corrente eléctrica – esta consiste num fluxo ordenado de electrões (partículas com carga eléctrica negativa). Quanto mais intenso for o íman ou o fluxo de partículas carregadas, maior será o campo magnético. Por fim, este é medido em Gauss, principalmente nos Estados Unidos da América, ou em Tesla segundo o Sistema Internacional. Como as nossas medições foram realizadas a campos de baixas frequências (entre 50 a 60 Hz) o nosso trabalho vai incidir principalmente nas características destes campos. Uma vez que a frequências tão baixas os campos eléctricos e magnéticos não interagem como os campos de altas frequências, é mais correcto referirmo-nos a eles como campos eléctricos e magnéticos em vez de campos electromagnéticos.

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Campos magnéticos estacionários e variáveis Existem dois tipos de correntes: a alternada e a contínua. A corrente alternada é a corrente presente, por exemplo, nas tomadas das casas. Assim numa corrente alternada ocorrem variações de direcção da corrente em intervalos de tempo cíclicos. Por sua vez, nas correntes contínuas ocorre um fluxo de electrões numa só direcção, estas correntes são características de aparelhos que funcionem com baterias, como por exemplo pilhas. Deste modo, correntes alternadas produzem campos magnéticos variáveis (pois têm um campo eléctrico variável), por sua vez, este campo magnético

variável

produz

um

campo

eléctrico

variável

e

assim

sucessivamente. Por

fim,

correntes

contínuas

produzem

campos

magnéticos

estacionários, assim como não ocorrem variações do campo magnético não se forma um campo eléctrico. Também a própria Terra produz um campo magnético estático. Pensase que este resulta de correntes eléctricas que percorrem o interior da Terra até ao seu centro. Este campo magnético tem uma intensidade média de 0.5 microteslas, podendo variar entre valores ligeiramente superiores ou inferiores consoante a região do globo em que nos encontramos. Características dos campos eléctricos e magnéticos de baixas frequências Campos eléctricos e magnéticos com frequências entre os 50 e 60Hz transportam pouca energia, não têm efeito ionizante e geralmente não produzem um efeito térmico. No entanto, existem alguns aparelhos que produzem campos electromagnéticos de diferentes frequências, como por exemplo o microondas. Quando este se encontra a aquecer algo, produz campos eléctricos e magnéticos com frequências entre os 50 e 60 Hz e campos electromagnéticos com frequências bastante mais elevadas, podendo estas atingir vários milhares de Hz. Deste modo, apesar de os microondas isolarem

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estes campos de elevadas frequências, encontramo-nos desprotegidos contra os campos de baixas frequências. Exposição a campos eléctricos e magnéticos Os campos eléctricos são facilmente enfraquecidos ou isolados por diversos materiais, principalmente por materiais condutores de electricidade. Por sua vez, os campos magnéticos atravessam a maioria dos materiais, sendo portanto mais difíceis de isolar. Além disto, ambos os campos diminuem rapidamente de intensidade com o aumento da distância à fonte geradora do campo. Apesar de a maioria de aparelhos eléctricos produzirem tanto campos eléctricos como magnéticos, as pesquisas mais recentes debruçam-se sobre potenciais efeitos dos campos magnéticos nos seres humanos, uma vez que nunca foi encontrada qualquer ligação entre campos eléctricos e potenciais efeitos biológicos que possam decorrer da sua exposição. Consequências da exposição a campos eléctricos e magnéticos A exposição de seres humanos a campos magnéticos estáticos pode criar neles correntes eléctricas induzidas quando estes se movem (pois devido ao seu movimento ocorre uma variação do campo magnético que os atravessa). Isto pode assim afectar o funcionamento de instrumentos médicos, como por exemplo, os pacemakers ou mesmo próteses quando sujeitas a campos magnéticos muito elevados como os gerados por aparelhos de ressonâncias magnéticas. Se ocorrer uma exposição a campos magnéticos variáveis, estes podem produzir pequenas correntes eléctricas que percorrem o corpo humano. No entanto, é estimado que estas sejam bastante menos intensas do que as produzidas naturalmente pelo cérebro, nervos ou coração. Por sua vez, os campos eléctricos podem produzir um ligeiro choque numa pessoa que se encontre muito próximo da fonte geradora do campo, quando esta toca num material condutor de electricidade.

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Estudos sobre potenciais efeitos de campos eléctricos e magnéticos Para se poder definir se a exposição prolongada a campos eléctricos e magnéticos tem efeitos negativos nos seres humanos são realizados diversos estudos. Dentro destes os mais importantes são os estudos epidemiológicos, em animais, estudos celulares e estudos clínicos. Estudos celulares e em animais: Estes tipos de estudos proporcionam factos que ajudam a determinar se um determinado agente, como a exposição a campos eléctricos e magnéticos, provoca doenças. Assim,

os

estudos

celulares

permitem-nos

aumentar

o

nosso

conhecimento sobre os mecanismos biológicos que provocam a doença. Por sua vez, as experiências em animais permitem observar os efeitos de um determinado agente (neste caso campos eléctricos e magnéticos) em determinas condições. Como nenhum destes estudos pode recriar a complexa natureza do organismo humano e do seu ambiente, é preciso cautela para concluir que um determinado agente tem ou não perigos para os seres humanos unicamente com base nestes testes. Estudos clínicos Nestes estudos os investigadores utilizam instrumentos sensíveis para monitorizarem a fisiologia humana durante a exposição a determinados agentes. Nos estudos clínicos sobre os efeitos dos campos eléctricos e magnéticos, os voluntários são expostos a campos mais intensos do que os que são normalmente são encontrados no dia-a-dia. Os investigadores medem posteriormente o ritmo cardíaco, a actividade cerebral, os níveis hormonais e outros factores a grupos expostos aos campos e a grupos que não foram expostos a fim de encontrarem diferenças resultantes da exposição.

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Estudos epidemiológicos Estes estudos analisam a distribuição de uma doença numa população, permitindo assim inferir os factores que condicionam ou não a ocorrência da doença. Assim, nos estudos epidemiológicos sobre a exposição a campos eléctricos e magnéticos são comparados grupos de pessoas que têm ou não uma doença, e se estiveram expostos ou não a campos eléctricos e magnéticos. Deste modo, é possível analisar se o risco de ter uma determinada doença é diferente entre os dois grupos. Se tal se verificar significa que os campos eléctricos e magnéticos influenciam o risco de contrair a doença. Por outro lado, se o risco for igual significa que a exposição a campos eléctricos e magnéticos não influencia o risco de ter a doença. No entanto, como nestes estudos não se controla a exposição aos campos (podendo as pessoas, por exemplo, ficar sujeitas a campos eléctricos e magnéticos durante períodos de tempo menores do que os considerados no estudo) nem se podem isolar as pessoas de outros factores que podem aumentar o risco de ter a doença, é necessário considerar vários factores de modo a aumentar a fealdade dos resultados obtidos no estudo epidemiológico. Resultados dos estudos sobre os efeitos dos campos eléctricos e magnéticos Apesar de se investigarem os efeitos da exposição a campos eléctricos e magnéticos há mais de 20 anos, ainda não existe uma resposta definitiva para se estes estão ou não relacionados com a incidência de leucemia infantil. Resultados provenientes de estudos epidemiológicos Os primeiros estudos epidemiológicos focavam-se em linhas de alta tensão próximas de habitações. Assim, as linhas de alta tensão eram sistematicamente medidas e classificadas de acordo com a sua capacidade de produzir campos eléctricos e magnéticos intensos, por sua vez as casas eram classificadas consoante a sua exposição aos campos (casas mais próximas das

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linhas eram expostas a campos mais elevados, e casas mais afastadas a campos menos intensos). Apesar de segundo estes primeiros estudos existir uma ligação entre as linhas de alta tensão que produziam campos magnéticos elevados e leucemia infantil, vários estudos mais recentes não encontraram qualquer evidência dessa ligação. Aliás, se combinarmos os dados provenientes de todos os estudos epidemiológicos podemos concluir que os cabos de alta tensão não têm qualquer ligação com um aumento da leucemia infantil. Com o intuito de averiguar se existe alguma relação entre a exposição a campos eléctricos e magnéticos e o aparecimento de cancros (especialmente a leucemia infantil) ou outra doença qualquer, os estudos epidemiológicos debruçam-se sobre a medição de campos magnéticos, uma vez que são estes que podem causar efeitos nocivos. Assim, foram realizados estudos em todo o mundo sobre a exposição a campos magnéticos e o aparecimento de leucemia infantil. A partir dos dados provenientes destes estudos foi assim possível concluir que existe uma pequena ligação entre a leucemia infantil e a exposição a campos magnéticos, no entanto esta ligação é tão pequena e o número de casos em que ela se verificou é tão ínfimo que é praticamente impossível provar com toda a certeza que ela existe. Estudos clínicos Através dos estudos clínicos foi possível inferir que a exposição a campos eléctricos e magnéticos provoca efeitos biológicos nos seres humanos. No entanto é preciso ter em conta que um efeito biológico é simplesmente uma alteração devida a uma resposta biológica. Por exemplo, quando as pupilas dos nossos olhos se contraem devido à luz trata-se de um efeito biológico. Assim estes efeitos podem ter ou não alguma influência na saúde humana. Um destes efeitos biológicos é por exemplo a alteração do ritmo cardíaco (cerca de 3 a 5 batimentos por minuto), no entanto, uma vez que a exposição cessa o ritmo volta à normalidade.

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Estudos celulares Nos últimos anos foram realizados vários estudos em laboratório com a finalidade de identificar possíveis efeitos resultantes da exposição a campos eléctricos e magnéticos. No geral, estes estudos têm sido inconclusivos uma vez que para serem aceites a nível científico, quando são repetidos sobre as mesmas condições têm de levar aos mesmos resultados. Isto raramente se verifica, pois quando um laboratório reporta um determinado efeito, outros laboratórios que repetem a mesma experiência não conseguem reproduzir o mesmo efeito. Estudos em animais Neste tipo de estudos, as cobaias (geralmente ratos) são expostas de forma contínua a campos eléctricos e magnéticos de forma contínua durante 2 ou mais anos, sendo testados posteriormente com o intuito de descobrir se têm cancro ou qualquer ou outra doença que possa ter sido provocada pela exposição aos campos. Segundo os resultados obtidos a exposição a campos electromagnéticos não provoca leucemia nem nenhum outro cancro, apesar de num pequeno número dos testes realizados as cobaias apresentarem cancro, no entanto, ao repetir-se os testes sob iguais condições as cobaias não apresentavam cancro, não tendo assim estes testes grande relevância científica. Quanto a outros efeitos que não sejam cancro, foram testados diferentes aspectos como o funcionamento do sistema imunitário, a reprodução, o comportamento ou mesmo defeito de nascimento e os resultados foram negativos para todos estes testes, demonstrando assim que segundo este tipo de testes não existe qualquer relação entre a exposição a campos eléctricos e magnéticos e qualquer um destes parâmetros. Também são realizados diversos estudos com a finalidade de determinar se a exposição a campos eléctricos e magnéticos pode provocar alterações no código genético de organismos vivos. Para tal foram feitos testes em bactérias, moscas da fruta e em ratos. Com base nos quase 100

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testes realizados é possível concluir que é muito pouco provável que ocorram alterações no ADN devido à exposição de campos eléctricos e magnéticos. Estabelecimento de limites para a exposição de campos eléctricos e magnéticos Quanto ao estabelecimento de limites para a exposição prolongada de campos eléctricos e magnéticos, como não existem provas suficientes que sustentem uma ligação entre a exposição aos campos e o aumento do risco de cancro ou qualquer outro efeito prejudicial para a saúde humana, os limites que se estabeleceram servem para evitar que se produzam efeitos como a criação de correntes eléctricas no corpo humano. No entanto, estas correntes só se produzem em campos muito mais intensos do que os que se encontram frequentemente em casa ou no trabalho. Isto pode ser observado através das seguintes tabelas sobre os limites que se encontram estabelecidos e algumas medições de campos eléctricos e magnéticos. ICNIRP Guidelines for EMF Exposure Exposure (60 Hz)

Electric field

Magnetic field

Occupational

8.3 kV/m

4.2 G (4,200 mG)

General Public

4.2 kV/m

0.833 G (833 mG)

International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) is an organization of 15,000 scientists from 40 nations who specialize in radiation protection. Source: ICNIRP, 1998.

ACGIH Occupational Threshold Limit Values for 60-Hz EMF Electric field

Magnetic field 10 G (10,000

Occupational exposure should not exceed

25KV/m

Prudence dictates the use of protective clothing above

15 kV/m

Exposure of workers with cardiac pacemakers should not

1 kV/m

mG) -

1 G (1,000 mG)

exceed Aormgaenriiczaanti oCn otnhfaetr enfaccei litoaft esG othvee rnemxcehnatnagl eI nodfu sttericahl niHcaylg iiennfiosrtms a(tAioCnG IaHb) ouist aw oprkroefre shseioanltahl protection. It is not a government regulatory agency. Source: ACGIH, 2001.

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EMF Measurements During a Workday ELF magnetic fields measured in mG Median Industry and occupation

for Range

for

occupation*

workers**

Electrical engineers

1.7

0.5–12.0

Construction electricians

3.1

1.6–12.1

TV repairers

4.3

0.6–8.6

Welders

9.5

1.4–66.1

Clerical workers without computers

0.5

0.2–2.0

Clerical workers with computers

1.2

0.5–4.5

Line workers

2.5

0.5–34.8

Electricians

5.4

0.8–34.0

Distribution substation operators

7.2

1.1–36.2

Workers off the job (home, travel, etc.)

0.9

0.3–3.7

Install, maintenance, & repair technicians

1.5

0.7–3.2

Central office technicians

2.1

0.5–8.2

Cable splicers

3.2

0.7–15.0

Assemblers

0.7

0.2–4.9

Machinists

1.9

0.6–27.6

Nurses

1.1

0.5–2.1

X-ray technicians

1.5

1.0–2.2

Construction machine operators

0.5

0.1–1.2

Motor vehicle drivers

1.1

0.4–2.7

School teachers

1.3

0.6–3.2

Auto mechanics

2.3

0.6–8.7

Retail Sales

2.3

1.0–5.5

Sheet metal workers

3.9

0.3–48.4

ELECTRICAL WORKERS IN VARIOUS INDUSTRIES

ELECTRIC UTILITIES

TELECOMMUNICATIONS

AUTO TRANSMISSION MANUFACTURE

HOSPITALS

SELECTED

OCCUPATIONS

FROM

ALL

ECONOMIC

SECTORS

27

90%

of

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Sewing machine operators

6.8

0.9–32.0

Forestry and logging jobs

7.6

0.6–95.5***

Source: National Institute for Occupational Safety and Health. ELF (extremely low frequency)—frequencies 3–3,000 Hz. * The median is the middle measurement in a sample arranged by size. These personal exposure measurements reflect the median magnitude of the magnetic field produced by the various EMF sources and the amount of time the worker spent in the fields. ** This range is between the 5th and 95th percentiles of the workday averages for an occupation. *** Chain saw engines produce strong magnetic fields that are not pure 60-Hz fields.

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Pode-se assim concluir que segundo os limites e estudos actuais não existe

perigo na exposição prolongada a campos magnéticos e eléctricos, uma vez que estes apresentam intensidades muito mais baixas que as consideradas perigosas.

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Anexos Equações de Maxwell A primeira das equações de Maxwell descreve o campo eléctrico que resulta de uma distribuição de carga (ró), sendo conhecida pela lei de gauss.

A segunda equação, conhecida pela lei de Ampère, descreve a relação entre fenómenos eléctricos e magnéticos. Esta afirma que a densidade de uma corrente j (de cargas em movimento) pode dar origem a campos magnéticos, de uma foma idêntica ao modo como as cargas estáticas dão origem a campos eléctricos.

A terceira equação é semelhante à primeira, com a diferença de que em lugar de um campo eléctrico temos um campo magnético e o segundo membro da equação é zero. Isto é uma consequência de não existirem cargas magnéticas, ou seja, pólos norte ou sul isolados. Deste modo, se partirmos um íman em forma de barra em dois, obtemos dois imanes em forma de barra, e assim sucessivamente

A última equação é conhecida por lei de Faraday e diz que um campo magnético variável dá origem a um campo eléctrico, que por sua vez coloca em movimento cargas que se encontram presentes nele. Essas cargas movem-se de forma a contrariar a variação do campo magnético através da geração dos seus próprios campos magnéticos.

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Sistemas de comunicação Em telecomunicação, um sistema de comunicações é um conjunto de redes de comunicação individuais, sistemas de transmissão, relay stations, tributary stations e data terminal equipment (DTE), geralmente capazes de interconexão e interoperação de modo a formarem um meio integrado. Os componentes de um sistema de comunicação funcionam de acordo com um objectivo comum, são tecnicamente compatíveis, usam procedimentos comuns e operam em uníssono. As telecomunicações são um método de comunicação. Existem também subsistemas de comunicação, que são unidades funcionais mais pequenas do que o sistema de comunicação em geral. Um subsistema de comunicação consiste, basicamente, num receptor, num tradutor de frequência e num transmissor.

Sistemas de comunicação móveis O funcionamento de um telemóvel é baseado numa comunicação em dois sentidos, entre o terminal portátil e a antena de estação base mais próxima, uma vez que ambos (telemóvel e estação base) são emissores e receptores de sinais em radiofrequência.



Funcionamento de uma ligação por telemóvel

Quando se efectua uma chamada através de um telemóvel, a informação é transmitida por radiofrequência até a estação base mais próxima.

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Cada antena de estação base cobre uma área, chamada célula, e, por este motivo, os telemóveis são, por vezes, chamados telefones celulares. A estação base está, por sua vez, ligada às estações base vizinhas e à linha de telefone fixo. A chamada é assim transferida, sem interrupção, até chegar ao seu destinatário. Por sua vez, a antena de estação base também emite informação por radiofrequência para o telemóvel que efectuou a chamada, a fim de que o utilizador possa receber as mensagens da pessoa para quem telefonou.



As pessoas e o sistema de comunicação por telemóvel

A explosão do número de consumidores desta tecnologia implica a instalação de um número crescente de antenas de estações base, sobretudo no meio urbano, no sentido de garantir uma cobertura óptima num ambiente rico em obstáculos físicos. Tal situação inquieta populações pois há cada vez mais antenas de estações base num ambiente próximo às urbanizações. Outro facto que inquieta as pessoas é a proximidade imediata entre antena do telefone e o crânio durante a conversação, pois

como esta é

colocada junto à cabeça durante a conversação constitui uma fonte de radiações para o cérebro do utilizador Por outro lado, enquanto a antena difunde energia em permanência, o telemóvel emite sinais, sobretudo quando está a ser utilizado durante períodos ilimitados.

32

GRUPO RED 

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As radiações emitidas pelas antenas

As radiações emitidas por uma antena de estação base não se propagam normalmente na vertical, mas quase horizontalmente, com ligeiro ângulo de inclinação, pelo que o feixe principal é inclinado para baixo, só atingindo o solo a uma distância que pode variar devido a vários parâmetros. O trajecto deste feixe de radiação constitui a zona onde a intensidade emitida pela antena é máxima. As exposições mais intensas não se situam, portanto, imediatamente abaixo da antena, mas sim a distâncias entre, aproximadamente, os 50 e os 200m. Para distâncias superiores, a intensidade de emissão volta a diminuir. Assim, conclui-se que a antena quase não emite radiações para a zona abaixo da qual está instalada, pelo que não é por se encontrar instalada no cimo de um prédio que os seus habitantes serão mais afectados, bem pelo contrário, pois no perímetro mais próximo da antena o sinal não chega com tanta intensidade. Mesmo no que respeita a antenas instaladas na fachada de edifícios, os seus diagramas de radiação estão orientados para o exterior, pelo que as pessoas presentes no interior dos edifícios não ficam expostas. Não podemos ainda esquecer o facto de as paredes e os telhados constituírem um obstáculo físico à propagação dos campos electromagnéticos, reduzindo-os no interior das habitações. Tal facto prova-se pelo melhor funcionamento dos telemóveis ao ar livre do que no interior de uma habitação. Deve-se considerar também que a densidade de potência radiada diminui muito rapidamente com a distância (mais concretamente, com o

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quadrado da distância), e dado que as antenas têm sido instaladas a uma grande altura, a potência radiada já se encontra bastante atenuada quando as ondas atingem o solo. NOTA: A potência radiada é apenas a necessária para garantir a cobertura de uma área desejada (podendo rondar os 60-70W), permitindo que se estabeleça a ligação. A distâncias de 30 metros, os níveis de exposição da população são inferiores a 5% em relação aos limites que estão considerados na Recomendação do Conselho. 

As radiações e os telemóveis

De acordo com estudos realizados, a intensidade máxima do campo eléctrico produzida junto à cabeça de um indivíduo que se encontre próximo de um telemóvel (durante a conversação) pode atingir cerca de 100 V/m, ao passo que a exposição da população a campo eléctrico proveniente de uma estação base é muito menor – A intensidade máxima pode ir até cerca de 5V/m, ou seja, 20 vezes menor. Assim sendo, podemos admitir então que a uma distância de 2,2cm de um telemóvel, os valores do campo eléctrico e do campo magnético são superiores em 50 a 100 vezes aos valores do campo eléctrico e do campo magnético medidos a uma distância de cerca de 50 metros de uma antena de estação base.

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Exemplos e factos 1. A utilização de um auricular, como afasta a cabeça do telemóvel durante a conversação é um acessório muito útil, pois apresenta características preventivas, uma vez que, nesta situação, a zona mais exposta do organismo humano será a que se encontrará mais próxima do telemóvel. 2. Tem sido sugerido que, nas crianças, a absorção de radiação é superior, não só porque a cabeça é mais pequena, mas também porque a radiação penetra com mais facilidade numa caixa craniana mais fina. Também não se pode esquecer que os adultos de hoje começaram a utilizar os telemóveis numa idade mais avançada, logo terão um tempo de exposição aos CEM (campos electromagnéticos) por eles gerados bastante inferior ao que terão a usar as crianças, uma vez que começaram a usá-los mais precocemente. Por estas razões, os pais deverão ponderar em relação aos potenciais riscos inerentes à intensa utilização de um telemóvel pelas crianças. 3. O facto de a potência radiada por uma antena de estação base ser tanto maior quanto maior for a zona de cobertura, designada por célula. Para que as zonas cobertas por cada antena de estação base sejam menores, maior terá se ser o número destas. Daqui se conclui que, para que a intensidade das radiações diminua, cada operador deverá instalar o maior número possível de antenas de estação base no território! Quanto mais densa for a rede de antenas de estação base montada pelos operadores, menor será a potência emitida por cada uma. Como se estará mais próximo de uma delas quando se pretende utilizar um

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telemóvel, mais facilmente o utilizador se ligará à rede. Por outro lado, o próprio telemóvel conseguirá, nessas circunstâncias, emitir com uma potência mais reduzida, o que será benéfico em termos da diminuição dos valores do campo electromagnético gerado em torno da cabeça do utilizador. Quando um telemóvel tem dificuldade em efectuar uma ligação, por se encontrar em más condições de recepção, aumenta automaticamente a sua potência de emissão para fazer face a esta situação, o que faz aumentar os valores da intensidade de radiação. É por esta razão que alguns “dispositivos milagrosos” à venda no mercado, referindo que diminuem as radiações (ex.: capas especiais),

não

oferecem

qualquer

credibilidade

e

não

estão

homologados por nenhuma entidade oficial ou acreditada. O que é mais grave é o facto de exercerem um efeito contrário, isto é, conduzem a um aumento da potência do telemóvel, já que constituem uma barreira física à propagação das suas ondas.

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Raios cósmicos Os raios cósmicos são partículas extremamente penetrantes, dotadas de alta energia, que se deslocam a velocidades próximas à da luz no espaço. Portanto, os “raios” cósmicos não são raios, mas partículas de átomos. Essas partículas ao penetrarem na Terra, colidem com os núcleos dos átomos da atmosfera, cerca de 10 mil metros acima da superfície do planeta, e dão origem a outras partículas, formando uma “chuva” de partículas com menos energia, os chamados “raios” cósmicos secundários. Qual a composição dos raios cósmicos? 90% de protões (núcleo do átomo de hidrogénio) 7% de partículas alfa (núcleo do átomo de Hélio) 1% de núcleos de Carbono, Nitrogénio e Oxigénio (no. atómico entre 68) 1% de electrões e positrões (antipartícula do electrão) 0,01% de raios gama (fotões de alta energia) 0,0001% de núcleos de elementos pesados Nota: A composição dos raios cósmicos primários reflecte, ainda que aproximadamente, a composição do Universo. A composição dos raios cósmicos solares é diferente e relacionada com a abundância relativa dos elementos no Sol. História Por volta de 1900, Charles T. R. Wilson, Julius Elster e Hans Geitel, notaram que a condutividade de ar contido num electroscópio de folhas de ouro permanecia constante, apesar de serem retirados iões por meio do campo eléctrico. Estudando o assunto, concluíram que algum agente desconhecido produzia constantemente novos iões. A princípio pensou-se que

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a ionização do ar fosse causada pela influência de matérias radioactivas. Sendo assim, a ionização deveria diminuir com o aumento de altitude. Entre 1911 a 1913, Victor F. Hess e Kolhörster, observaram que, à medida que um contador Geiger se afastava da superfície da Terra e dos isótopos radioactivos que nela ocorrem naturalmente, a contagem de radiação diminuía. Na Torre Eiffel, por exemplo, a contagem era inferior à da superfície. Para investigar esse fenómeno, ele foi levando os contadores a altitudes cada vez maiores, por meio de balões carregados de detectores de radiação. A partir de certa altura, ele verificou que a contagem de radiação aumentava fortemente e não poderia estar saindo da Terra, deveria vir de algum ponto do espaço. Hess concluiu, após as suas investigações, que a ionização observada era devido à acção de uma radiação desconhecida, altamente penetrante, proveniente do espaço. Deu, por isso, o nome de “raios cósmicos”, como são conhecidos até hoje e recebeu o Premio Nobel de Física em 1936 por sua descoberta. Observações sobre os Raios Cósmicos A princípio pensava-se que eram formados de fotões dotados de intensa energia, mas após estudos mais profundos chegou-se à conclusão que esse tipo de radiação era formado por partículas de natureza distinta: os raios primários e os raios cósmicos secundários. Os primários são formados na maior parte por protões, tendo também uma certa proporção de partículas e uma percentagem muito pequena de núcleos mais pesados. São esses que tem origem cósmica e viajam próximos da velocidade da luz, penetram nas altas camadas da atmosfera e chocam com os átomos de hidrogénio e oxigénio do ar, originando a radiação secundária que é formada quase exclusivamente de electrões. É a velocidade dessas partículas que lhes dá a habilidade de penetrar a matéria. Muitas partículas foram descobertas com a observação dos raios cósmicos. Os muões que foram vistos por Carl Anderson são muito parecidos

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com o electrão, só que mais pesados e com uma vida média curta. São partículas secundárias, formadas nas colisões com o ar ou com as paredes da câmara usada para detectá-las. De curta vida média, um muão transforma-se em um electrão e dois neutrinos. Os raios cósmicos são também responsáveis pela produção contínua de isótopos instáveis na atmosfera, tal como o carbono 14. Os raios cósmicos mantêm o nível de carbono 14 constante na atmosfera (70 toneladas) no mínimo há 100.000 anos. Este é um factor importante para as datações usadas na arqueologia. Origem Embora os raios cósmicos continuem a representar um enigma, já que as suas partículas são desviadas inúmeras vezes nas suas trajectórias pelos campos magnéticos do meio interestelar, perdendo toda indicação de onde partiram. É provável que grande parte dos raios cósmicos se origine de fonte extra-solar dentro da galáxia. Entretanto, o facto de alguns raios cósmicos possuírem energias extremamente elevadas fornece evidência de que pelo menos alguns possam ter origem extragaláctica. Se for possível descobrir como são gerados e de onde vêm os raios cósmicos e como as partículas são aceleradas, talvez os cientistas possam reproduzir o fenómeno em laboratório e descobrir segredos do universo que ainda não foram desvendados. As partículas que chegam à Terra com energia bilhões de vezes superiores à maior energia alcançada nos maiores aceleradores que existem, são fontes que têm auxiliado os físicos no conhecimento do átomo. Muitas partículas foram descobertas com a observação dos raios cósmicos, como todos os tipos de mesões conhecidos, por exemplo.

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A Importância das Pesquisas Os raios cósmicos possuem energia numa faixa que se estende de 109 a 1021 eV (electrão - volts). As partículas de baixa energia caem na Terra num fluxo frequente, mas as partículas de alta energia (“Zévatrons”) são raras e caem numa taxa de uma por quilómetro quadrado por ano ou, às vezes, por século. Foram montados várias estações com intuito de estudar estes raios. A rede de detecção de partículas no Japão, que cobre uma área de 100 quilómetros quadrados, tem capacidade para analisar no máximo uma partícula por ano (acima dos 1021eV) e somente 20 partículas com energia acima de 1020 eV foram detectadas. O Observatório Pierre Auger de Raios Cósmicos, um empreendimento científico internacional, foi criado com o objectivo principal de estudar a direcção de chegada e o espectro de energia dos raios cósmicos acima de 1019 eV em função da sua composição. O laboratório a céu aberto do Observatório Pierre Auger ocupa 3 mil quilómetros quadrados de uma área desértica da Argentina, onde estão espalhados 1.600 tanques detectores de superfície e 24 telescópios. Os tanques de alta tecnologia estão espalhados a uma distância de 1,5 km uns dos outros e contêm 12 toneladas de água com altíssimo grau de pureza, para evitar o crescimento de bactérias. Cada tanque está equipado com diversos dispositivos tecnológicos sofisticados: detectores ópticos de fluorescência, detectores de partículas e com GPS (sistema de posicionamento global) que funciona como um relógio de alta precisão, indicando, em bilionésimos de segundo, o tempo que a "chuva" de partículas leva para chegar à superfície. A comunicação entre os tanques é feita por meio de antenas de telefonia celular e as informações são transmitidas aos computadores conectados ao sistema. Uma das técnicas empregues nos detectores são baseadas no Efeito Cherenkov. O efeito é observado quando uma partícula ultra-energética

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(como as dos raios cósmicos) atravessa um meio transparente como a água e cria uma luz que se espalha na forma de um cone a partir do ponto onde as moléculas de água e a partícula chocam. Com o auxílio de tubos fotomultiplicadores, a luz gerada pode ser vista. Ampliando-se a área de detecção de raios cósmicos aumentam-se as oportunidades de se conhecer melhor a radiação cósmica. Será possível também compreender como se comporta o seu espectro. Uma estabilidade no espectro indica que a fonte se encontra num processo primordial do Universo. A falta de atenuação do espectro indica uma fonte próxima no tempo e no espaço. O estudo dos raios cósmicos gera uma grande quantidade de informações sobre a interacção nuclear das partículas de alta energia. Além disso, a investigação dos raios cósmicos é importante para o estudo de problemas cosmológicos e astrofísicos, tais como as propriedades das fontes dos raios cósmicos e do meio em que se propagam. Apesar dos aceleradores de partículas possuírem um papel importante na investigação das propriedades das partículas elementares, os raios cósmicos continuam a ser a única fonte de partículas de alt íssima energia.

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Efeitos na Saúde Os campos electromagnéticos externos, sejam estes naturais ou artificiais

(criados

pelo

Homem),

podem

afectar

os

processos

electrofisiológicos normais que ocorrem no nosso organismo. Existem dois tipos de radiações: ionizantes e não-ionizantes. As radiações ionizantes provocam a ruptura das ligações químicas das moléculas. A gama de frequências dos raios X insere-se nestas radiações. As radiações não-ionizantes, frequências

dos

onde

se

insere

telemóveis,

não

a

gama

têm

de

energia

suficiente para produzir iões mas podem causar outros efeitos biológicos. O primeiro desses efeitos a ser identificado foi o efeito térmico, que consiste na produção de calor. Actualmente estão a realizar-se estudos que revelam outras interacções, os efeitos não

térmicos. Além destes efeitos, também temos de considerar a possibilidade dos

campos electromagnéticos interferirem em equipamentos médicos, o que pode comprometer a saúde dos pacientes que utilizam estes aparelhos. Efeitos Térmicos

Os efeitos térmicos consistem num aumento da temperatura nos tecidos biológicos. Este aumento deve-se à energia das radiofrequências que é absorvida pela água contida nos tecidos do nosso corpo e depende, fundamentalmente, de dois factores: 

Intensidade da radiação que penetrou no interior dos tecidos;



Capacidade do organismo de regular a sua temperatura. Este último factor varia de organismo para organismo, tendo alguns

uma maior capacidade para reduzir/aumentar a temperatura do que outros. Quando a temperatura de um corpo começa a subir, esse aumento continuará até que o equilíbrio seja reposto pela capacidade do organismo. Isto é conseguido através da passagem do sangue nos vasos sanguíneos pelas várias

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partes do corpo, libertando calor para o exterior até voltar a temperatura normal. Mas este mecanismo de reposição da temperatura tem limites. A partir de uma determinada intensidade de radiação, o aumento de temperatura pode ser tão alto que o mecanismo não consegue compensar. Em situações em que o acréscimo de temperatura dos tecidos é superior a 1ºC, podem surgir efeitos biológicos adversos. Entre estes efeitos destaca-se as alterações

hematológicas,

reprodutivas

e

nas

funções

cerebrais

e

neuromusculares. Uma das zonas do corpo humano termicamente mais vulnerável são os olhos. Estes possuem uma irrigação sanguínea muito reduzida e, portanto, possuem uma menor capacidade de libertar o calor o que pode conduzir a formação de cataratas em situações de exposição muito intensa. Efeitos Não – Térmicos Há uma possibilidade de ocorrerem efeitos não térmicos no nosso corpo, resultantes da utilização de radiações de reduzida intensidade (menor que a que conduz ao aparecimento de efeitos térmicos). O organismo humano é sustentado por processos electroquímicos de extrema sensibilidade e de diversos tipos, sendo cada um deles caracterizado pela sua frequência específica. Algumas das frequências características do organismo humano encontram-se

próximas

das

frequências

utilizadas

nos

sistemas

de

comunicações móveis, por exemplo. Em consequência, muitas das actividades eléctricas e biológicas do organismo podem sofrer interferência, derivada das radiações utilizadas nas telecomunicações. No entanto, os efeitos não térmicos dependem sempre das características do indivíduo exposto, pelo que dois indivíduos expostos à mesma radiação podem ser afectados de forma diferente. É o caso das crianças, tendencialmente mais vulneráveis aos efeitos adversos na saúde do que os adultos. Os estudos científicos efectuados para avaliação dos efeitos não térmicos têm apresentado resultados controversos: 1. É difícil inferir para o ser humano os resultados obtidos em experiências com animais;

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2. Muitos estudos apontam no sentido da ausência de efeitos não térmicos adversos para a saúde, ao passo que outros apontam nesse sentido; 3. Os estudos efectuados têm a dificuldade de não poderem ser comparados com estudos em populações que não estejam expostas a estas radiações, dado que no momento presente a grande maioria da população se encontra exposta; 4. Os estudos efectuados são produzidos em condições experimentais, com níveis de radiação mais intensos aos que existem na realidade; 5. A maioria dos estudos realizados é efectuado essencialmente com base nas radiações emitidas por um telemóvel; Apesar destas dificuldades, numerosos estudos têm sido desenvolvidos e estão em curso, podendo agrupar-se nas seguintes áreas principais: a) Efeitos sobre a saúde em geral b) Efeitos sobre o feto c) Efeitos sobre a visão d) Efeitos cancerígenos e) Outros efeitos biológicos. Relativamente a estas áreas específicas, há a referir: a) Não está estabelecida qualquer relação entre a exposição a campos electromagnéticos

(CEM)

e

perturbações

como

cefaleias,

ansiedade,

depressão, náuseas ou cansaço – sintomas por vezes atribuídos àquela exposição; b) Não tem sido evidenciado qualquer aumento de risco entre esta exposição e a existência de problemas relacionados com a gravidez, designadamente: abortos espontâneos, malformações congénitas, diminuição do peso à nascença ou outros efeitos;

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c) Têm-se verificado casos de cataratas em trabalhadores expostos a níveis elevados de radiofrequências e microondas. Contudo, não há evidência de que estes efeitos ocorram perante os níveis de radiação a que a população em geral está exposta; d) No que se refere à possibilidade de estas radiações estarem associadas ao desenvolvimento de casos de cancro em seres humanos, a Organização Mundial de Saúde referiu que “de acordo com a informação científica actual, a exposição aos campos de radiofrequência, tais como os que estão associados aos telemóveis e estações de base não é susceptível de induzir ou produzir cancro.” e) Têm sido referidos efeitos psicológicos de curta duração, assim como alguma hipersensibilidade (reacções alérgicas e adversas), atribuídos a exposições a CEM. Face ao exposto, poder-se-á concluir que devem ser aguardados os resultados dos novos estudos científicos que estão a ser efectuados, sendo ponto assente que, não estando provada a associação causal entre a exposição a CEM e o aparecimento de algumas doenças, também não está provado o contrário.

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Notícias Português 'inventa' escudo magnético para naves Espaço. O jovem investigador Luís Gargaté, do Instituto Superior Técnico, testou a hipótese de utilizar um campo magnético e um plasma para produzir um escudo protector para naves espaciais. Em laboratório já é possível fazê-lo Minimagnestosferas podem tornar-se realidade Na série Star Trek, quando os raios cósmicos apertavam, o seráfico Spock activava o escudo protector da Entreprise e os tripulantes ficavam seguros. Da ficção à realidade, desenvolver o conceito tecnológico para produzir um escudo protector para naves a sério foi um dos objectivos do jovem investigador Luís Gargaté, do Instituto Superior Técnico. Juntamente com colegas do Rutherford Appleton Laboratory, em Inglaterra, Luís Gargaté já conseguiu mostrar a viabilidade do conceito. Em Rutherford foram feitas experiências à escala laboratorial, coroadas de sucesso. A equipa chama-lhes mini-magnestosferas, e funcionam. A descoberta foi publicada na Plasma Physics and Controled Fusion. Quando começou a trabalhar em plasmas, no Grupo de Lasers e Plasmas do Instituto Superior Técnico (IST), no último ano da licenciatura em Engenharia Física e Tecnológica, Luís Gargaté explorou a ideia de utilizar este estado da matéria como fonte de energia para lançar satélites - isso, entretanto, tornou-se possível. Agora, a acabar o doutoramento, o investigador de 27 anos olha para os plasmas de outra maneira. Estava-se em 2006 e um dia, em conversa com Robert Bingham, professor em Rutherford, surgiu a ideia. Porque não utilizar os plasmas, juntamente com um campo magnético, como escudo protector de satélites ou naves, como acontece com a própria Terra? "Aqui estamos protegidos das partículas altamente energéticas do vento solar e das estrelas, que podem ser mortais, pela magnetosfera da Terra, que as repele para o espaço", explica Luís Gargaté. As únicas missões tripuladas que até hoje foram além da magnetosfera terrestre foram as Apolo, que rumaram à Lua. "Foram missões curtas e sabe-se hoje que os astronautas tiveram muita sorte porque nunca houve episódios de radiação mais intensa a coincidir com

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as missões", conta o investigador do IST. Mas numa viagem tripulada a Marte, muito mais prolongada, o problema vai colocar-se. Para demonstrar o conceito das suas mini-magnetosferas (um campo magnético expandido por um plasma, que é por sua vez um campo de partículas com cargas eléctricas), Luís Gargaté teve que desenvolver um código de simulação que agora lhe permite fazer experiências virtuais, utilizando o supercomputador do Técnico (o mais potente do País). "Os nossos resultados são promissores e mostram a possibilidade de produzir campos magnéticos, que juntamente com um plasma, poderão alargar-se até um quilómetro". Pode não parecer nada de especial, mas esta é a primeira vez que se demonstra tal coisa. A ideia de criar bolhas magnéticas para proteger naves tem quase meio século, mas os cálculos feitos na altura apontavam para a necessidade de campos de protecção de cem quilómetros. Isso tornava a ideia impraticável e remeteu-a para a ficção científica. O passo agora dado por Luís Gargaté recoloca a hipótese no domínio do real. Um campo magnético de um quilómetro é eventualmente exequível no futuro, embora haja ainda muito trabalho pela frente. Retirado de: http://dn.sapo.pt/2008/11/15/ciencia/portugues_inventa_escudo_magnetico _p.html Alta tensão julgada em Sintra Os efeitos para a saúde provocados pelos campos electromagnéticos emitidos pela linha de muito alta tensão entre Fanhões e Trajouce dominaram ontem a primeira sessão do julgamento da acção interposta pela Junta de Freguesia de Monte Abraão contra a Redes Energéticas Nacionais (REN), no Tribunal Administrativo e Fiscal de Sintra, visando o encerramento da linha. Ouvido pelo tribunal, António Santos, engenheiro electrotécnico ao serviço da EDP que colocava postes de alta tensão, disse que “o problema é o tempo. Há pessoas que estão 24 horas em exposição a campos electromagnéticos”. Não

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conseguiu, porém, provar eventuais efeitos nefastos para a saúde. Foram também ouvidos três técnicos ao serviço da REN, os quais defenderam que as radiações não prejudicam a saúde. A moradora Maria Alves, primeira a prestar juramento, confirmou que só teve conhecimento dos postes quando estes já estavam a ser erguidos junto à Anta de Monte Abraão, telefonando de imediato para a junta de freguesia. J.S. retirado de: http://www.correiomanha.pt/noticia.aspx?contentid=002670533333-3333-3333-000000267053&channelid=00000010-0000-0000-0000000000000010

Europa quer controlar ressonâncias A Directiva 2004/40 sobre agentes físicos, cuja entrada em vigor está prevista para Abril de 2008, ameaça o futuro das ressonâncias magnéticas, uma tecnologia de diagnóstico médico das mais avançadas e de grande importância na detecção precoce em oncologia (cancros), doenças cardíacas e vascular cerebrais. Em

causa

está

a

definição

de

limites

à

exposição

dos

campos

electromagnéticos, por parte dos trabalhadores que trabalhem com estes aparelhos, e o estabelecimento de objectivos tão exigentes, tal como estão na directiva, que a maioria das unidades de radiologia será incapaz de os cumprir. Daí que, segundo alerta o „El Mundo‟ (jornal espanhol), “médicos [trabalham com equipamento], doentes e fabricantes uniram-se na exigência” de uma “medida excepcional”, que tanto passa por “uma moratória” como por alterações na redacção da directiva. Seja qual for a fórmula encontrada – moratória ou alterações ao texto original – o objectivo é impedir que uma tecnologia médica, que desde a sua invenção “revolucionou” o diagnóstico e tratamento do cancro, doenças cardíacas e vascular cerebrais, tenha o fim à vista. Como exemplo: um estudo feito no Reino Unido demonstrou que qualquer pessoa situada a cerca de um metro da máquina receberia mais

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radiofrequência do que os limites de segurança estabelecidos pela directiva. Nesse sentido, o presidente da Sociedade Espanhola de Radiologia, Fracisco Tardáguila, lembra que “desde há anos vários médicos e doentes pedem uma revisão, ou moratória, sobre o uso da radiofrequência para objectivos médicos”. De opinião semelhante, Raquel Soares, professora de Bioquímica na Faculdade de Medicina e Hospital de São João, no Porto, explicou ao CM que “a ressonância magnética é uma técnica de resolução muito boa e muito eficaz na

detecção

de

neoplasias

[tumores]

na

fase

inicial”.

Com seis anos de experiência em aparelhos de ressonância magnética no IPO do Porto, a professora considera que “a proibição das ressonâncias seria um enorme

retrocesso no

diagnóstico, sem que os riscos justifiquem”.

COMO FUNCIONA O DISPOSITIVO A ressonância magnética (RM) utiliza ondas de rádio e um poderoso campo magnético em vez de raios X para produzir imagens suficientemente claras e detalhadas dos órgãos e dos tecidos internos. NOVA DIRECTIVA EUROPEIA Qualquer pessoa que permaneça a uma distância de menos de um metro de um dispositivo de RM mesmo quando não esteja a ser utilizado pode exceder os limites de segurança consagrados na nova normativa. IMPACTO DOS NOVOS LIMITES DE EXPOSIÇÃO A RADIOFREQUÊNCIAS 1- Não poderiam entrar acompanhantes em provas de diagnóstico a menores, idosos fragilizados ou pessoas com distúrbios mentais e de comportamento, que requerem assistência. 2- Afectaria a permanência de anestesistas em procedimentos que requerem sedação. 3- Limitaria o uso em radiologia cirúrgica. 4- Atrasaria grandemente o seu desenvolvimento em novos campos de investigação. TECNOLOGIA MÉDICA REVOLUCIONÁRIA As ressonâncias magnéticas foram uma autêntica revolução no diagnóstico precoce e tratamento de cancros, doenças cardíacas e vascular cerebrais. Rui Arala Chaves com El Mundo

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retirado de: http://www.correiomanha.pt/noticia.aspx?contentid=002475583333-3333-3333-000000247558&channelid=00000163-0000-0000-0000000000000163 Depois de 130 anos, geladeiras poderão ter avanço tecnológico Redação do Site Inovação Tecnológica 11/03/2009 As geladeiras mais modernas não fazem tanto barulho quanto os modelos mais antigos, mas continuam funcionando com base no mesmo princípio de compressão de gases desde que foram inventadas por Carl von Linde, em 1875. Agora, graças a um trabalho feito nos Estados Unidos por pesquisadores chineses, a tecnologia de refrigeração poderá finalmente dar um salto tecnológico, tornando-se absolutamente silenciosa e gastando muito menos energia.

Esquema de funcionamento do princípio da refrigeração magnética.

[Imagem: NIST] Refrigeração magnética Os pesquisadores descobriram uma nova liga metálica que poderá resolver os problemas dos atuais materiais magnetocalóricos e finalmente realizar o sonho da refrigeração magnética. A refrigeração magnética utiliza materiais, chamados magnetocalóricos, que se aquecem quando expostos a um campo magnético. Depois que eles

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irradiam esse calor, resfriando-se, o campo magnético é removido e sua temperatura cai novamente, só que, desta vez, dramaticamente. Este efeito pode ser usado em um ciclo de refrigeração clássico e os cientistas já conseguiram alcançar temperaturas próximas do zero absoluto utilizando esta tecnologia. Liga magnetocalórica Contudo, dois fatores têm mantido a refrigeração magnética fora das geladeiras e dos aparelhos de ar condicionado domésticos: a maioria dos materiais magnetocalóricos que funcionam à temperatura ambiente usa gadolínio, um metal raro e incrivelmente caro, e o arsênico, uma toxina letal. A nova liga magnetocalórica agora descoberta pela equipe é composta por manganês, ferro, fósforo e germânio. Ela não só é o primeiro magnetocalórico que funciona à temperatura ambiente como também tem propriedades tão fortes que um sistema construído com ela pode competir em eficiência com os compressores tradicionais utilizados hoje na refrigeração. Alteração na estrutura cristalina Segundo os pesquisadores da Universidade Tecnológica de Pequim e do instituto norte-americano NIST, o desempenho incomparável da nova liga deve-se a uma alteração radical em sua estrutura cristalina, que acontece sob a ação do campo magnético. "Quando descobrirmos como fazer uma sintonia-fina desta modificação cristalina poderemos tornar a eficiência da liga ainda maior", diz o cristalógrafo Qing Huang. "Ainda estamos mexendo na composição e, se pudermos fazer com que ela se magnetize de maneira uniforme, seremos capazes de aumentar mais ainda a eficiência". Para conhecer outras pesquisas envolvendo refrigeração magnética, veja Geladeiras de estado sólido já surgem no horizonte e Brasil poderá fabricar refrigeradores magnéticos.

Bibliografia: Origin and tuning of the magnetocaloric effect for the magnetic refrigerant MnFe(P1-xGex)

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Danmin Liu, Ming Yue, Jiuxing Zhang, T. M. McQueen, Jeffrey W. Lynn, Xiaolu Wang, Ying Chen, Jiying Li, R. J. Cava, Xubo Liu, Zaven Altounian, Q. Huang Physical Review B 2009 Vol.: 79, 1 014435 DOI: 10.1103/PhysRevB.79.014435 Retirado de: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=refriger acao-magnetica-liga-magnetocalorica&id=010170090311

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Palestra O campo eléctrico e magnético no meio ambiente. No dia 21 de Outubro de 2008, o professor Augusto Barroso, a convite nosso, deu uma palestra sobre o tema "O campo eléctrico e magnético no meio ambiente" no auditório da nossa escola. Foram convidados todos os alunos do 12º ano de Área de Projecto, bem como alguns professores, para assistir à palestra. A seguir à palestra, a nossa turma juntamente com o professor Augusto Barroso e os restantes professores, participaram num lanche que teve lugar na biblioteca. De modo a partilharmos estes acontecimentos tirámos algumas fotos e fizemos um vídeo.

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Projecto Medea Introdução MEDEA é o nome de uma figura da mitologia Grega universalmente divulgada pela tragédia homónima, escrita por Eurípides (480 BC-406 BC). Contudo, no presente contexto é o acrónimo para designar um projecto, dinamizado pela SPF, que será realizado por alunos de várias escolas secundárias do País e que visa medir o campo eléctrico e magnético no meio ambiente. Objectivo O projecto MEDEA visa medir os campos eléctricos e magnéticos de muito baixa frequência (0 a 300 Hz) que são produzidos por qualquer equipamento ou circuito eléctrico. Em particular, os alunos vão ser encorajados a efectuar medições destes campos na escola, no seu ambiente doméstico e na vizinhança de linhas de transporte de energia eléctrica. Para além disso serão encorajados a procurar informação cientificamente credível sobre os eventuais efeitos destes campos na saúde humana. Implementação As escolas participantes no MEDEA recebem um medidor de campo eléctrico e magnético que devem usar durante o desenvolvimento do projecto. A SPF tem dez equipamentos de medida o que significa que o MEDEA será desenvolvido em simultâneo por dez escolas. A SPF disponibilizará toda a informação necessária à implementação do projecto MEDEA. Nomeadamente, existirá o acesso

a

um

site

que

permite

a

simulação

de

experiências

de

electromagnetismo, designado por “O Laboratório de Faraday”. Na página MEDEA existe um mapa de Portugal sobre o qual vão ser colocados os nomes das escolas participantes. A cada um desses nomes estará associada uma ligação para uma página, criada pelos alunos da respectiva escola, que deverá conter os resultados das suas medições e os seus comentários. À escola que realizar o melhor trabalho, de cada grupo de dez participantes no projecto, a

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SPF atribuirá um prémio. Esta apreciação será feita por um júri nomeado pela SPF. Coordenação Augusto Barroso Maria José Ribeiro Gomes

Agradecimento A SPF agradece o apoio da REN, Redes Energéticas Nacionais. Manual de Utilização( versão resumida)

SPECTRA

NF-5030:

Analisador

de

espectros

electromagnéticos

Esta descrição resumida serve apenas como uma primeira abordagem na utilização do equipamento para medidas simples. Para medições que envolvam operações mais complexas sugerimos a leitura do manual completo do equipamento.

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ÁREA DE PROJECTO 08/09

Funcionamento

O instrumento irá proceder a uma auto-calibração, que poderá demorar vários segundos. Este processo pode ser acompanhado observando o movimento de dois pixeis na parte superior do grafico de barras. Assim que a calibração estiver concluída poderá começar a medir campos magnéticos ou eléctricos.

comuns! Isto é: intensidade de campos magnéticos a 1D em Tesla (T) (auto-escala) na gama de frequência [45, 65] Hz.

mínimo e a tecla 2 para inserir o valor máximo, escolhendo com o botão das setas a escala (Hz, kHz ou MHz)

poderá escolher medir campos magnéticos variáveis (Mag) em três direcções diferentes (XY-Mag, YZ-Mag, ou ZX-Mag) ou eléctricos variáveis (E-Fld) Retirado do site: http://www.spf.pt/medea/ Assim, criámos um site de acordo com as especificações do projecto:



http://grupored.pt.to/

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ÁREA DE PROJECTO 08/09

Medições

Na escola

Lâmpada da escola

distância(cm)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

-

110

30

-

38

70

-

4,3

100

-

4

Intensidade do CE (V/m)

Campo eléctrico 120 100 80 60 40 20 0 0

50

100

Distância (cm)

57

150

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Máquina de café distância(cm)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

260

290

10

70

69

20

24

23

30

11

11

40

5

6

50

≈5

≈6

58

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Monitor NEC fino de um computador distância(cm)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

37

-

10

18

-

20

10

-

30

7,9

-

40

7

-

50

4,7

-

60

≈4,7

-

Intensidade do CM (μT)

Campo magnético 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0

20

40 Distância (cm)

59

60

80

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09 Transformador de energia (cantina) distância(cm)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

330

270

10

36

65

20

13

33

30

7

20

40

≈7

13

50

-

5

60

-

4,5

70

-

≈4,5

Intensidade do CM (μT)

Campo magnético 350 300 250 200 150 100 50 0 0

10

20

30

Distância (cm)

60

40

50

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Broad Range Wireless distância(cm)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

215

600

5

23

200

10

4

150

15

≈4

130

20

-

113

25

-

100

30

-

80

35

-

63

40

-

34

45

-

20

Em casa

61

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Máquina de secar roupa Campo eléctrico Não há alterações significativas

Campo magnético

Frigorífico Tecnozim

distância(cm)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

20

10

15

(não há alterações significativas)

20

10

30

4,5

40

≈4,5

Intensidade do CM (μT)

Campo magnético 25 20 15 10 5 0 0

10

20

30

Distância (cm)

62

40

50

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Televisão ligada (SONY) distância(cm)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

28

-

10

18

-

20

10

-

30

8

-

40

≈8

-

63

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09 Secador (resultados iguais com o aparelho ligado à corrente sem estar accionado e accionado) distância(cm)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

19

600

5

2,1

560

10

1,2

420

15

0,55

250

20

0,18

120

25

0,1

80

30

0,07

30

35

0,033

25

40

0,026

23

64

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Na rua

Antena Celware (telemóveis) Campo eléctrico Não há alterações significativas Campo magnético

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GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09 Antena Parabólica FCE distância à antena(cm)

campo magnético(pT)

campo eléctrico(V/m)

0

130

125

10

13

25

20

7

≈25

25

5

≈25

30

≈5

-

Intensidade do CM (pT)

Campo magnético 140 120 100 80 60 40 20 0 0

10

20

30

40

Distância (cm)

Intensidade do CE (V/m)

Campo eléctrico 140 120 100 80 60 40 20 0 0

10

20

Distância (cm)

66

30

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Antena distância à antena(cm)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

600

10

110

20

90

(não há alterações significativas)

30

60

40

47

50

35

60

6

70

5

Intensidade do CE (V/m)

Campo eléctrico 700 600 500 400 300 200 100 0 0

20

40 Distância (cm)

67

60

80

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

68

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Poste de alta tensão distância(m)

campo magnético(μT)

campo eléctrico(V/m)

0

-

422

5

-

244

10

-

236

15

-

230

20

-

226

25

-

53

30

-

17

Intensidade do CE (V/m)

Campo eléctrico 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0

10

20 Distância (m)

Conclusões

69

30

40

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Valores mais altos do campo eléctrico que encontrámos quando comparados com o limite para a exposição em casa: 12000 11000 10000

Limite de exposição: 9091 V/m

Campo eléctrico (V/m)

9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000

10 vezes abaixo do limite

0

Valores mais altos do campo eléctrico que encontrámos quando comparados com o limite para a exposição em locais públicos:

12000 11000 10000 Campo eléctrico (V/m)

9000 8000 7000 6000 5000

Limite de exposição: 4545 V/m

4000 3000 2000

5 vezes abaixo do limite

1000 0

70

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Valores mais altos do campo magnético que encontrámos quando comparados com o limite para a exposição em casa: 600

Limite de exposição: 454,54 μT

Campo magnético ( μT)

500

400

300

200

100

0

Valores mais altos do campo magnético que encontrámos quando comparados com o limite para a exposição em locais públicos:

600

Campo magnético ( μT)

500 400 300 200 100

Limite de exposição: 90,9 μT

0

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GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Nota: Utilizamos o limite de exposição para a frequência de valor 55 Hz uma vez que fizemos medições com o aparelho no intervalo de frequências [45 Hz – 65 Hz]. Aqui encontram-se os limites para outras frequências:

Limites do campo eléctrico para a exposição em casa

45 Hz

11111 V/m

55 Hz

9091 V/m

65 Hz

7692,3 V/m

Limites do campo eléctrico para a exposição em espaços públicos no geral

45 Hz

5555,56 V/m

55 Hz

4545,5 V/m

65 Hz

3846,15 V/m

Limites do campo magnético para a exposição em casa

45 Hz

555,56 μT

55 Hz

454,54 μT

65 Hz

385,62 μT

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GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Limites do campo magnético para a exposição em espaços públicos no geral

45 Hz

111,11 μT

55 Hz

90,9 μT

65 Hz

76,92 μT

Os limites presentes foram estipulados pela Comissão Internacional de Protecção contra as Radiações Não-Ionizantes (ICNIRP).

Assim, pela observação dos gráficos e pelas medições que fizemos, concluímos que: 

Quando estávamos a fazer medições verificamos que quando um objecto estava entre o aparelho e a fonte geradora dos campos, o campo eléctrico reduzia a intensidade enquanto o campo magnético pouco ou nada reduzia;



A extensão dos campos eléctrico e magnético normalmente é reduzida (excepto nos postes de alta tensão);



Os campos eléctrico e magnético dos electrodomésticos são menos extensos do que os dos postes de alta tensão, mas estamos expostos a uma maior intensidades destes campos por parte dos electrodomésticos pois no nosso dia-a-dia estamos perto destes;



Por serem de reduzida extensão, as pessoas nem sempre se encontram expostas a estes campos mesmo quando estão perto das fontes geradoras dos campos;



Os valores medidos de campo eléctrico e de campo magnético estiveram quase sempre abaixo dos limites e, quando não estiveram, havia sempre uma margem de distância da pessoa ao objecto (tendo

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GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

em conta que os únicos limites de exposição que vimos serem superados foram os limites para sítios públicos); 

O campo eléctrico mais intenso medido foi de 600 V/m e o limite deste campo para pessoas com pacemakers é de 1000 V/m, logo não apresentam um risco para estas pessoas;



A maior parte das notícias que alertam para os perigos dos campos eléctricos e magnéticos são sensacionalistas (algumas destas notícias podem ser vistas na secção das notícias do site);



Para as intensidades de campo eléctrico e magnético a que estivemos expostos, não devem existir efeitos imediatos nas pessoas, pois nem nós nem qualquer pessoa exposta a estes campos sofreu de tal efeitos momentâneos;



Não podemos afirmar que os campos eléctricos e magnéticos não causam efeitos nas pessoas a longo prazo, apenas podemos concluir que para exposições a curto prazo não existe qualquer perigo desde que os limites sejam respeitados.

74

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Inquéritos

1

Sim

Não

Total

94

7

101

1 - Costumas transportar o telemóvel num bolso ou numa mala que esteja sempre próxima do teu corpo?

2

Sim

Não 7%

Sim 93%

Sim

Não

Total

74

27

101

Não

2 – Costumas dormir com o telemóvel ou despertador próximo de ti? Não 27% Sim Não

Sim 73%

75

GRUPO RED

3

ÁREA DE PROJECTO 08/09 Sim

Não

Total

53

48

101

3 – Na tua opinião o uso do telemóvel regularmente é prejudicial à saúde?

Não 48%

4

Sim

Sim 52%

Não

1a2

3a5

6a8

mais

menos

Total

32

43

18

6

2

101

4 – Quantas horas por dia passas em frente ao computador/televisão?

6a8 18%

mais menos 2% 6%

1a2 32%

1a2 3a5 6a8 mais menos

3a5 42%

76

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09 Postes de ala tensão

5

72

Monitores Telemoveis 9

Total

20

101

5 – O que é que achas que emite mais radiação: postes de alta tensão, monitores ou telemóveis? Telemoveis 20% Monitores 9%

Postes de ala tensão Monitores

Postes de ala tensão 71%

6

Telemoveis

Sim

Não

Total

12

89

101

6 – Vives perto de postes de alta tensão? Sim 12% Sim Não

Não 88%

77

GRUPO RED

7

ÁREA DE PROJECTO 08/09 Sim

Não

Total

78

23

101

7 – Tens o hábito de usar auriculares para ouvir música ou outros fins? Não 23%

Sim Não

Sim 77%

9

Sim

Não

Total

41

60

101

9 – Achas que uma lâmpada apagada emite radiações electromagnéticas?

Sim 41%

Sim Não

Não 59%

78

GRUPO RED

10

ÁREA DE PROJECTO 08/09 Sim

Não

Talvez

Total

34

65

2

101

10 - Se fosse provado que usar telemovel provoca doenças graves, deixarias de o usar? Talvez 2%

Sim 34%

Sim Não Talvez

Não 64%

11

Sim

Não

Total

86

15

101

11 - Achas que uma TV em stand by emite radiações? Não 15% Sim Não

Sim 85%

79

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Conclusões Ao observarmos os resultados dos inquéritos, verificamos que mais de 90% dos inqueridos transporta consigo o telemóvel. No entanto, cerca de metade dos inqueridos acha que o telemóvel é prejudicial a saúde. Por outro lado, os inqueridos também admitem estar perto de outros aparelhos, ficando assim expostos a campos eléctricos e magnéticos no dia-adia. Apesar dos membros da comunidade escolar que responderam ao inquérito poderem pensar que o telemóvel é perigoso, mais de 80% respondeu que mesmo que fosse provado que causava doenças graves, não o deixariam de usar. Quanto à pergunta nº8, que era de resposta aberta, concluímos que pouca gente tem uma noção do que é uma radiação electromagnética no entanto não ficámos admirados porque achamos que é algo difícil de ser definido por uma pessoa que não esteja dentro do assunto. Com isto podemos concluir que o mais importante não é tentar sensibilizar as pessoas dos perigos mas sim evitar que elas estejam expostas a esses perigos.

80

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Bibliografia Grelha de sites utilizados URLs dos sítios Web/páginas visitados

http://www.drashirleydecampos.com.br /noticias/20097

Título do sítio Web

Temas abordados

Medicina Avançada Efeitos da Dra. Shirley de Radiação em Campos Seres Vivos

Efeitos na saúde http://www.dgs.pt/upload/membro.id/fic Sistemas de humana e heiros/i009078.pdf comunicação móveis Sistemas de comunicação móveis Sistemas de http://en.wikipedia.org/wiki/Communica Communications comunicação tions_system system móveis Noções de onda, de onda http://profs.ccems.pt/PauloPortugal/CH Radiações electromagné YMICA/REM/REM.html electromagnéticas tica e espectro magnético http://pt.shvoong.com/exactsciences/engineering/1828613fot%C3%A3o/

Fotão

http://193.136.221.5/item/docs/ABC_O EM.pdf

ABC_OEM

http://pt.wikipedia.org/wiki/Radia%C3 %A7%C3%B5es_electromagn%C3%A 9ticas

Radiação electromagnética Wikipedia, a encicolpédia livre

http://www.spf.pt/medea/

Projecto MEDEA :: Medição de Campos Eléctricos e Magnéticos no Meio Ambiente:

81

Noção de fotão

Autoria Observações Dra. Shirley de Campos

Nenhuma

Direcçã o Geral da Saúde

Alguma informação com imagens razoáveis.

Descon hecida

Está em inglês.

Escola Secund ária / 3º CEB da Batalha

Nenhuma

MIT

Pequeno artigo com linguagem acessível e objectiva

Carla Oliveira, Tudo um Carlos Bastante pouco acerca Fernand informação. das radiações es, Imagens electromagné Gonçalo bastante ticas. Carpinte boas. iro, Luís Correia Conceitos Alguns erros a gerais de nível de Descon radiações escrita mas hecida electrmagnéti informação cas bastante boa Projecto Medea

SPF

Nenhuma

GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Grelha de sites utilizados URLs dos sítios Web/páginas visitados

Título do sítio Web

Temas abordados

Autoria Observações

As equações de http://pt.wikipedia.org/wiki/Equa%C3% axwell - Wikipédia, a A7%C3%B5es_de_Maxwell enciclopédia livre

Maxwell e as suas equações

Descon hecida

Nenhuma

http://www.ime.unicamp.br/~vaz/maxw ell.htm

As Equações de Maxwell

Descon hecida

Nenhuma

As Equações de Maxwell

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GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Conclusões Ficámos satisfeitos por termos conseguido explorar os conteúdos de forma mais aprofundada e de termos obtido novos conhecimentos sobre um tema bastante controverso nos dias de hoje. Assim, conseguimos conjugar isso tudo a fim de criar um trabalho acessível a qualquer pessoa que esteja interessada pelo tema. Por outro lado, e por estarmos inscritos no projecto MEDEA, tomámos a iniciativa de investigar os efeitos nocivos que as radiações e os campos eléctricos e magnéticos possam ter no ser humano e partilhar as nossas conclusões com a comunidade escolar, através do nosso trabalho, bem como qualquer outra pessoa, através do nosso site. Também foi bastante importante ao longo do nosso percurso, as medições que realizámos com o aparelho que nos foi cedido pela SPF, pois estas ajudaram-nos a chegar a conclusões importantes sobre os campos eléctricos e magnéticos que também temos o gosto de partilhar neste trabalho. Esperamos

que

este

trabalho

ajude

e

transmita

informações

importantes para qualquer pessoa que precise e, por isso, iremos divulgar este trabalho o melhor que pudermos e colocá-lo a disposição de todos.

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GRUPO RED

ÁREA DE PROJECTO 08/09

Agradecimentos Participantes no Projecto Monit; SPF; Professor Doutor Augusto Barroso; Professora Fernanda Riflet.

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