Revista Nuntiare

Ondas Eletromagnéticas: você não as vê mas elas estão em todo lugar

Há 130 anos, Hertz comprovou a existência dessas ondas e impulsionou a inovação tecnológica na sociedade

Não é possível vê-las a olho nu, mas estão presentes no cotidiano das pessoas, seja nos sinais de rádio e TV, em exames de raio x, nos sinais de internet e, inclusive, na luz. Elas são as ondas eletromagnéticas.

É no século XIX que o físico e matemático James C. Maxwell demonstra que uma carga elétrica dá origem a campos magnéticos que, por sua vez, produzem campos elétricos. É a interação entre tais campos que originam as ondas eletromagnéticas.

O professor doutor em Física da Universidade Estadual de Ponta Grossa, Rubén Estrada, explica que o físico baseou-se nas leis de Faraday, Ampère, Coulomb e Gauss para criar as quatro “equações de Maxwell”. As fórmulas propostas por Maxwell permitiram a 

previsão da existência das ondas eletromagnéticas, comprovadas apenas nove anos mais tarde pelo físico alemão Henrich Hertz, há exatamente 130 anos. “Maxwell teorizou, Hertz experimentou e comprovou”, diz Estrada.

As ondas eletromagnéticas não precisam de meio material e se propagam no vácuo a todo momento, sendo resultado da movimentação da carga elétrica que surge da agitação dos átomos que estão na formação de todos os corpos. A partir da descoberta de Maxwell e posterior comprovação por Hertz, a comprovação do eletromagnetismo significaram grande avanço para a sociedade, principalmente com relação às telecomunicações e radiofusão.

As ondas eletromagnéticas e a comunicação

Além de repórteres e apresentadores, nos bastidores de uma empresa televisiva há também uma equipe de engenheiros elétricos que trabalham com o objetivo de sempre manter o sinal funcionando, sem interrupções. Em Ponta Grossa, o engenheiro elétrico Fábio Habinoski e o tecnólogo em telecomunicações Dyons Félix trabalham em uma emissora local e dispõem de geradores de energia, um nobreak gigante e um estrutura com antenas e pára-raios preparados para enfrentar tempestades.

Segundo os profissionais, os maiores desafios enfrentados por eles atualmente são a falta de eletricidade e as variações climáticas. “O  raio ou a interrupção de energia elétrica vai interromper a transmissão, o raio é uma descarga de energia muito grande que cai na antena e por isso precisamos ter um sistema de proteção de descargas elétricas que evitem os danos e suporte essa grande descarga de energia” explica Félix.

Antena de transmissão de sinal de TV, em PG. Esse tipo de antena capta e transmite ondas de radiofrequência. Foto: Gabrieli Oliveira

Veja o local de trabalho dos engenheiros:

Computador para controle. Através do microfone informações são trocadas ao vivo. Foto: Gabrieli Oliveira
Equipamento de transmissão do sinal digital aqui em Ponta Grossa. Foto: Gabrieli Oliveira
Tubos de resfriamento das máquinas, Através dele é controlado o volume de água que resfria o equipamento. Foto: Gabrieli Oliveira
Nobreak gigante que auxilia caso aconteça uma falta de energia elétrica. Foto: Gabrieli Oliveira

As ondas eletromagnéticas são fundamentais em todo o processo de transmissão dos sinais de TV e rádio. Livre de fios, devido ao fato se propagarem até mesmo no vácuo, o sinal de TV, por exemplo, chega em todas as casas que possuem um receptor adequado. O engenheiro Fábio Habinoski explica como funciona o processo, desde a captação até a chegada da imagem nos aparelhos televisivos da cidade.

Os dados foram transformados em infográfico para melhor compreensão:

Arte: Ana Luisa Vaghetti

Contribuição das ondas eletromagnéticas na Física

Na Física, o trabalho de Hertz e Maxwell possibilitou a caracterização de materiais a partir do espectro eletromagnético, o que possibilita inúmeras pesquisas e experimentos na área. Um deles é o da doutoranda pelo Instituto de Física em São Carlos, Adriane Consuelo Leal, que estuda ressonância magnética nuclear (RMN) aplicada à informação quântica

Espectro eletromagnético. Fonte: Toda Matéria

A partir do espectro eletromagnético, Adriane consegue identificar os elementos químicos presentes em cada molécula, ou seja, como é formada, através da observação do núcleo, verificando a frequência de cada elemento ao ser submetido a uma onda de radiofrequência pelo espectro. “Aplica-se uma radiação, e as moléculas ganham uma energia e naturalmente libera-se um ruído. Então observamos esse ruído por meio do espectro e notamos quais as frequências que elas estão vibrando”, explica a doutoranda.

O trabalho da doutoranda tem por objetivo ajudar nos protocolos de informações quânticas e na simulação quântica. Durante o mestrado na UEPG, em Física, Adriane fez uma pesquisa teórica propondo um protocolo de RMN com base no jogo quântico Batalha dos Sexos; no doutorado, ela está aplicando o que formulou teoricamente em sua pesquisa de mestrado.

Veja como é o laboratória de Física da UEPG:

A frequência é o que diferencia uma onda eletromagnética de outra; como se fosse a sua identidade. Os cientistas utilizam o espectrômetro como base para então conseguir a definição de determinada substância. Quanto maior a frequência da onda, ou seja, quanto 

mais oscilações em um determinado período de tempo, maior energia é liberada e, como consequência, é também mais perigoso para o ser humano, porque “quanto maior a oscilação há mais radiação e isso pode alterar as células do corpo humano, o que é prejudicial”, de acordo com Estrada.

As sete ondas eletromagnéticas. Arte: Ana Luisa Vaghetti

O professor doutor em física Rubén Estrada e a doutoranda Adriane Consuelo Leal estudam ressonância magnética nuclear (RMN), ou seja, dedicam-se ao estudo do núcleo, mas sem alteração em sua estrutura - como é feito para a produção de energia nuclear. Os pesquisadores submetem as substâncias que estudam a uma determinada radiação e observam como as células do núcleo se comportam. Sendo assim, não há risco de ondas eletromagnéticas malignas ao corpo humano serem liberadas com esse tipo de pesquisa.

A pesquisa mais recente e importante para a Física envolvendo as ondas eletromagnéticas resultou na descoberta da chamada “partícula de Deus”, por Bóson de Higgs. “Acredita-se que foi a partir dela que se originaram as outras partes fundamentais da matéria. Tal partícula só é produzida em altas energias, como no fenômeno do Big Bang. A teoria foi formuladas por volta de 1960, mas somente há três anos pôde ser comprovada”, conta Rubén.

Inibidores das ondas eletromagnéticas

Segundo o professor Rubén, uma vez que uma onda é gerada, ela será necessariamente captada por outras fontes. Porém, há alguns fatores que podem inibir as ondas de chegarem ao seu destino, como o clima. Uma tempestade pode afetar a propagação das ondas eletromagnéticas, porque as nuvens são compostas por moléculas de água que se agitam e formam campos elétricos que, por sua vez, produzem campos magnéticos, e isso acaba por criar ondas eletromagnéticas. Assim, outras ondas de celulares, televisores e rádios podem acabar se misturando com as que estão sendo liberadas pelas nuvens e cria um bloqueio.

Outra curiosidade é com relação ao alumínio, que não deixa os raios entrarem ou saírem. É o que acontece quando o sinal do celular é interrompido ao entrar em um elevador por exemplo, dando forma a um fenômeno conhecido como blindagem eletrostática. Isso acontece porque as ondas eletromagnéticas ficam distribuídas na superfície do papel alumínio. Quanto maior a energia da onda eletromagnética, maior precisa ser a camada de metal. “As ondas gama por exemplo só podem ser contidas por paredes grossas de chumbo”, explica Adriane Leal

Reportagem:

Andressa Zaffalon Fabri
Gabrieli Kapp de Oliveira

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