Por que o bico do avião Concorde é móvel?

O bico baixa para que o piloto possa ver a pista na hora do pouso. O Concorde é um avião supersônico – voa a 2.150 quilômetros por hora, 921 a mais que o som. Um dos motivos dessa ligeireza é sua forma: para reduzir o atrito com o ar, o bico é bem mais comprido e afiado do que o dos aviões a jato comuns. Só que, no pouso, ele atrapalha a visibilidade. “Por isso, pelo menos 10 minutos antes de tocar o chão, a parte dianteira avião começa a baixar”, conta o engenheiro aeronáutico Dawilson Lucato, da Universidade de São Paulo, em São Carlos. Mas nem todo aviões supersônicos têm o bico flexível. O bico do caça Mirage é fixo e o piloto só vê a pista pela lateral. Tem de contar com os instrumentos de voo e com sua habilidade para chegar bem ao chão.

Revista Super, março de 1999.

Como funciona um detector de mentiras?

O que habitualmente se chama de 'detector de mentiras' é, na verdade, um polígrafo. O polígrafo é um aparelho que registra simultaneamente diversas respostas psicofisiológicas, tais como pressão arterial, batimento cardíaco, fluxo e ritmo respiratório, condutividade da pele, temperatura corporal, microvariações da onda global (tremores vocais) e etc. Teoricamente, o polígrafo, ao registrar alterações provocadas pelo sistema nervoso simpático (ou seja, não passíveis de controle voluntários), seria capaz de verificar se a pessoa submetida ao exame está mentindo. O pressuposto é que o sujeito, ao mentir, sofreria modificações em alguns dos parâmetros aferidos pelo aparelho.

Na avaliação, e examinador faz algumas perguntas de controle, ou seja, perguntas cujas respostas são necessariamente verdadeiras, de modo a calibrar o sistema para uma posição 'neutra'. Na teoria, se alguma pergunta de interesse tem uma resposta que provoque alterações importantes nos parâmetros medidos pelo polígrafo (isto é, se a resposta se desvia da posição 'neutra'), então é porque o examinador deve está mentindo.

A validade dos testes com polígrafos, no entanto, é bastante controversa. O fato é que não é certo que todas as pessoas reajam da mesma forma ao mentir. Alguns criminosos psicopatas, por exemplo, não apresentam variações significativas ao mentir (é mesmo possível que, em algumas perturbações mentais, o doente nem tenha consciência de que está mentindo). Além disso, sabe-se que um treinamento adequado permite que a pessoa simule respostas psicofisiológicas 'estressadas' mesmo quando fala a verdade, o que desorienta totalmente a avaliação. Diz a lenda que alguns agentes secretos são assim treinados, de modo a poderem mentir caso sejam capsulados. Por causa das suas limitações, o 'detector de mentiras' é empregado com muita cautela. Nos Estados Unidos, onde é mais usado, só tem valor indicial, não podendo ser usado como prova.

Fonte: Ricardo Molina de Figueiredo - Instituto de Pesquisa em Som, Imagem e Texto, Faculdade de Ciências médicas, Universidade Estadual de Campinas (SP).

Revista Ciência Hoje, outubro de 2009.

Todas as camadas da Terra giram com mesma velocidade?

Não. A parte que fica no centro é mais rápida. Com a rotação do planeta, as camadas giram todas juntas, menos o núcleo interno. Por estar boiando no núcleo externo, que é líquido, ele dá uma aceleradinha os cientistas já sabiam que o eixo de rotação do núcleo não coincide exatamente com o da Terra. Há um desvio de mais ou menos 10 graus. No final do ano passado, dois pesquisadores americanos da Universidade de Colúmbia, em Nova York, perceberam que, além da inclinação, o eixo do núcleo também se desloca 1,1 graus por ano, girando em torno do eixo da Terra. Se o núcleo interno girasse juntinho com o restante do planeta, um eixo não mudaria de posição com relação ao outro. “Isso era previsto por simulações de computador”, diz o geofísico Ronald Cohen, do Instituto Carnegie de Washington, nos Estados Unidos. “Mas a comprovação do fato surpreendeu muita gente.”

Super Interessante, setembro 1997.

O aparelho de microondas é eficaz para a esterilização de alimentos? E os processos com raios gama ou ultravioleta?

O aparelho de microondas não é eficaz para esterilizar alimentos. Esse equipamento apenas os aquece. A esterilização é a redução de microorganismos a níveis baixíssimos, o que deve ser feito por empresas especializadas, pois é necessário um controle rigoroso da temperatura e da pressão. A esterilização precisa ser conduzida com bastante rigor, pois, se malfeita, pode causar problemas a saúde. Uma seringa mal esterilizada, por exemplo, pode levar á morte.

É preciso diferenciar esterilização de diminuição de micro-organismos com o objetivo de preservar alimentos por mais tempo. A esterilização é um passo além de simplesmente cozinhar ou diminuir a carga microbiana: é garantir que a possibilidade de o micro-organismo sobreviver seja muito baixa. Na verdade, a maior parte dos alimentos que comemos não é esterilizada, mas apenas submetida a mecanismos para reduzir a qualidade de microorganismos e frear sua reprodução, como a preservação em geladeira, a secagem e a salga.

A radiação gama pode ser utilizada para esterilizar alimentos, mas ainda não é empregada comercialmente no país. Em geral, essa tecnologia é mais usada para reduzir os microorganismos, e aumentar o tempo de vida dos alimentos nas prateleiras dos mercados. O caso mais usual é a irradiação de temperos.

Os raios ultravioletas também podem ser usados para conter a proliferação de microorganismos, mas sua penetração é limitada, não vai além da superfície onde incidem. Esse processo também não é utilizado comercialmente no Brasil para esterilizar alimentos.

Susy Sabato. Centro de Tecnologia da radiação, Instituto de pesquisas energéticas e nucleares, comissão nacional de energia nuclear (SP).

Revista Ciência Hoje, outubro de 2009.

Como se constrói uma câmara escura (caixa ou local onde a única entrada de luz é um pequeno buraco)? Qual deve ser o tamanho do furo que inverte a imagem nesse tipo de câmera? Como ocorre a inversão?

Pode-se montar um câmara escura com uma caixa de sapato, com um furo em um dos lados. Depois retira-se parte do lado oposto da caixa e coloca-se papel manteiga. Para ver a imagem invertida é preciso que a caixa esteja em um lugar escuro (ou que o observador use um pano preto sobre a cabeça). “Quando um objeto bem iluminado é colocado na frente da câmara, sua imagem é projetada invertida no fundo da caixa”, conta o físico Mikiya Muramatsu, da Universidade de São Paulo. Um feixe de luz é formado por pequenos raios. O topo do objeto iluminado emite vários desses raios, mas apenas um deles, que sai do objeto inclinado com determinado ângulo, consegue passar pelo buraco. Os outros são barrados pela parede da câmara. Como a luz anda em linha reta, e não faz curva (a não ser em condições muito especiais), um raio que sai inclinado do topo da vela ira atingir a parte de baixo da caixa. Com isso, a imagem que se forma é invertida. O furo deve ter cerca de meio milímetro. Se for maior, deixa que mais de um raio correspondente a cada ponto do objeto atinja a parede e a imagem fica borrada. Se o orifício for muito pequeno, os raios vão sofre um desvio ao esbarrar na sua borda, diminuindo o contraste.

Super Interessante, Novembro de 1994.

Por que um avião leva o mesmo tempo para contornar a Terra no sentido leste-oeste e oeste-leste, independente do movimento do movimento de rotação da Terra?

Porque, para ele, é como se esse movimento não existisse. Tudo o que está na Terra ou logo acima dela, inclusive o ar, gira com a mesma velocidade de rotação. Caso fosse possível o avião subir verticalmente e permanecer suspenso no ar, ele manteria, por inércia, uma velocidade igual à de rotação – isto é, ficaria no mesmo lugar. Quando são acionadas as turbinas, o avião recebe uma força que faz com que ele adquira uma determinada velocidade, responsável pelo seu deslocamento, independente do movimento de rotação.

Super Interessante, Abril de 1991.

Qual a diferença entre o sistema NTSC usado pelos televisores americanos e o PAL-M usado no Brasil?

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A diferença está na forma de transmitir cores. A imagem filmada por uma câmera é composto de várias linhas (no caso da televisão brasileira, 525), que são depois transformadas em ondas eletromagnéticas e enviadas para as casas. Essas ondas que não são coloridas (nem podem ser vistas) "carregam" as informações sobre as cores que deverão aparecer na tela da TV. Pelo sistema NTSC (abreviação para National Television System Committee), a cor que a onda carrega é exatamente a que aparece na TV. Mas como as ondas esbarram em prédios e montanhas, muitas vezes sofrem distorções. "O que era uma cor vermelha pode aparecer alaranjada na tela", diz o engenheiro eletrônico Edson Pacheco, da Philips do Brasil. Por isso, é preciso que haja no aparelho um botão de ajuste para corrigir erros.

No caso do sistema PAL-M (abreviação para Phase Alternation Line, com o M indicando que a freqüência é de 60Hz), usa-se um artifício para corrigir as distorções ainda durante a transmissão. As ondas não carregam as mesmas cores que serão projetadas na tela. Se o objetivo for um boneco vermelho, as ondas correspondentes á primeira linha da imagem carregarão informações sobre o vermelho. Mas as ondas correspondentes á segunda linha terão informações sobre o verde, que é a cor oposta (complementar) ao vermelho. A próxima linha será vermelha, a outra verde, sucessivamente. Quando a onda correspondente à primeira linha sofrer um erro, a da segunda linha também sofrerá. Só que, como as cores que elas carregam são opostas, os erros também serão opostos e eliminarão um ao outro. Ao chegar à televisão, o aparelho automaticamente converte os sinais em cores normais.

Revista Super interessante, fevereiro de 1996.

Como se formou o Universo?

Deixando de lado o criacionismo e todas as narrativas religiosas sobre a criação do universo, a teoria mais aceita é a do Big Bang. Há cerca de 14 bilhões de anos, toda a matéria e energia do universo estavam concentradas num único ponto extremamente pequeno, quente e denso. “Aliás, dizer que era um ponto pode dar a impressão errada de que havia alguma coisa em volta, quando na verdade o ‘ponto’ era tudo o que existia ”, afirma o cosmólogo Mário Novello, pesquisador do CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas).

Aparentemente, flutuações minúsculas dentro dessa região espalharam seu conteúdo por todas as direções com violência inimaginável – é o que se costuma chamar de Big Bang, a “explosão” que, de acordo com a maior parte dos físicos, gerou a matéria, a energia, o tempo e o espaço. Não haveria sentido falar em “antes” do Big Bang. A primeira expansão teria sido a mais violenta – o que os cientistas chamam de “universo inflacionário” – uma bolha que cresceu rapidamente, definindo as “fronteiras” daquilo que existe. “Não haveria sequer sentido em falar do que está fora dessa bolha – seria o inobservável, o além”, diz Novello.

Pouco a pouco, depois da primeira inflação, o conteúdo absurdamente energético da expansão começou a formar os primeiros núcleos atômicos leves, de elementos como o hidrogênio e o hélio. O primeiro bilhão de anos do universo presenciou o surgimento das galáxias. Com as primeiras supernovas, a formação de elementos atômicos mais pesados – como carbono e ferro – plantou as sementes para o surgimento do Sistema Solar e da vida aqui na Terra.

Há quem aponte problemas nessa visão aparentemente simples da criação. Se o Big Bang foi realmente o início de tudo, uma região com temperatura infinita e densidade infinita, então as leis da física não se aplicariam a ele – o que é uma inconsistência, porque elas deveriam valer para qualquer momento do universo. É por isso que pesquisadores como Novello sugerem que o Big Bang seja parte de um ciclo, e não o real começo de tudo – mas as duas hipóteses, obviamente, ainda precisam ser provadas.

Super, setembro de 2003.

Por que os planetas são redondos?

Pode parecer estranho, mas uma das razões para que planetas sejam globos é a mesma que explica por que bolhas de sabão são redondas: um conceito conhecido como “energia mínima”. A esfera é a mais estável de todas as formas geométricas encontradas na natureza e, por isso, as partículas necessitam da menor quantidade de energia para chegar a esse formato.

Mas o que torna a esfera tão estável? “Ela é a única figura onde todos os pontos da superfície estão à mesma distância do núcleo”, diz o astrônomo Ronaldo Mourão, do Museu de Astronomia do Rio de Janeiro. Para os planetas, isso é imprescindível. Como são corpos com uma quantidade enorme de massa, eles têm um campo gravitacional fortíssimo, que suga tudo para o seu centro. Assim, o formato esférico é a única maneira de garantir que o que está na superfície não seja sugado para o centro do planeta pela força da gravidade.

Os planetas, no entanto, não são esferas perfeitas. A distorção no formato original acontece por causa do movimento de rotação, que os achata um pouco perto dos pólos.

Revista Superinteressante.

Por que assoprar esfria a sopa?

Porque o sopro empurra para longe o ar quente e úmido que paira sobre a superfície da sopa e o substitui por gases mais frios e secos. Isso facilita o escape do calor do prato. O fenômeno é o mesmo em sopas, molhos ou mesmo uma xícara de chá. “Para o físico, a sopa se comporta como a água – o que simplifica o problema”, afirma o autor francês Hervé This no livro Um Cientista na Cozinha (Editora Ática). Quando aquecidas, as moléculas de água se movimentam muito rápido. Com tanta energia, algumas conseguem romper a tensão superficial do líquido e escapam na forma de vapor. O ar logo acima da superfície também está aquecido, com as moléculas de nitrogênio, oxigênio e outros gases movendo-se em um ziguezague frenético. O vapor que emana da sopa encontra esse “fogo cruzado” e o choque com outras moléculas devolve grande parte dele para o líquido. Após várias colisões, a temperatura da superfície se equilibra com a do ar logo acima dela.

Com o sopro, o vapor não encara essa resistência e é mandado para longe antes que possa voltar à sopa. Como as moléculas que se tornam vapor são jas mais carregadas de energia, sobram no líquido aquelas menos energizadas – em outras palavras, mais frias.

Revista Superinteressante.

Como a chapinha alisa os cabelos?

Calor é a chave do alisamento por chapinha. A temperatura, que varia de 50 a 160 graus dependendo do modelo, provoca alterações físicas e químicas na estrutura capilar. “O calor desidrata, amolece e alonga temporariamente as células mortas e solidificadas de queratina, proteína que compõe o cabelo”, afirma a dermatologista Shirlei Borelli, de São Paulo. “Derretidos”, os fios podem ser moldados ao gosto da freguesa. Ao passarem pela chapinha, cuja área de contato é lisa e plana, eles ficam achatados e esticados. Se a chapinha também dá brilho ao cabelo, é porque ela atua na cutícula, camada de escamas que reveste os fios. Essas escamas são mais abertas e irregulares nos fios ondulados e crespos. Com o estiramento da queratina pela chapa quente, elas se fecham e formam uma película uniforme em torno do fio, refletindo a luz com mais intensidade. Mas os efeitos da chapinha duram pouco tempo. “Quando o cabelo é reidratado durante a lavagem ou mesmo pela transpiração, sua estrutura se normaliza e ele retoma o aspecto natural”, afirma a farmacêutica Neise Avelar, da indústria cosmética Dermage, do Rio de Janeiro. Além disso, recorrer com freqüência à chapinha danifica os fios. Aí, haja creme restaurador.

Revista Superinteressante.

O que são buracos negros?

São corpos tão maciços e densos que sua ação gravitacional é capaz de engolir tudo, até a luz – daí o nome tenebroso. Eles são formados pelo colapso de estrelas de massa muito grande. “O buraco negro que existe no centro da nossa galáxia tem cerca de 3 milhões de massas solares, concentradas numa região da ordem do Sistema Solar”, diz George Matsas, do IFT (Instituto de Física Teórica) da Unesp.

Dá para perceber que essa é uma das características-chave de um buraco negro: a concentração de matéria numa área muito pequena. É isso que dá a esses objetos sua incrível potência gravitacional, tão forte que, para muitos físicos, o objeto distorceria o tecido do espaço e do tempo a ponto de abrir um buraco nele. Toda forma de matéria ou energia que ultrapassasse o chamado horizonte de eventos (a zona vizinha ao buraco negro, onde sua força gravitacional não é contrabalançada por influências externas) ficaria presa além dele para sempre. Ou será que não? “Classicamente, nada escapa do horizonte de eventos”, afirma Matsas.

EMISSÃO DE RADIAÇÃO

No entanto, há pesquisadores como Stephen Hawking que, ao incluir elementos da mecânica quântica (para a qual até o vazio pode produzir partículas “virtuais”) no estudo dos buracos negros, sugere que ele poderia emitir radiação, sem que seja possível determinar se ela vem de dentro ou de fora dele.

Por enquanto, as únicas maneiras de detectar esses corpos supermaciços não envolvem a hipotética radiação Hawking, mas o efeito gravitacional que eles têm sobre estrelas próximas (por exemplo, nos sistemas binários, em que uma estrela e um buraco negro orbitam juntos um centro de gravidade entre eles) ou a emissão dos raios X que vêm do chamado disco de acreção – o halo de matéria e energia que circunda o buraco negro e vai sendo lentamente engolido por ele. “Há várias evidências fortíssimas desse tipo”, afirma Matsas.

Super, setembro de 2003.

Como se mede um pico?

Na última medição feita dos picos brasileiros, na década de 60, o instrumento usado foi o barômetro, que calcula a pressão atmosférica (quanto maior a altitude, menor a pressão). Considerado muito impreciso, o método foi deixado de lado este ano. E o resultado é uma revolução nas altitudes que os livros de geografia anunciam.

O responsável pelas mudanças é o projeto Pontos Culminantes, desenvolvido pelo IBGE, em parceria com IME (Instituto Militar de Engenharia). O projeto está refazendo as medições dos principais picos brasileiros e os números são surpreendentes. A última expedição atravessou a selva amazônica para medir o pico da Neblina e descobriu que a maior montanha do Brasil é 20 metros menor do que se pensava. Passou de 3014 metros para exatos 2 993,78. “Hoje, usamos equipamentos de GPS (Sistema de Posicionamento Global) que são muito precisos”, diz Carlos Alberto Corrêa e Castro Jr, engenheiro cartógrafo e idealizador do projeto.

Quatro picos brasileiros – Neblina, 31 de Março, Pedra da Mina e Agulhas Negras – já tiveram a altitude alterada. Agora serão feitas expedições a montanhas que nunca foram medidas, o que pode alterar (e muito) o ranking das altitudes do país.

Precisão total: Com GPS é possível saber a altura exata do pico

1. Até o topo

Uma expedição escala o pico e coloca no topo um receptor de GPS. Uma rede de satélites fornece a longitude e a latitude e calcula a altitude (linha verde). Só que os satélites vêem a Terra como uma elipse perfeita, sem relevo. Isso porque usam como referência uma representação matemática do planeta, chamada de elipsóide.

2. Segundo tempo

Como a superfície terrestre é cheia de altos e baixos, é preciso confirmar se a montanha começa abaixo ou acima do elipsóide. Para medir a altura entre o início da montanha e o ponto usado como referência pelos satélites (linha laranja), é usada uma representação do nível do mar da Terra, chamada de geóide.

3. Resultado final

A altitude real do pico deve considerar a altura desde o começo da montanha, o geóide, até o pico (linha amarela).

Revista Superinteressante.

Por que levamos choques ao encostar em maçanetas?

Isso acontece quando o corpo humano está tão eletrizado que acaba descarregando a energia acumulada (conhecida como energia estática) no primeiro objeto condutor que aparece pela frente. A corrente – formada pelo batalhão de elétrons que passa do corpo para a maçaneta – transita numa velocidade tão grande que dá para sentir esse movimento. É essa sensação que chamamos de choque.

“Ficamos carregados quando usamos calçados com sola de borracha, blusas de lã ou tecidos sintéticos. Esses materiais, em movimento, acumulam carga”, afirma o físico Cláudio Furukawa, da USP. E objetos de metal, como maçanetas ou portas de carro, são o destino preferido das cargas extras, atraídas pelos elétrons livres na estrutura.

Apesar de não terem época certa para ocorrer, esses choques têm uma quedinha especial pelas estações mais secas. “Normalmente, a umidade do ar serve para descarregarmos a carga acumulada”, diz o físico André Luiz Belém, da Unesp. Mas nem todo vaivém de elétrons é chocante: o organismo só sente correntes elétricas com intensidade a partir de 1 miliampère. “Em todo caso, a corrente nesse tipo de choque é pequena e tem pouca duração, por isso não tem efeito prejudicial à saúde”, afirma Cláudio.

Revista Superinteressante.

Para que serve o urânio enriquecido?

O uso mais difundido é a produção de bombas atômicas, mas urânio enriquecido também serve a fins mais pacíficos. O metal é um importante gerador de energia elétrica e é usado como combustível em reatores que ajudam desde propósitos médicos (no tratamento de alguns tipos de cânceres) até o mercado agrícola. É bem provável que as cebolas que você tem na cozinha, por exemplo, tenham passado por um reator que utiliza urânio como combustível. O processo diminui as chances de elas brotarem dentro da sua geladeira e aumenta o tempo de conservação do alimento em mais de seis meses.

Mas a maior parte do urânio encontrado na natureza não tem tanto potencial energético. Das três variações do metal – classificados pelo número de nêutrons de seu núcleo – o mais abundante é o U-238, que também é o mais pobre. O único que tem poder de se fissionar (se quebrar e, assim, gerar energia) é o U-235, que representa menos de 1% de todo o urânio retirado das minas.

O processo de enriquecimento consiste em concentrar a porção de U-235 no urânio bruto, diminuindo a quantidade do metal pobre. O resultado é tão poderoso que apenas alguns gramas de urânio enriquecido substituem toneladas de carvão no fornecimento de energia.

Revista Superinteressante.

Por que a tela de computador aparece riscada na TV?

As linhas horizontais dos monitores de computador que aparecem na TV são resultado do chamado efeito estroboscópico, uma ilusão de óptica formada por iluminação descontínua. “Isso ocorre apenas com monitores e TVs com tubo de raios catódicos e que operem na mesma freqüência”, diz o engenheiro Ely Antonio Tadeu Dirani, da PUC de São Paulo. Nesse tipo de tecnologia, a imagem é formada linha por linha, por meio de um feixe de elétrons que sensibiliza a tela do aparelho. Cada linha é trocada por outra numa velocidade que o olho humano não percebe. Antes da mudança, a linha deixa de receber o feixe de elétrons por um espaço de tempo muito curto, ficando escura. “Quando a imagem de um monitor de tubo de raios catódicos passa para uma TV do mesmo tipo, o aparelho recria o desenho, traço a traço”, afirma Dirani.

No momento em que a imagem está sendo formada, a TV percebe as linhas que ainda não foram sensibilizadas pelo laser, criando o efeito dos riscos. Eles não aparecem em telas como as de cristal líquido e de plasma, que não criam as imagens linha por linha.

Revista Superinteressante.

Por que ingerir gás hélio deixa a voz fina?

Para matar a charada é preciso recorrer a uma das mais importantes leis da física, aquela que diz que “quanto mais densa a molécula, menor sua velocidade”. O hélio, usado para encher balões, é sete vezes mais leve do que o ar que respiramos. Assim, quando ingerido, ele faz com que a velocidade com que a voz humana se propaga seja maior. Mas isso é apenas um pedaço da explicação.

A segunda parte da resposta está em outro ramo da física, a acústica. Quando aumentamos a velocidade do som, elevamos conseqüentemente a sua freqüência (número de ondas sonoras formadas por segundo). “O raciocínio é simples. Imagine que, todos os dias, você caminhe em volta de um quarteirão por uma hora numa velocidade X. Se você dobrar a velocidade, e continuar dando voltas por uma hora, vai elevar o número (ou freqüência) de voltas ao redor do quarteirão. A mesma regra vale para a velocidade e freqüência do som”, explica Luiz Nunes de Oliveira, professor do Instituto de Física de São Carlos (USP).

Aumentando a freqüência, a voz tende a se tornar mais aguda e a soar bem estridente, como a voz do Pato Donald nos desenhos animados. “Do mesmo jeito, se um gás mais denso que o ar for ingerido, ele diminui a velocidade e a freqüência do som, e a voz engrossa, ou seja, se torna mais grave”, afirma Luiz.

Super, março de 2005.

Como funciona um carro bicombustível?

1. Tanque maior
O carro bicombustível, ou flexfuel, pode rodar com qualquer mistura de álcool e gasolina, em qualquer proporção. Como o motor a álcool consome mais litros de combustível por quilômetro rodado do que o motor a gasolina, o tanque do flexfuel costuma ser de 10% a 20% maior do que um tanque só de gasolina, para contemplar a possibilidade de o usuário utilizar somente álcool e conseguir andar a mesma distância.
2. Reservatório de Gasolina
Como a explosão gerada pelo contato do álcool frio com a faísca da vela não é suficiente para colocar o motor em movimento, o bicombustível tem o chamado sistema de partida a frio. Quando a partida é dada, a gasolina armazenada em um reservatório com capacidade de cerca de um litro abastece o motor com o combustível, que tem ignição mais fácil.
3. Sensor inteligente
Com o motor funcionando, um sensor analisa os gases emitidos pela queima do combustível. Dependendo da quantidade de álcool presente no combustível, é gerada uma voltagem diferente, que é percebida pelo sensor. A informação é encaminhada para um chip, que é a “inteligência” do carro bicombustível.
4. Motor
Um software recebe a mensagem com a quantidade de álcool que está no tanque e faz os ajustes necessários. São alterados a quantidade de ar e combustível que entra no cilindro e o ponto de ignição, ou seja, o momento exato em que a vela deve soltar a faísca para fazer a mistura explodir e garantir o máximo de potência para o motor.
Vantagem
O carro bicombustível tem a vantagem da flexibilidade. O usuário pode escolher se vai encher o tanque com álcool ou gasolina considerando, por exemplo, a variação dos preços.
Desvantagem
Como o motor é adaptado para funcionar com os dois combustíveis, ele não alcança a potência de um motor exclusivo para gasolina ou para álcool

Fontes consultadas: Engenheiros Ronaldo Savagni, da Escola Politécnica da USP e Geraldo Rangel, diretor da Associação Brasileira de Engenharia Automotiva.

Super, abril de 2005.

Como funciona um veleiro?

Se você já andou de guarda-chuva numa ventania, sabe que, se ele estiver inclinado a favor do vento, vai empurrá-lo para a frente. Mas tente ir contra o vento e verá que é difícil sair do lugar – isso se você não for empurrado para trás. Igualzinho a um barco a vela, certo? Errado! Os veleiros de hoje conseguem navegar quase que contra o vento. Não funciona tão bem quanto com vento de popa, mas é melhor do que ter de baixar velas e ficar esperando.

O segredo está no formato da vela, triangular. As velas retangulares, como as das caravelas, funcionam como o guarda-chuva e servem para aproveitar ventos que venham de trás ou das laterais do barco. Já as triangulares funcionam como asas de avião (veja abaixo) e servem para navegar em ângulos de até 40 graus em relação ao vento.

No século 19, os marujos já tinham algum conhecimento desse processo. “Mas foi durante a Primeira Guerra, com o desenvolvimento da aviação, que se compreendeu melhor o funcionamento das asas e, assim, das velas triangulares”, explica Alexandre Simos, professor do curso de Engenharia Naval da USP.

A teoria em prática: Empurrar um veleiro requer um bocado de física

Que nem asa de avião

O vento que passa por cima da parte curvada tem velocidade maior que o que passa por dentro. A pressão mais alta da parte de dentro empurra o barco.

Acertando o grau

A força gerada pela vela empurra o barco para o lado. Para contrabalançar, a bolina gera uma força lateral na direção oposta à da vela, equilibrando a trajetória.

De ladinho

Como a vela faz força para um lado e a bolina para o outro, o barco acaba navegando sempre inclinado ou, como dizem os velejadores, adernado.

Super, outubro de 2005.

Como se formam os diamantes?

Os diamantes se formam em camadas internas da crosta terrestre, a cerca de 150 quilômetros da superfície. Nessas profundidades, a temperatura e pressão a que as substâncias estão submetidas são muito altas - suficientes até para modificar suas estruturas mais elementares. Com o tempo (milhares a milhões de anos), o calor e a pressão comprimem o carbono ali presente na forma de grafite e outros compostos, reorganizando suas moléculas mais simetricamente. O "encaixe" ou a simetria perfeita dessas moléculas dá à nova substância características completamente diferentes dos outros compostos como a extrema rigidez, resistência e a transparência. Essa nova estrutura de carbono é o diamante, considerado o mineral mais resistente do planeta, que só pode ser cortado ou riscado por outro diamante. Os diamantes chegam ˆ superfície por meio do movimento do magma no interior da Terra."  (Super, abril de 2005).

Por que os balões têm formato de... Balão?

Os balões têm esse formato característico (que lembra uma gota invertida) porque ele é ideal para a distribuição da pressão interna, segundo o físico Marcos Antonio Bonimcontro, fabricante de balões. Mesmo naqueles com formatos mais inusitados - como os que imitam o contorno de objetos ou animais, por exemplo -, na parte interna da "carcaça" há painéis de náilon que assumem a forma esférica. "A esfera na parte superior proporciona uma perfeita distribuição de força", diz Bonimcontro.
O formato redondo e afilado da gota funciona como um peixe na água: o ar desliza com menor resistência. "É uma questão de aerodinâmica. A forma redonda diminui o atrito", diz Mauro Catani, professor do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP).
Outro físico da USP, Valdir Bindilatti, acrescenta que a forma esférica é a mais estável da natureza, por haver proporção entre área e volume - o que é importante, no caso do balão, para a superfície agüentar a pressão exercida pelo ar quente. Com a temperatura alta, as moléculas se movimentam e fazem pressão na parede do balão. O ar quente sobe e se concentra na parte superior do balão, dando-lhe naturalmente o formato que todos conhecem.

Por que a água não congela no fundo dos oceanos?

Descubra que a alta pressão é o principal motivo que impede esse fenômeno!

Nos desenhos animados a cena é muito comum: o urso polar abre um buraco no gelo e mergulha na água em busca de peixe. Mergulha?!? Quer dizer, então, que a água dos oceanos só congela na superfície? A resposta é sim e a pergunta boa é: por que isso acontece?

Primeiro você precisa saber que a densidade da água diminui quando ela passa para o estado sólido. Pode parecer complicado, mas a ideia é simples: basta verificar que o gelo (que é água sólida) flutua sobre a água líquida. Depois, é importante notar que é mais difícil a água salgada congelar -- para comprovar, jogue sal no gelo e veja que ele derrete. Por último, guarde a seguinte a informação: quanto mais fundo, maior a pressão e menor a possibilidade de a água congelar. Mais adiante veremos que é esse o principal motivo pelo qual a água dos oceanos não vira gelo.

Antes, porém, vejamos por que ela congela na superfície: quando a temperatura é tão baixa, a ponto de fazer a água salgada congelar, forma-se uma camada de gelo na superfície do mar (porque o gelo flutua). Essa camada isola a água do ar frio que está por cima. Por isso, já é difícil o fundo ficar tão frio a ponto de fazer a água salgada congelar. É daí que vem a ideia da pesca do urso polar!

Ainda assim, nos pólos da Terra faz frio o ano todo, e mesmo com o gelo da superfície isolando, a água por baixo consegue ficar abaixo da temperatura que ela deveria congelar. Hora de lembrar que quanto mais fundo se vai, maior é a pressão. Percebemos isso mergulhando: à medida que vamos mais ao fundo, sentimos doer os ouvidos. Essa sensação é provocada pela alta pressão no fundo da água. E é aí que entra a outra propriedade curiosa da água: quando aumenta a pressão, ela derrete! É a alta pressão que impede o congelamento desse líquido. Então, não tem jeito: por mais grossa que seja a camada de gelo da superfície, a água no fundo dos oceanos não congela mesmo!

Esse fato foi até usado pelos Estados Unidos e Rússia como preparação para uma possível guerra entre os dois países. Os submarinos poderiam ficar escondidos debaixo do gelo sem serem vistos durante meses.

Ciência Hoje das Crianças 129, outubro 2002
Martin Makler,
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas.

Por que algumas pessoas têm ouvido absoluto?

Vem do cérebro a capacidade incomum de identificar notas musicais. Qualquer música provavelmente soa diferente aos ouvidos de cada um. Se você sentar ao piano e tocar para dez mil pessoas uma canção comum como Parabéns pra você, umas oito mil devem ser capazes de detectar notas desafinadas na melodia. Se você anunciar qual foi a primeira nota da melodia, boa parte das pessoas que tiverem estudado música deverá ser capaz de dizer os nomes das notas seguintes. Mas provavelmente apenas uma pessoa daquelas dez mil será capaz de identificar todas as notas no piano sem que você dê a dica de qual foi a primeira.

"Ouvido absoluto" é o nome da capacidade que tem essa única pessoa em dez mil de identificar notas musicais sem precisar ouvir primeiro outra nota conhecida como comparação. De onde vem essa capacidade? Do cérebro, e não dos ouvidos, como o nome sugere. A região na superfície do cérebro que processa os sons da música é maior em músicos do que em outras pessoas, e especialmente grande em músicos com ouvido absoluto. Isso sugere que a capacidade de identificar notas musicais depende da "quantidade" de cérebro disponível para "ouvir" a música que entra pelos ouvidos.

Mas por que só algumas pessoas têm ouvido absoluto? Há, ao menos, três possibilidades -- e talvez a explicação, no final, seja uma mistura das três. Primeiro, a genética parece ajudar: pessoas com ouvido absoluto costumam ter parentes com a mesma habilidade (do mesmo modo, a "surdez musical", ou incapacidade de detectar uma nota desafinada, também parece ser genética!).

A segunda possibilidade é que ouvido absoluto se adquire com a prática. Seria uma questão de treino, mesmo: você ouve e identifica notas musicais tantas e tantas vezes que seu cérebro acaba guardando uma "memória" permanente do som de cada nota associada ao seu nome. Com essa memória guardada lá dentro da cabeça, deixa de ser necessário comparar uma nota a outra que você sabe que é o lá, por exemplo, para identificá-la.

Quanto à terceira possibilidade… pasme: é possível que todo mundo nasça com ouvido absoluto e acabe perdendo essa habilidade, se ela não for mantida ou desenvolvida com a música ou pelo aprendizado de línguas, como o chinês, onde o significado das palavras depende do seu "som musical" preciso. Quem sabe, então, você já teve ouvido absoluto e nem sabia?

Ciência Hoje das Crianças 138, agosto 2003
Suzana Herculano-Houzel,
Departamento de Anatomia,
Universidade Federal do Rio de Janeiro. 

Por que os olhos de alguns animais brilham no escuro?

Para entender, é preciso saber como se formam esses órgãos responsáveis pela visão!

As luzes estão apagadas. Você não enxerga nada, mas permanece tranqüilo. Até que, de repente, um pequeno feixe de claridade mostra que há dois olhos a lhe vigiar na escuridão! Se num caso desses a sua primeira reação é gritar: -- Fantaaaaaaaaaaasma!!!, poupe as suas cordas vocais. Procure o interruptor, ilumine o ambiente e comprove que não se trata de assombração, mas de algum animalzinho, muito provavelmente um gato, que agora deve estar num canto, apavorado com o seu berro.

A razão pela qual os olhos de alguns animais brilham no escuro está na formação desses órgãos responsáveis pela visão. Primeiro é preciso saber que os olhos de todos os animais têm uma região chamada retina cuja principal função é transformar a luz em impulsos elétricos, que vão para o cérebro e produzem a visão. E quem faz esta transformação são estruturas da retina conhecidas como fotorreceptores.

Alguns animais, porém, têm, atrás da retina, uma área chamada tapete lúcido, que é feita de substâncias com propriedades refletoras, como os espelhos, que aumentam a quantidade de luz percebida. É por conta do tapete lúcido -- uma película colorida com certo brilho --, que os olhos de alguns animais, como cães, cavalos e bois brilham, ou melhor, refletem a luz ao serem atingidos por ela. Já nos olhos dos suínos e do homem, por exemplo, que não apresentam essa região refletora, tal característica não é observada.

O tapete lúcido é uma adaptação noturna. Isso significa que, fazendo refletir a luz que incide nos olhos, há um aumento da estimulação dos fotorreceptores -as células sensíveis à luz -, proporcionando a visão em locais escuros ou visão noturna.

Graças a essa adaptação, leões, tigres e onças, entre outros felinos, são capazes de localizar suas presas mesmo no escuro. Por motivo igual, animais domésticos, como cães e gatos, conseguem se localizar em ambientes sem luz, podendo nos pregar sustos como o do começo do texto.

Ciência Hoje das Crianças 133, março 2003
Sandra Cuenca,
Departamento de Anatomia,
Universidade Metodista de São Paulo e
Centro Universitário Monte Serrat/Santos.

Um fio de náilon pode atravessar um cubo de gelo sem cortá-lo?

Atenção! Atenção! Será que um fio de náilon pode atravessar um cubo de gelo sem cortá-lo? Faça você mesmo este experimento e comprove que não se trata de um truque de mágica, mas de física! Você só precisa ter à mão:

- uma barra de gelo (que você pode fazer congelando água dentro de um pequeno pote de manteiga);
- 50 centímetros de fio de náilon (o que tem 0,35 milímetros de espessura é o ideal);
- duas garrafas plásticas de refrigerante (2 litros) cheias de água.

Amarre uma garrafa em cada ponta do fio de náilon. Em seguida, pegue a barra de gelo e coloque-a numa fenda (pode ser entre duas cadeiras, por exemplo). Depois, passe o fio pela fenda, de forma que as garrafas fiquem penduradas, uma de cada lado da barra. Por fim, observe.

Aos poucos, o fio vai entrando no gelo até atravessá-lo por completo, sem cortá-lo! Como isso é possível?

Veja: quando aumentamos a pressão sobre o gelo, ele derrete. E o fio de náilon que tem as garrafas penduradas exerce uma grande pressão sobre o gelo na parte em que ele se apóia. Nessa parte de contato, o gelo derrete e o fio desce até encontrar gelo novamente. A pequena parte de água líquida que fica acima do fio, torna-se livre do peso dele e volta a congelar porque sua temperatura permanece abaixo de zero e não está mais sob pressão alta, mas à pressão normal -- condições propícias para a água virar gelo.

Essa mesma propriedade do gelo é utilizada para a patinação. Por isso os patins de gelo têm aquela lâmina fina, que exerce uma grande pressão sobre a água congelada, fazendo-a derreter na faixa de apoio. Assim, os patins deslizam com mais facilidade. Na verdade, a pessoa patina na água, e não no gelo!

Ciência Hoje das Crianças 129, outubro 2002.

A velocidade de deslocamento dos elétrons num fio condutor é bem pequena (por exemplo, um fio de cobre de 0,8 cm de raio, percorrido por uma corrente de 10 A possui uma velocidade de aproximadamente 3,8 cm/s). Por que, imediatamente após o interruptor de luz ser acionado, a luz da lâmpada acende?

O acender imediato da lâmpada não depende da velocidade de deslocamento dos elétrons, mas sim da velocidade com que se propaga a mudança de configuração do campo elétrico ao longo do fio (esta se aproxima da velocidade da luz). Ou seja, os elétrons que irão provocar o acender da lâmpada não são os do interruptor e sim os que estão no próprio filamento desta (Caderno Catarinense de Ensino de Física, 08/1987).

Uma Espira é arrastada perpendicularmente a um campo magnético uniforme e estacionário. Surgirá nela uma força eletromotriz induzida?

Sim. Os elétrons livres dentro da espira, arrastados com ela no campo magnético, sofrem uma força magnética descrita por F = e. V x B (B entrando na folha) que desloca-os para o lado de baixo, deixando uma concentração de cargas positivas no lado de cima. Nesse caso, pode-se mostrar que a força eletromotriz induzida é dada pelo produto B.d.V, onde d representa o diâmetro da espira. É um caso típico de força eletromotriz induzida devida ao movimento, princípio básico no qual se fundamenta a construção da maioria dos geradores de energia em uso atualmente. Para enfatizar que se trata de um caso de força eletromotriz, podemos imaginar conectar um resistor aos “pólos” positivo e negativo de nossa “fonte” por meios de fios condutores paralelos ao campo magnético, ficando o resistor fora da região de atuação do campo e movendo-se todo o conjunto solidário à espira. Uma corrente elétrica induzida percorrerá o resistor, embora não se possa identificar circuito algum através do qual haja variação do fluxo magnético.

Na verdade, o argumento todo continua válido substituindo-se a espira por um simples fio. A sugestão de uma espira foi apenas para enfatizar que pode haver força eletromotriz induzida mesmo quando não há variação do fluxo magnético através de qualquer circuito fechado (Caderno Catarinense de Ensino de Física, 12/2001).

Como funciona uma usina nuclear? Como é gerada a energia elétrica?

O princípio de funcionamento de uma usina nuclear é muito parecido com o de uma usina térmica: o calor serve para fazer evaporar a água de uma caldeira e o vapor aciona uma turbina. O processo começa dentro do reator. Lá existe uma grande quantidade de urânio 235, uma substância radioativa. Os núcleos dos átomos desse elemento químico são bombardeados com nêutrons e se dividem em dois, liberando mais nêutrons, que irão quebrar outros núcleos atômicos. Essa reação em cadeia provoca calor. Ele aquece a água do chamado circuito primário, que circunda o núcleo do reator. O líquido chega a atingir a 320ºC, mais ou menos a temperatura da chama de um fósforo. Para que ela não entre em ebulição ao atingir os 100ºC, há uma estrutura chamada pressurizador que mantém a pressão elevada à cerca de 157 vezes atmosferas (ou seja, 157 vezes maior que em um ambiente normal). Se a pressão é maior, o líquido entra em ebulição apenas com temperatura mais alta, porque suas moléculas ficam mais comprimidas.

A água do sistema primário passa, por meio de tubulações, dentro de outra estrutura também cheia de água, chamada gerador de vapor. Ao entrar em contato com as tubulações aquecidas, o conteúdo do último recipiente se transforma em vapor. Este se expande e, por meio de outras tubulações, atinge uma turbina fazendo-a girar. A energia térmica se transforma então, em energia mecânica. A energia do movimento de rotação do eixo da turbina é transferida para o eixo de um gerador, produzindo energia elétrica. O vapor, depois de passar de passar pela turbina, vai para um condensador onde é resfriado, transformando-se novamente em líquido e voltando para o reator pa ser reutilizado. Esse é o processo de funcionamento da maioria das usinas nucleares, incluindo a Central Nuclear de Angra, no estado do Rio de Janeiro (Super, 06/1995).

As ondas emitidas por rádio e TV continuam a viajar eternamente pelo espaço?

Sim, desde que não encontrem obstáculos, como planetas, estrelas e outros corpos celestes. As ondas de rádio e TV são radiações eletromagnéticas, assim como a infravermelha (que nos aquece quando estamos próximos de alguma fonte de calor) a ultravioleta (que bronzeia a pele), a luz visível e os raios X. Como qualquer radiação eletromagnética, as ondas de rádio e TV se propagam em todas as direções a velocidade da luz (cerca de 300 mil quilômetros por segundo). No espaço interestelar, que é praticamente vácuo, elas tendem a viajar para sempre, a menos que se choquem com algum objeto e sejam absorvidas ou refletidas. Por exemplo, os sinais da primeira transmissão de TV da História, feita na abertura dos Jogos Olímpicos de Munique (Alemanha) em 1936, já podem ter chegado até a estrela Delta da constelação de Vela, a 64 anos-luz de distância da Terra. Não há indício de planetas em órbita dessa estrela, felizmente. As imagens do líder nazista Adolf Hitler, gesticulando na cerimônia de abertura da Olimpíada, não são um belo cartão de visita das atividades humanas na Terra (Fontes: João Martins, do Instituto de Física da USP, e Fernando Tavares, astrônomo amador; Galileu, 01/2002).

... Por que algumas estrelas parecem vermelhas e outras brancas? Existem estrelas azuis?

O intervalo sobre o qual uma estrela irradia luz depende da temperatura de sua superfície (da ordem de 10⁴ K). Quanto maior a temperatura da estrela, menor o comprimento de onda no qual o pico de sua radiação ocorre. Uma estrela fria pode ter uma quantidade insignificante de radiação na faixa do visível. Quando consideramos, progressivamente, estrelas mais quentes, a faixa de radiação entra na faixa do visível na extremidade vermelha. Assim, uma estrela pode emitir radiação somente vermelha ou vermelha e amarela na faixa do visível, se sua temperatura permitir. Uma estrela mais quente teria seu pico no centro da faixa do visível e então emitiria todas as cores de forma aproximadamente uniforme. Tal estrela seria branca Uma estrela ainda mais quente teria seu pico no ultravioleta e emitiria mais luz azul do que as de outras cores, no visível, e, portanto, pareceria um pouco azul. (Traduzido e adaptado de – Walter, J. The flying circus of physics. New York: John Wiley & Sons, 1977. – por Márcia Petersen Hofmann, Depto de Física, UFSC.).

Por que a chama do fogão ilumina menos que a da vela?

A resposta está na cor de cada chama: por ser amarelo, o fogo da vela ilumina mais que o do fogão a gás, que emite principalmente luz azul.

Isso porque o olho humano está adaptado a enxergar melhor durante o dia.

Assim, desenvolveu maior sensibilidade às luzes com cores mais abundantes no espectro solar. “Como o Sol emite muita luz na faixa do amarelo e do verde, os nossos olhos também são mais sensíveis a estas cores”, afirma Cláudio Furukawa, professor de física da USP.

Outro fator para enxergarmos pouco a chama do fogão é que a luz azul se dispersa com facilidade pelo ar, enquanto a amarela permanece concentrada por mais tempo. “Vemos a luz azul do fogão somente quando olhamos diretamente para a chama, pois ela se espalha pelo ar com mais facilidade. A luz amarela dispersa menos e pode chegar facilmente às paredes, de onde é refletida para os nossos olhos”, diz Wagner Figueiredo, físico da Universidade Federal de Santa Catarina (Super, 11/2003).

A mistura de todas as cores sempre dá branco?

Só se você juntar luzes coloridas. “Juntando um monte de tintas diferentes num balde, o resultado ficará muito mais próximo do preto – ou do cinza-escuro”, explica o físico Cláudio Furukawa, da Universidade de São Paulo. As cores não passam de ondas eletromagnéticas que os nossos olhos conseguem enxergar. E as ondas podem ter frequências diferentes, o que gera as várias tonalidades. O branco é a mistura de todas as frequências  Para comprovar, basta focalizar fachos de luz coloridos sobre um mesmo ponto, numa folha branca. Mas uma tinta não é o mesmo que um facho de luz. Os pigmentos – tanto faz se eles estão numa maçã ou na carga de uma caneta – podem absorver ou refletir a luz. Uma tinta preta absorve todas as cores, causando o negrume. Já uma branca reflete todas. Se você passar uma caneta vermelha no papel, o risco absorverá todas as cores menos o vermelho, que volta para os seus olhos. A cor que vemos é o que sobrou da luz absorvida (Super, 11/1999).

Por que o Sol muda de cor durante o dia?

A luz solar não é amarela nem vermelha, é branca. O branco resulta das sete cores do arco-íris – o violeta, o azul, o anil, o verde, o amarelo, o laranja e o vermelho. Nós enxergamos o Sol com tonalidades diferentes, ao longo de um dia, porque a atmosfera filtra os seus raios, separando as cores. “A nossa percepção do sol muda por causa das irregularidades da camada de ar que envolve a Terra e pela distância que a luz percorre na atmosfera”, explica o físico Henrique Fleming, da Universidade de São Paulo. Existem partículas de poeira, poluição e gotículas d’ água infiltradas entre as moléculas de gás que compõem a atmosfera. Quando o Sol está alto, as cores formadas por ondas de maior amplitude contornam essas partículas e as moléculas. Mas as menores(o violeta, o azul e o anil) não conseguem se desviar e trombam, espalhando-se. Com isso, tingem o céu de azul e o sol fica amarelo, que é a soma das cores restantes: o verde, o amarelo, o laranja e o vermelho. À medida que o sol vai se pondo, seus raios têm que atravessar um pedaço maior da atmosfera, colidindo com mais obstáculos. Afinal, no crepúsculo, até as ondas longas, laranja e vermelho, acabam trombando e se desviando, avermelhando gradativamente o horizonte (embora o resto do céu continue azul). A vermelha é a última onda de luz que consegue cruzar a atmosfera e nos atingir, por isso o astro-rei fica vermelho no pôr-do-sol. Por fim, o céu fica preto com a ausência de luz: não chega mais nenhuma cor e nem se vê mais nenhum espalhamento, pois o sol está abaixo do horizonte.

Entenda como o ângulo entre a luz do Sol e a Terra muda a cor do céu e do Sol: A luz branca do Sol é composta de todas as cores. Ao meio-dia, a luz do Sol atravessa um trecho menor da atmosfera. O violeta, o azul e o anil se espalham pelo céu e os raios solares chegam amarelos aos nossos olhos. No final da tarde, a luz entra inclinada e passa por um longo pedaço de atmosfera, trombando nas partículas. O verde e o amarelo também se espalham, e só o laranja e o vermelho chegam aso nossos olhos.

Ondas compridas de luz, como o vermelho, contornam os obstáculos sem dificuldades. Ondas curtas, violetas, anis e azuis, batem e se espalham pelo céu, pintando-o. O Sol é amarelo porque essa cor é a mistura das ondas longas que chegam: verde, amarelo, laranja e vermelho (Super, 08/1997).

Por que as rádios FM piratas influenciam no tráfego aéreo? Elas provocam acidentes?

Qualquer rádio em freqüência modulada (FM), seja pirata ou legal, que não esteja operando de forma satisfatória dentro da faixa de FM (de 88 MHz a 108 MHz) pode causar interferência na faixa de aviação, que vai de 118 MHz a 132 MHz. Essa interferência pode ocorrer de duas formas: através de sinais espúrios, que não são filtrados adequadamente pelo transmissor de rádio acabam vazando para fora da faixa, ou pelas harmônicas, sinais cujas frequências são múltiplas de uma freqüência chamada de fundamental. Normalmente, para gerar um sinal em FM, as emissoras partem de um sinal fundamental. Por exemplo: uma rádio FM, operando em 96 MHz, pode utilizar uma freqüência fundamental de 16 MHz para transmitir seu sinal, pois 96 é a sexta harmônica de 16 (16 x 6 = 96). No entanto, a freqüência fundamental de 16 MHz vai gerar outras harmônicas, todas múltiplas suas: por exemplo, 32 MHz, 48 MHz e assim por diante. Neste caso a oitava harmônica será 128 MHz (8 x 16 = 128), que cai exatamente na faixa de aviação, provocando interferências. O exemplo aplica-se também a muitas outras frequências fundamentais. Na realidade, todas as emissoras podem causar interferências na aviação. A diferença é que as emissoras legais são fiscalizadas pela Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) e podem ser inspecionadas a qualquer instante. Já as emissoras piratas operam clandestinamente, sem controle da qualidade do sinal gerado (Fonte: Michael Daoud Yacoub e Afonso de O. Alonso, professores da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação da Unicamp; Galileu, 11/1998).

O que é o chuvisco em TVS fora do ar?

Porque, quando está fora do ar, tudo que a TV consegue captar são ondas eletromagnéticas sem sentido, conhecidas como ruído de fundo. Essas ondas são produzidas por diversas fontes, como o campo eletromagnético da Terra, a radiação cósmica, as turbinas de aviões e as torres de transmissão de eletricidade. Como o sinal da emissora costuma ser bem mais forte que o ruído, a TV geralmente descarta essa informação indesejada. “Mas, quando ela não está conectada, o aparelho interpreta o ruído como sendo um sinal mais fraco, deixando ele passar para o sistema gerador de imagens”, diz o engenheiro elétrico Afonso Alonso, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). A transformação do ruído em chuvisco tem a ver com a forma como a televisão produz as imagens, utilizando um feixe de elétrons que se choca contra a tela para formar aqueles pontos luminosos. Quando você seleciona um canal, o sinal traz as informações para que esse feixe se desloque de forma ordenada, varrendo a tela de cima a baixo e distribuindo os pequenos pontos luminosos que formam as imagens que você vê. Já o ruído faz com que o feixe funcione de forma totalmente aleatória (Super, 04/2003).

A radiação dos computadores faz mal à saúde?

Não. Segundo o instituto de Pesquisa Energéticas e Nucleares (Ipen), de São Paulo, que mediu os níveis de radiação X nos monitores de computador, os valores encontrados estão, em média, 15 vezes abaixo do limite máximo de 0,0005 R/h (ou roentgen por hora, a unidade que indica o dano biológico provocado pela radiação X). Esse é o índice recomendado pela agência Internacional de Energia atômica (AIEA), órgão da Organização das Nações Unidas (ONU) encarregado do desenvolvimento de energia nuclear para fins pacíficos e em segurança. Além desses valores, obtidos para uma distância de 5 centímetros da tela, aferiu-se que os níveis de radiação nos olhos e nas gônatas – ovários e testículos, produtores das células sexuais que transmitirão os danos hereditários causados pela radiação à geração seguinte - são bem menores que o permitido pela AIEA. (Galileu, 04/1999).

O uso de telefones celulares por crianças – como algumas propagandas sugerem – pode ser prejudicial a elas, pelo fato de seus cérebros ainda estarem em formação?

Hoje, crianças e adultos estão permanentemente expostos a campos e radiações eletromagnéticas. Onde houver um equipamento elétrico/ eletrônico haverá campos ou radiação eletromagnética. O telefone sem fio, por exemplo, presente em boa parte das residências brasileiras, é um radiotransmissor muito parecido com o telefone celular. Os microcomputadores e as televisões, largamente utilizados por crianças, também são fontes de radiação eletromagnética. O celular chama mais a atenção, talvez, por ter sido uma novidade rapidamente incorporada pela sociedade. As normas técnicas, em geral, não trazem recomendações específicas sobre o uso de telefones celulares por crianças. Algumas normas fazem restrições à instalação de antenas de celular perto de hospitais, creches e asilos. Em 2000, um estudo financiado pelo governo inglês e realizado por uma comissão de pesquisadores (http://www.iegmp.org.uk/report/text.htm) concluiu que não há evidências de danos à saúde provocados pela utilização de aparelhos telefônicos celulares. Entretanto, o mesmo estudo recomenda, sem apresentar justificativas claras, que se imponham limitações ao seu uso por crianças e adolescentes. É importante ressaltar que o telefone celular é apenas uma das fontes de radiação hoje presentes no ambiente. Se, no futuro, os resultados das pesquisas indicarem a necessidade de imposição de restrições ao uso de celulares por crianças ou mesmo por adultos, tais restrições deverão ser feitas não apenas aos celulares, mas a todos os equipamentos e sistemas que geram campos e radiações eletromagnéticas. Para informações mais detalhadas, sugerimos consultar, na internet, o endereço: http://www.mcw.edu/gcrc/cop/cellphonehealth-FAQ/toc.html (José Osvaldo Saldanha Paulino, Departamento de Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Minas Gerais; Ciência Hoje, 04/2003).

Que dano à instalação de antenas de telefonia celular em condomínios pode causar à saúde dos moradores do prédio e arredores?

Se forem respeitados os limites estipulados pelas normas e regulamentações nacionais e internacionais, a saúde dos moradores de prédios e arredores ficam resguardadas. A Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) recomenda a adoção dos limites propostos pela Comissão Internacional de Proteção da Radiação Não-ionizante (ICNIRP), que trabalha em conjunto com a Organização Mundial da Saúde. A diretriz reconhece que a exposição a campos eletromagnéticos pode gerar efeitos térmicos (aquecimento), mas considera que não há provas científicas de outros efeitos de longa duração. Há relatos na literatura sobre danos causados pela exposição a valores elevados de campo, como alterações funcionais reprodutivas, hematológicas e do sistema nervoso, além de malformação congênita em animais. Por isso, são estabelecidos valores limites para o campo, em geral com margem de segurança de 50 vezes em relação aos valores que sabidamente trazem risco. Os valores do campo em um determinado ponto dependem da distância e da potência da antena. No caso das estações radiobase (ERB) de celulares, a distância de segurança é estabelecida durante o seu projeto, com base nos limites recomendados pelas normas. Em caso de dúvida, o Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) tem condições de medir com precisão os níveis de campo magnético e elétrico presentes nas proximidades do equipamento. Caso estejam fora das especificações, a empresa deve tomar providências imediatas para a solução do problema (José Roberto Cardoso Departamento de Engenharia de Energia e Automação Elétricas, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo e Mario Leite Pereira Filho Instituto de Pesquisas Tecnológicas/SP; Ciência Hoje, 04/2002).

Os alimentos preparados em forno microondas perdem valor nutritivo? A perda é maior que em fogões convencionais?

A perda nutritiva, no caso de uma comida preparada no microondas, é muito menor do que se fosse cozida em um fogão. Todo alimento que é aquecido perde parte das vitaminas e proteínas. (...) Isso acontece porque existe um grupo de vitaminas, como as do complexo B, que são solúveis em água. Com isso, durante um cozimento, por exemplo, elas se dissolvem e evaporam. Outras vitaminas – as chamadas termolábeis – são muito sensíveis ao calor. Quando o alimento é aquecido, elas se oxidam, recebem dois átomos de oxigênio e perdem sua função. Há também o caso das proteínas, encontrados no ovo e na carne principalmente, que, quando cozidas em excesso, se coagulam e parte delas fica inativa. No caso das microondas a perda é menor porque o cozimento é muito menos demorado e, quanto menos tempo o alimento ficar exposto ao calor, menos serão afetadas as vitaminas e proteínas. Existem estudos que mostram, por exemplo, que o brócolis cozido por métodos convencionais retém 45% da vitamina C presente nele. Se for preparado no microondas, irá reter 87%. (Super, 05/1995).

O bronzeamento artificial prejudica a saúde?

Os cientistas ainda não chegaram a uma conclusão final sobre o assunto.

Os raios utilizados no bronzeamento artificial são as chamadas radiações ultravioleta A (UVA), cujo comprimento de onda vai de 320 a 400 nanômetros. Os raios estimulam os melanócitos, células que fabricam pigmento melânico, provocando o bronzeamento da pele. Experiências realizadas em roedores demonstram que o UVA causa mutações nos genes e, conseqüentemente, o câncer. Mas, para chegar a esse resultado, os animais foram submetidos a doses de radiação muito mais altas que as usadas no bronzeamento artificial.Como ainda persistem as suspeitas de que o bronzeamento artificial pode ser cancerígeno, é aconselhável aguardar os resultados finais das pesquisas que estão em andamento (Fonte: Luciano Ângelo Calvis, diretor do Departamento de Tumores de Pele da Fundação Antonio Prudente, Hospital A. C Camargo, de São Paulo; Globo Ciência, 09/1997).

O flash das máquinas fotográficas danifica as obras de arte?

Toda fonte de luz, natural ou artificial, contribui para a degradação dos objetos. Materiais orgânicos, como papéis e telas, são mais suscetíveis à ação da luz do que os inorgânicos, como pedra e cerâmica. A radiação infra-vermelha, por exemplo, pode alterar os níveis de umidade dos materiais, provocando contração e dilatação dos objetos. A radiação ultravioleta, mais danosa, desintegra a estrutura dos materiais orgânicos e pode causar descoloração, amarelamento. Assim, mesmo a iluminação do ambiente, se não for controlada, oferece riscos.

A alegada ação danificadora do flash sobre as pinturas, no entanto, é apenas uma saída dos museus para evitar excessos. Especialistas em restauração afirmam que a incidência dessa luz é inofensiva para o pigmento e que não existem evidências de riscos excepcionais sobre objetos pictóricos, como havia sido sugerido no passado, em comparação à degradação normal sofrida pelos materiais expostos em um ambiente com controle de iluminação entre 80 e 200 lux (unidade de medida de iluminação do sistema internacional). (Fontes: Carlos Rielli, perito restaurador, e Regina Rocha, museóloga do Instituto Itaú Cultural; Galileu, 06/2003).

Por que lentes fotocromáticas escurecem?

Elas são fabricadas com um material sensível à luz, os cristais de prata, que fazem as lentes escurecerem ao serem expostas a grandes incidências de raios ultravioleta (UV). Assim, aumentam o conforto e a proteção contra radiações nocivas ao olho. Pelo mesmo processo, quando a concentração de raios UV é baixa, como acontece em ambientes internos, à reação dos cristais de prata faz com que as lentes se tornem claras. (Fonte: César Lipener, Presidente do Dep. de Oftalmologia da Assoc. Paulista de Medicina e Chefe do Setor de Lentes de Contato e Refração da Unifesp; Galileu; 01/2002).

... O que é radiação de fundo?

A radiação de fundo é a proveniente de radiação cósmica, que consiste de partículas (como prótons, por exemplo) com grande energia, vindas do espaço exterior e que atingem continuamente o nosso planeta, além da radiação de elementos naturais radioativos existentes na crosta terrestre, sendo em média de efeitos insignificantes para a nossa saúde.

Para se ter uma ideia comparativa, essa radiação corresponde a aproximadamente dez vezes a radiação emitida través da tela de um televisor colorido em bom estado de funcionamento. Por outro lado, dose de radiação de fundo recebida em média por habitante de nosso planeta durante um ano é cerca de 2000 vezes menor do que a dose recebida por um paciente em uma única aplicação de radioterapia do câncer (Caderno Catarinense de Ensino de Física, 12/1987).

Aparelhos de raios X funcionam com material radioativo? Qual a diferença entre exposição e contaminação com material radioativo? Em que tipo de exame radiológico a qualidade a qualidade da imagem é mais relevante? Que tipo de exame radiológico oferece maior risco ao paciente? Os riscos da exposição à radiação ionizante são diferentes para homens e mulheres, ou por idade? Se são as radiações ionizantes que causam tumores cancerígenos, por que se utilizam estas mesmas radiações para combater esses mesmos tumores? Qual a diferença entre eventos probabilísticos e determinísticos?

Não, aparelhos de raios X não possuem e não funcionam a partir de materiais radioativo. No interior desses equipamentos existe um tubo de raios catódicos (de elétrons) que atingem um rotor de tungstênio em alta rotação. A colisão entre elétrons e o tungstênio produz os raios X; o tubo funciona de modo semelhante a uma lâmpada que emite raios X ao invés de luz, ou seja, só há emissão de radiação quando o tubo está ligado. Um aparelho quebrado, estragado ou aberto não oferece nenhum perigo, é apenas sucata.

Expor-se à radiação é antepor-se em seu caminho, absorver seus raios ionizantes (mais perigosos) e suas partículas carregadas emitidas (menos perigosas). Contaminar-se com material radioativo é impregnar-se dele, ser seu portador, ficar “sujo” com sua poeira radioativa, carregar consigo de forma inadvertida ou indissociável certa quantidade de material radioativo. Todo aquele que está contaminado também estará exposto, pois a “sujeira radioativa” emite radiação. Quando se tira uma radiografia se está expondo à radiação, quando se tem contato físico com material radioativo se estará contaminando com ele.

A qualidade da imagem é mais relevante nos exames de mamografia, pois o que se quer diagnosticar é muito pequeno e a mama é inteiramente feita de tecidos moles, significa dizer que há muito pouca diferença na imagem entre tecidos sãos e os doentes. Aqui um bom PGQ é fundamental, pois a fase do câncer de mama em que há 100% de chance de cura só pode ser detectada através da mamografia, já que, nesta fase, os nódulos são muitos pequenos e não podem ser detectados através do auto-exame por toque dos seios. Além disso, esse tipo de exame é repetido todo ano e, pó isto, deve ser bem controlado, pois quanto mais mamografias realizadas, maiores são as probabilidades de ocorrência de danos à saúde. Se o serviço de mamografia tiver um bom PGQ/ PR estima-se que uma paciente possa tirar 900 mamografias ao longo da vida sem grandes riscos. Só para informar, um nódulo pode ser detectado pelo toque a partir de 5mm de diâmetro, tem chance de quase 100% de cura com até 2 m de diâmetro; e o equipamento, se tiver um bom PGQ, pode detectar a partir de 1mm de diâmetro.

Todo risco é proporcional à exposição; quanto maior ela for, maior será o risco do exame. Os exames traumatológicos (ossos quebrados) são os de menor exposição e, portanto, aqueles que oferecem menor riscos. As tomografias computadorizadas são aquelas que oferecem maiores exposições, e por isso, também oferecem os maiores riscos. Para se ter uma idéia, uma tomografia oferece uma exposição 2000 vezes maior que uma radiografia de tórax. Deve-se, porém, levar em consideração que os riscos que ocorrem, seja qual a hipótese, devem ser sempre inferiores aos benefícios que se espera colher para qualquer tipo de exame radiográfico. Cabe ao médico tomar essa decisão, justificando-a, pois o risco é maior que o benefício, então a exposição não é recomendável.

Não há registro de qualquer diferença quanto aos riscos que tenham relação como sexo daquele que foi exposto à radiação ionizante. O tamanho do paciente pode ter alguma influência, visto que quanto maior for o corpo (em espessura), maior deverá se exposição para que as imagens possam ser adequadamente registradas no filme radiográfico. Como os homens costumam ser maiores e mais pesados que as mulheres, poderia conferir-se aos homens um risco levemente maior para um mesmo exame radiológico, mas, mesmo assim, ainda seriam muito próximos para considerarmos diferentes. O mesmo não pode ser dito quanto à idade; as crianças são bem mais sensíveis às radiações ionizantes por estarem em crescimento. Quando uma célula está se dividindo (sua forma de crescimento), ela fica vulnerável às radiações, pois fica impedida de corrigir qualquer efeito em seu DNA causado pela radiação. As crianças são aquelas que tem as maiores taxas de crescimento celular, pois seus corpos estão crescendo. Os fetos, no interior dos úteros de suas mães, possuem taxas maiores ainda, pó isso é muito importante a mulher informar ao operador do equipamento de raios X quando está grávida. Assim, deve-se ter muito cuidado quando se faz exames radiológicos em crianças: as exposições devem ser bem menores que aquelas usadas em adultos; primeiro, porque seus corpos são menores, e depois, porque são mais sensíveis às exposições.

Um tumor cancerígeno é constituído de células que esqueceram de aparar de se multiplicar, ou seja, um tumor está constantemente crescendo e não faz outra coisa senão crescer até tomar conta de outros órgãos e, finalmente, do corpo inteiro. São células que foram modificadas no gene de crescimento de seu DNA por um radical livre, produzido por radiação ionizante. As células que estão em divisão celular têm seus mecanismos de reparação celular desativados durante esse processo; tais mecanismos podem consertar danos causados ao DNA. Nas células cancerígenas, os mecanismos de reparação celular estão constantemente desativados e, por isso, eles não podem consertar qualquer nova modificação sofrida em seu DNA. Como a maioria das modificações causadas inviabiliza a célula (a mata), a mesma radiação que formou o tumor acaba por matá-lo.

Um evento determinístico é aquele que pode ser previsto, pois depende de leis físicas bem conhecidas e entendidas. Já os eventos probabilísticos não podem ser previstos, pois as leis das quais dependem não são ou não podem ser conhecidas. Jamais alguém poderá dizer que um determinado evento não ocorrerá, baseado apenas em sua pequena probabilidade de acontecer. Pelo contrário, o evento ocorrerá sim, mas não podemos afirmar o lugar, quando, com quem ou porque ocorreu. Eventos probabilísticos estão relacionados com sorte e azar; uma pessoa pode tirar muitas radiografias e não acontecer nadada de mal a ela e outra pode tirar uma ou duas e sofrer conseqüências quanto à sua saúde (Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 08/2002).

Por que não se deve usar aparelhos eletrônicos em aviões?

Porque eles podem interferir no funcionamento da aeronave. “Quase todos os sistemas são controlados eletronicamente, desde o motor até a comunicação com a torre que orienta o voo , diz o major Maurício Brandão, do Instituto de Tecnologia Aeronáutica, em São José dos Campos, São Paulo. Aparelhos como rádios e telefones celulares emitem campos eletromagnéticos que podem interferir na leitura das informações feita pelos equipamentos de voo e descontrolar a aeronave.

Atualmente, os aparelhos eletrônicos são fabricados de acordo com normas que controlam a emissão eletromagnética. Eles possuem uma blindagem para não permitir que os eletromagnéticos escapem e por isso estão liberados para funcionar durante o voo  Mas devem ser ligados nos pousos e decolagens, quando o avião fica muito perto do chão e o piloto tem pouquíssimas chances de corrigir qualquer problema (Super, 07/1996).

O que difere as linhas digital e analógica dos telefones celulares?

O que muda é o tipo de onda que carrega as informações no ar. Nos telefones analógicos acontece algo parecido com o som do violão. Quando se troca a posição dos dedos no braço do instrumento, o tamanho da corda e o som produzido ficam diferentes. No celular analógico a voz é transformada em impulsos elétricos que, da mesma forma, alteram a freqüência com que a onda eletromagnética vibra num espaço de tempo. O funcionamento das linhas digitais é mais complicado porque as ondas, além de vibrarem, levam consigo um código. Os aparelhos mais modernos são capazes de receber os dois sinais. “Antes de uma ligação se completar, a estação de transmissão manda um aviso codificado especificando que tipo de mensagem vai indo”, conta o engenheiro eletrônico Miguel Henze, do Instituto de Pesquisa Tecnológica (IPT), de São Paulo.

Analógico: No aparelho, um microfone transforma a voz em sinais elétricos. Os sinais fazem vibrar uma onda eletromagnética que anda no ar. Uma central as transmite para o aparelho do interlocutor, no qual um alto-falante reconstrói o som.

Digital: Os impulsos elétricos que fazem o papel da voz carregam códigos formados por sequencias de 0 e 1 representados nem sobe e desce da onda. Neste sistema, uma mesma onda pode carregar até três conversas. O aparelho receptor a onda e o código em voz novamente (Super, 04/1999).