Fontes emissoras de radiação não ionizante

Na natureza estamos expostos a radiação eletromagnética (REM) independente de qualquer intervenção humana. Essa radiação é proveniente de fontes ditas naturais. Existem, também, as fontes que foram produzidas a partir da ação do homem, que são chamadas de artificiais.

Fontes Naturais

Na Terra temos a presença de campos eletromagnéticos (CEM) originados de fontes naturais que irradiam ondas eletromagnéticas (OEM). A própria Terra funciona como se fosse um grande imã, gerando um campo magnético natural, que faz as bússolas funcionarem. As nuvens carregadas criam campos elétricos intensos, originando as descargas atmosféricas (raios). Os raios geram OEM, que atingem residências, pessoas, redes de comunicação e equipamentos eletro-eletrônicos. Outra fonte natural de REM é o fenômeno da aurora boreal, que é originado “por cargas elétricas induzidas nas camadas superiores da atmosfera”, que pode provocar interferência em aparelhos eletrônicos.

A principal fonte natural de REM é o Sol. Essa radiação é formada pelas reações nucleares no centro do Sol e lançada no espaço, sendo que cerca de 51% destas atingem a superfície da Terra após serem filtradas pela atmosfera. Essa radiação está, principalmente, na faixa do infravermelho e da luz visível, conforme mostrado abaixo:

PORCENTAGEM DA RADIAÇÃO EMITIDA PELO SOL
Radiação/Porcentagem (%)
Infravermelho (IF) /51,2
Luz visível / 40,1
Ultravioleta (UV) / 8,7

Fontes Artificiais

As fontes artificiais de REM não-ionizante são aquelas desenvolvidas pelo homem. Essas fontes podem ser divididas em intencionais e não-intencionais. As fontes artificiais intencionais são aquelas que geram e transmitem OEM para proporcionar o funcionamento dos sistemas de comunicação através de antenas, como rádio, televisão, celulares e radares. As fontes não intencionais irradiam OEM geradas pelo seu funcionamento, mas que não necessitam destas para funcionarem, como os equipamentos elétricos e eletrônicos de uso industrial ou comercial.

As fontes não intencionais, dado a facilidade de transmissão de OEM entre pontos distantes, sem a existência de meios físicos materiais, são muito utilizadas nos sistemas de comunicação, se caracterizando na principal fonte artificial de REM. No Brasil são cerca de 60 milhões de usuários de telefonia celular e o serviço continua em expansão. Isso, quer dizer que mais fontes artificiais deverão ser construídas e se somarão ao universo das que se encontram em operação.

Tipos de radiação eletromagnética

A descoberta de ondas eletromagnéticas e sua possibilidade de transmissão no espaço entre pontos distantes, sem a necessidade de meios físicos para a comunicação, abriu caminho para uma revolução na tecnologia das telecomunicações à distância. O crescimento da utilização das ondas de rádio como meio de comunicação, culminaram com a criação das estações de rádio AM e FM, televisão e sistemas de comunicação civis e militares. E a partir da compactação de circuitos e produção de baterias de pequeno porte, mas com grande capacidade de carga, veio a telefonia móvel celular.

A radiação eletromagnética é classificada de acordo com o valor da freqüência na qual se propagam as ondas eletromagnéticas. Na figura abaixo, é mostrado o espectro eletromagnético, ordenado por freqüência e por aplicações. Cada faixa de freqüência indica diferentes tipos de radiação. Assim, a REM emitida em alta freqüência é chama de ionizante, em baixa freqüência é dita não-ionizante.

Outra forma de definir os tipos de radiação é pela quantidade de energia que transportam. Se os níveis de energia forem altos, acima de 10 elétron-volts, diz-se radiação ionizante, se forem baixos, abaixo de 10 elétron-volts, serão consideradas não-ionizantes. O valor de 10 elétron-volts é a energia necessária para retirar um elétron de sua órbita no átomo e provocar mudanças na matéria atingida.

Radiação ionizante

A radiação é dita ionizante quando transporta energia suficiente para provocar rupturas de ligações químicas no átomo, alterando o seu estado físico e fazendo com que este fique carregado eletricamente, ou seja, ionizado. É o que ocorre na faixa de freqüência dos raios X e raios gama, que operam acima de 30 GHz.

Os efeitos nocivos causados à saúde humana pela REM ionizante são bem conhecidos pela ciência e por grande parte da população. A exposição a esses raios em doses excessivas, provoca alterações na estrutura do DNA das células, causando mutação genética, câncer cerebral e linfático.

Radiação não-ionizante

A radiação não-ionizante é aquela cuja energia não é suficiente para retirar elétrons dos átomos, provocando apenas a sua excitação e levando os elétrons para camadas mais externas, sem serem ejetados. A REM não-ionizante não é capaz de provocar ionização nos átomos, entretanto, seu principal efeito é térmico, pois, provoca o aquecimento dos tecidos pela energia absorvida. Esse efeito não provoca necessariamente riscos à saúde, pois, a pele humana aquece ao receber os raios solares, que é um efeito biológico, entretanto, os riscos de queimaduras só ocorrerão se os limites de exposição solar não forem obedecidos.

As radiações não-ionizantes estão na faixa abaixo do ultravioleta, conforme se observa no espectro eletromagnético da figura. São utilizadas nos sistemas de comunicação, tais como rádio, TV, telefonia celular e radar. Essa REM, além de provocar o aumento de temperatura dos tecidos (efeito térmico), “podem provocar alguns efeitos não térmicos tais como polarização ou vibração das moléculas ou células constituintes dos tecidos”.

O que é poluição eletromagnética?

O uso de aparelhos eletrônicos com finalidade doméstica, militar, industrial, para aplicações médicas e a expansão do sistema de telefonia celular, juntamente com as antenas de rádio AM, FM e TV, emitem ondas eletromagnéticas (OEM) e uma energia irradiante não ionizante chamada de radiação eletromagnética (REM).

As ondas eletromagnéticas são “constituídas de campos elétricos e magnéticos e que usualmente são geradas em circuitos especiais chamados de osciladores”. Essas ondas transportam energia decorrente da combinação desses campos (elétricos e magnéticos), chamada de REM. Essa radiação consiste na propagação de campos eletromagnéticos no espaço.

A REM é classificada de acordo com o valor da freqüência na qual se propagam as OEM. Essa radiação somada aos campos eletromagnéticos que naturalmente recebemos, principalmente proveniente do Sol, aumentam os seus níveis no meio ambiente e tem levado pesquisadores a estudar os seus efeitos sobre o ambiente e principalmente sobre o ser humano.

O aumento dessas fontes que emitem radiação eletromagnética, leva a exposição de uma parcela significativa da população, constituída pelas pessoas que residem próximas às fontes e alguns grupos ocupacionais, que recebem uma exposição em níveis significativos.

A Lei de Política Nacional do Meio Ambiente define poluição como “a degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente:
a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
c) afetem desfavoravelmente a biota;
d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos”.

No caso específico da REM não ionizante, há o lançamento de energia eletromagnética no ambiente, através de fontes artificiais. Portanto, qualquer modificação nas qualidades físicas, químicas ou biológicas do meio ambiente podem implicar em degradação. Embora essas fontes possam não estar em desacordo com os padrões estabelecidos pelas normas da ANATEL, não significa que não há poluição. Se a energia eletromagnética artificialmente induzida, pelas atividades na faixa da radiofreqüência, for suficientemente intensa para ocasionar danos à saúde humana ou à qualidade dos recursos ambientais, teremos uma atividade impactante e potencialmente poluidora. Nesse caso, há uma atividade interferindo negativamente no meio natural, ocasionando poluição eletromagnética (PEM). A PEM designa a influência danosa de campos eletromagnéticos e da REM sobre o corpo humano e o meio ambiente, acima dos padrões estabelecidos como toleráveis pela Organização Mundial de Saúde (OMS).

Preocupada com o assunto a OMS, em colaboração com outras instituições internacionais, tem patrocinado debates e pesquisas para melhor esclarecer o problema e indicar métodos de prevenção. Com esse propósito é que foi criada a Comissão Internacional de Proteção às Radiações Não Ionizantes (ICNIRP), para orientar os debates na comunidade científica internacional.

A ICNIRP através de sua publicação “Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying Electric, magnetic and Electromagnetic Fields (up to 300 GHz), Health Physics Vol. 74, Nº 4, pp 494-522, 1988”, estabeleceu limites para exposição do público em geral à REM. Esses limites foram adotados por vários países. Outros estabeleceram limites próprios. Nos Estados Unidos, os valores adotados de densidade de potência para exposição da população, na faixa da telefonia celular, foram fixados acima dos valores da ICNIRP. No Canadá, os valores são idênticos aos adotados nos Estados Unidos. A Itália adotou um valor de densidade de potência correspondente a 40 vezes menor àquele adotado pela ICNIP, em função da controvérsia sobre os efeitos não-térmicos da radiação eletromagnética. A Austrália e a Nova Zelândia adotaram os valores da ICNIRP. A Suíça estabeleceu o valor limite 106 vezes menor à da ICNIRP.

No Brasil, em função da falta de legislação federal em fixar limites de exposição humana a campos eletromagnéticos, a Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL) em 1999, adotou como referência provisória para avaliação da exposição humana o estudo da ICNIRP.

Poluição eletromagnética - PEM

Desde 2002, venho realizando trabalho de pesquisa sobre poluição eletromagnética – PEM. Esse trabalho ganhou corpo, em 2004, por ocasião da conclusão do curso de especialização em Gestão Ambiental. Na oportunidade, havia a exigência do trabalho de conclusão de curso, para recebimento do título. Foi, então, que utilizei todo o material que dispunha, na época, e realizei o trabalho que se denominou “POLUIÇÃO ELETROMAGNÉTICA NA ÁREA URBANA DE MACAPÁ-AP: UMA PROPOSTA PARA SUBSIDIAR POLÍTICAS PÚBLICAS DE GESTÃO AMBIENTAL”.

Esse trabalho foi orientado pelo Dr. Alan Cunha e teve um papel importante: foi o primeiro trabalho científico a tratar da preocupação da proliferação das antenas de rádio, TV e celular, na área urbana de Macapá e a sugerir medidas para a gestão desse problema ambiental. Na ocasião, foram mapeadas todas as antenas emissoras de radiofreqüência e sua distribuição espacial nesta cidade.

Para melhorar a compreensão do problema, a poluição eletromagnética designa o excesso de radiação eletromagnética (REM), provenientes de aparelhos elétricos, eletrônicos, transmissão de energia elétrica, torres de alta tensão, antenas de rádio, TV e celular e outros, no ambiente, acima dos valores estabelecidos como toleráveis pela Organização Mundial de Saúde.

A preocupação com o aumento da REM no ambiente, tem levado cientistas e pesquisadores a estudarem sobre os possíveis efeitos adversos no ser humano e em equipamentos. O principal efeito biológico produzido sobre o ser humano é o aumento da temperatura corporal. Além disso, provocam interferência no funcionamento de equipamentos, como se pode observar quando um aparelho de celular toca próximo do monitor do computador, ou é usado no interior de um avião.

Em várias cidades a emissão de REM de fontes artificiais vem aumentando nos últimos anos e uma parcela da população que vive nas adjacências dessas fontes pode estar recebendo uma exposição significativa. Daí, a necessidade de se mapear todas as estações emissoras de radiofreqüência, identificar pontos prováveis de maior incidência que configurem PEM e estabelecer medidas que possam operacionalizar a gestão ambiental em todo o processo de concessão, instalação e funcionamento das antenas.

Portanto, como se trata de tema que apresenta relevante interesse público, nos próximos textos, vamos detalhar os principais aspectos relacionados com a poluição eletromagnética, na seguinte ordem:
1. Definição:
2. Tipos de radiação eletromagnética

3. Principais fontes emissoras
4. Efeitos da REM
5. PEM nas cidades
6. Normas e regulamentos técnicos
7. Gestão ambiental da PEM
8. PEM em Macapá
9. Propostas

Garrafa de água sobre o medidor de energia elétrica reduz o consumo?

Você já deve ter visto alguns imóveis com garrafas plásticas de refrigerante, dessas do tipo péti, com dois litros de capacidade, cheias d’água, sobre a caixa de proteção do medidor de energia elétrica. A cena é curiosa, mas em algumas localidades, as casas que não têm, passaram a ser exceção. Em geral, o morador recebe a indicação de algum parente ou vizinho, que garantem que há redução do consumo de energia e por conseqüência, economia no pagamento da fatura mensal. Mas, será que isso realmente funciona? Qual o fundamento científico para justificar tal redução?

A Companhia Paulista de Força e Luz - CPFL, em seu site http://www.cpfl.com.br/cpflnasescolas/faleconosco.asp, afirma que é mentira (nesses termos) e alerta que o consumidor poderá ter um prejuízo, caso haja vazamento para dentro da caixa do medidor, o que pode causar um curto-circuito. Entretanto, não faz qualquer referência a algum experimento realizado para negar a funcionalidade desse artifício.

A experiência mais contundente, de caráter científico, foi realizada pelos estudantes de Física e Engenharia Elétrica da PUC-RS. Eles ligaram dois contadores de energia, que eram alimentados pela rede elétrica convencional doméstica (127 V), com carga fixa e mediram a energia consumida sem as garrafas d’água por perto, por um período de dois meses. Nos cinco meses posteriores, os contadores permaneceram nas mesmas posições, com a mesma carga do evento anterior, mas desta vez, num deles, foram colocadas quatro garrafas d’água e novamente foi medida a energia consumida.

O resultado do experimento mostrou que não houve qualquer alteração da energia consumida nas duas situações, não deixando qualquer dúvida, de que a colocação das garrafas de água sobre o medidor de energia não produz qualquer efeito físico que justifique a crença popular.

E o que dizer das pessoas que afirmam que sua conta mensal de energia diminuiu? A idéia mais razoável é a de que, a presença das garrafas sobre o medidor, num lugar visível do imóvel, atue como um fator psicológico de motivação para o morador, levando-o a lembrar da necessidade de economizar energia elétrica e resultar na redução do consumo. Portanto, presume-se que o efeito é, meramente, de caráter psicológico e não físico, para validar essa hipótese.

Por outro lado, não é demais lembrar, que burlar a aferição do medidor de energia é crime capitulado no Código Penal, art. 155, parágrafo 3º, conhecido como “furto de energia”. Portanto, a regra para economizar energia é desligar lâmpadas de aposentos não utilizados e o uso mais racional de aparelhos eletrodomésticos de grande consumo.

O fundamento físico da imponderabilidade

A propósito do texto postado no dia 6 de março, com o título “A globo flutuou na maionese”, fui indagado sobre o fundamento físico que justificaria a sensação de ausência de peso na imponderabilidade. Optei por não fazer qualquer referência matemática no texto, para que pudesse atingir ao público em geral e ser o mais didático possível.

Entretanto, creio que seja importante discutir esse aspecto, por mais maçante que possa parecer. Afinal, é assim que se desperta o gosto pela ciência, a partir da curiosidade e da busca do seu fundamento científico. Ademais, guardada a devida proporção, é dessa forma que a ciência tem evoluído ao longo da história, buscando uma descrição matemática dos fenômenos que estão ocorrendo na natureza.

Dessa forma, passemos a análise matemática da imponderabilidade. Quando o avião mergulha em queda livre com uma pessoa no seu interior, temos a seguinte situação: o avião mergulha com acelerações cada vez maiores, pois, a velocidade está aumentando. Agora, imaginemos que a Glória Maria, no interior do avião, estivesse sobre uma balança fixada no piso do avião. Então, ambas estariam em queda livre com o avião.

Em uma situação normal, quando uma pessoa sobe numa balança, exercerá sobre ela uma força, chamada Peso (P) e a balança exerce sobre a pessoa uma força, chamada Normal (N), que tem mesma intensidade, direção e sentido contrário à força peso. Esse acontecimento está previsto na 3ª. lei de Newton, conhecida como princípio da ação e reação.

As forças que estão agindo sobre a Glória Maria são: peso (sentido de cima para baixo) e força normal (de baixo para cima). Utilizando a 2ª. lei de Newton para descrever esse movimento, teríamos:

P+N=m.a, onde m é a massa da Glória Maria

A aceleração de queda é a aceleração da gravidade e considerando como positivo o sentido “para cima”, temos, em módulo:

a=-g

Assim, a equação acima fica:

m.(-g)+N=m.(-g)

N=0

Esse valor encontrado (N=0) demonstra que a indicação da balança será 0 kg. Ou seja, nessa situação a Glória Maria não exerce qualquer força sobre a balança, evidenciando que, nem ao menos, se encontra sobre ela. Estaria flutuando, como relatou. Veja que a gravidade não é zero, contrariando o que foi mostrado na matéria.

Fora do limite

Responda rápido, sem titubear: a placa acima indica o limite de velocidade permitido para o local? Então, acompanhe o texto e tire suas conclusões.

A sinalização de trânsito é regulada por lei e está devidamente descrita no Código de Trânsito Brasileiro. Sua finalidade é facilitar e regular as regras de circulação nas vias públicas, estabelecendo direitos e deveres aos condutores de veículos e pedestres.

A responsabilidade pela sinalização das vias é da entidade de trânsito com circunscrição sobre ela, que deverá colocá-la em condições e posição que a tornem perfeitamente visível e legível, compatível com a segurança no trânsito. No caso de inobservância, responderá pela sua colocação insuficiente ou incorreta.

Apesar da exigência e rigor da legislação, não é incomum encontrar placas de trânsito, não só colocadas de forma inadequada, como também, fora das especificações. E tem uma placa em particular, que mais tem sido encontrada com erro grave. Mas, que, por outro lado, pouco é percebido.

Trata-se da placa de regulamentação que limita a velocidade máxima dos veículos nas vias. Ela, dentro das especificações técnicas reguladas no CTB, apresenta formato circular, fundo branco, orla vermelha, símbolo e letras pretos. A placa mostrada na foto acima está fora dos padrões técnicos, pois, apesar do formato circular, está inserida em outra placa retangular, não prevista na legislação. Inclusive a inscrição “velocidade permitida”.

Entretanto, apesar da inovação no formato da placa, o erro mais grave está na inscrição da unidade de medida de velocidade. Esta é uma grandeza física que mede a rapidez com que um objeto se move ao longo do tempo. Sua unidade padrão de medida, no Sistema Internacional, é m/s (metros por segundo), porém, a unidade mais usual é km/h (quilômetros por hora). Então, pode-se verificar que a unidade colocada na placa está tecnicamente errada, não indica velocidade, apenas a medida de uma distância.

O detalhe não é tão simples. Na Física, para se descrever corretamente uma grandeza, é necessário, no mínimo, a definição de seu módulo, que é o valor numérico acompanhado da respectiva unidade de medida. Caso a unidade seja apresentada de forma inadequada, aquela medida não representará a grandeza desejada e, portanto, estará errada. A comparação pode ser feita quando se deseja comprar 15 laranjas e o feirante lhe dá 15 maçãs, ou seja, a quantidade é a mesma, mas representam frutas (grandezas) diferentes.

Então, fique mais atento. Este fato é mais corriqueiro do se imagina. Caso, encontre outras placas, dê uma aula de física para o órgão de trânsito, para que providencie a mudança.

Aqui vale a deixa: se o órgão de trânsito estivesse precisando de nota, em física, para passar de ano, com essa placa, estaria, pelo menos, em recuperação, com grandes chances de ficar reprovado.

A globo "flutuou" na maionese

No domingo (25/02/2007) a Rede Globo apresentou, no programa “Fantástico”, uma matéria intitulada “Glória Maria na NASA” (pode ser lida no sitio http://fantastico.globo.com/Jornalismo/Fantastico/0,,AA1468844-4005-643619-0-25022007,00.html), onde a repórter participa de um vôo usado para treinamento de astronautas da agência espacial americana e experimenta a sensação de flutuar. O problema é que nessa reportagem a jornalista afirma que vai “fazer a experiência de voar em gravidade zero...”. Para simular essa situação, a NASA usa avião que sobe até certa altitude e depois “despenca” em queda livre por cerca de 30 segundos. Durante esse tempo, as pessoas ali dentro, têm a sensação de estar flutuando, como se realmente a gravidade fosse zero.

Entretanto, o fenômeno físico ali ocorrido chama-se de imponderabilidade e não ocorre em gravidade zero, como cita a reportagem. O que ocorre é apenas a sensação ilusória de gravidade zero e de se sentir sem peso; até porque na simulação o avião encontrava-se próximo da terra, onde a gravidade tem praticamente o mesmo valor que na sua superfície de 9,8 metros por segundo ao quadrado.

Outro equívoco é que a matéria afirma que “só existe uma maneira de viver essa sensação: a bordo de um avião especial que faz mergulhos em queda livre...”. No entanto, ao final da reportagem, a Glória Maria afirma: “Sabe quando a gente desce num elevador, bem rápido? Aqui é parecido, só que muito mais forte”. Ora, então, não há só uma maneira de se obter a sensação referida. E mais, pode-se obter a mesma sensação com o elevador subindo só que sendo desacelerado.

Percebe-se, ainda, que a leganda da fotografia acima, afirma que "GLÓRIA MARIA ENTRA EM ÓRBITA", dando a impressão que a simulação ocorreu no espaço, o que conforme se disse acima, tal experiência deu-se nas próximidades da superfície do solo.

Da próxima vez, tomara que a Globo seja mais didática e menos contraditória. É importante, a mídia fazer divulgação científica para despertar o gosto pela ciência em nossos estudantes, mas que procure primar pela consistência científica em detrimento do sensacionalismo.