Por que as conchas reproduzem o som do mar?

Você deve ter segurado uma concha perto da sua orelha quando era pequeno. As melhores conchas para produzir esse som são as conchas grandes e em espiral.

Algumas pessoas sugeriram que o som que você ouve da concha é o eco do seu sangue correndo através dos seus vasos da sua orelha. Isso não é verdade. Se fosse verdade, o som seria intensificado após exercícios físicos, já que seu sangue corre mais rapidamente após exercícios. Entretanto, o som permanece o mesmo após exercícios físicos.

Outros dizem que o som de ondas dentro da concha é gerado pela passagem de ar através da concha (o ar fluindo através da concha e fora dela gera um ruído). Você vai notar que o som é mais alto quando você posiciona a concha ligeiramente mais acima da orelha do que quando ela está bem na altura da orelha. Entretanto, essa teoria não é confirmada em uma sala a prova de som. Numa sala destas, ainda existe ar, mas quando você segura a concha perto da sua orelha, não há som.

A explicação mais aceitável para esse som parecido com o de ondas é o ruído do ambiente a sua volta. A concha que você está segurando ligeiramente acima da sua orelha captura esse ruído, que ressoa dentro da concha. O tamanho e forma da concha, portanto, têm algum efeito no som que você ouve. Conchas de outras formas têm sons diferentes porque elas acentuam diferentes frequências. Você nem precisa da concha para ouvir o ruído. Você pode produzir o mesmo som "do mar" usando uma xícara vazia posicionando-a sobre sua orelha. Experimente e varie a distância que você posiciona a xícara perto da sua orelha. O nível do som vai variar dependendo do ângulo e distância que a xícara está da sua orelha.

O ruído de fora da concha também pode alterar a intensidade do som que você ouve dentro. Você pode encarar a concha como sendo uma câmara ressonante. Quando o som de fora entra na concha, ele se envolve no espaço, criando assim um ruído audível. Então, quanto mais ruidoso for o ambiente em que você estiver, mais alto o som parecido com o mar.

E se eu pulasse num buraco que atravessasse a Terra no meio?

Embora isso seja impossível de ser feito na Terra, é perfeitamente possível na Lua. A Lua tem um núcleo frio e não tem oceanos ou água subterrânea para complicar as coisas. Além disso, a Lua não tem atmosfera, portanto o túnel teria um bom vácuo dentro dele, o que elimina o arrasto aerodinâmico.

Portanto, imagine que o túnel através da Lua tivesse 7 metros de diâmetro. Em um lado há uma escada. Se você descesse a escada, você iria descobrir que seu peso diminui. A gravidade é causada por objetos que atraem outros com sua massa (veja a Como funciona a gravidade). Conforme você desce dentro do túnel, mais e mais da massa da lua fica acima de você, atraindo você para cima. Quando você descesse até o centro da Lua, ficaria sem peso. A massa da Lua estaria toda ao redor de você e atraindo-o igualmente, portanto se anularia totalmente e você se sentiria sem peso.

Se você realmente pulasse dentro do túnel e se deixasse cair, aceleraria em direção ao centro a uma velocidade muito alta. Você passaria rapidamente pelo centro e começaria a desacelerar. Finalmente, você iria parar quando alcançasse a borda do túnel no outro lado da lua e começaria a cair de volta na outra direção. Você iria oscilar para frente e para trás dessa forma para sempre.

Se você pudesse fazer isso na Terra, um efeito impressionante seria a facilidade de viajar. O diâmetro da terra tem 12.700 km. Se você perfurasse o túnel direito através do centro e pudesse criar um vácuo em seu interior, tudo o que você jogasse dentro do túnel alcançaria o outro lado do planeta em apenas 42 minutos.

Como funcionam as auroras

Introdução a Como funcionam as auroras

Se você acampar perto da fronteira dos Estados Unidos/Canadá ou ainda mais ao norte, você poderá ver um brilho inacreditável no céu noturno. Às vezes pode parecer com o crepúsculo, outras vezes, com um feixe de luz que brilha e “dança”. A luz pode ser verde, vermelha, azul ou uma combinação dessas cores. É o fenômeno chamado aurora boreal, ou simplesmente aurora.

Michael Melford/Image Bank/Getty Images
A aurora boreal sobre uma lagoa no Parque Nacional de Acádia, em Maine

As auroras têm diversos significados, dependo da cultura. Os Vikings acreditavam que elas eram reflexos das armaduras das míticas Valquírias Para os esquimós nativos da Groenlândia e do Canadá, as auroras eram mensagens dos mortos. Já para os índios americanos, elas eram luzes das enormes fogueiras ao norte. Nos tempos medievais, as auroras eram presságios de guerra ou de desastres, tais como as epidemias. Hoje, sabemos que são um fenômeno de luz resultante da interação das partículas de alta carga dos ventos solares com o campo magnético da Terra. Mas a explicação física das auroras certamente não tira a beleza desse espetáculo natural de luzes.

Como a aurora é causada pela interação dos ventos solares com o campo magnético da terra, ela pode ser vista mais freqüentemente perto dos pólos, norte e sul. No norte, ela é chamada aurora boreal, ou luzes do norte. Aurora é o nome da deusa romana do amanhecer, e "boreal" significa "norte" em Latim. No hemisfério sul, a aurora é chamada aurora austral (em Latim: "australis" - que vem do sul).

As auroras acompanham os ciclos solares e são mais freqüentes no fim do outono e no começo da primavera (fevereiro, março e outubro são os melhores meses). Em volta do Círculo Polar Ártico, no norte da Noruega e Alasca, elas podem ser vistas quase todas as noites. À medida que se desce em direção ao sul, elas se tornam mais raras. Perto do sul do Alasca, do sul da Noruega, na Escócia e no Reino Unido, elas podem ocorrer de uma a dez vezes por mês. Perto da fronteira Estados Unidos/Canadá, é possível vê-las de duas a quatro vezes por ano. Uma vez ou duas vezes por século, elas podem aparecer no sul dos Estados Unidos, no México e nas regiões equatoriais.

Vamos dar uma olhada mais de perto nas auroras e em suas causas.

Com o que as auroras se parecem?

Como já dissemos, as auroras podem ter formas e cores diferentes. Elas podem aparecer como um brilho vermelho ou alaranjado no horizonte - como um nascer ou por do sol. Às vezes, elas podem parecer incêndios como acreditavam os índios americanos. Elas podem também ter a forma de cortinas ou feixes que se movem e ondulam durante a noite.

Michael S. Quinton/National Geographic/Getty Images
Aurora boreal vermelha sobre o Parque Nacional Wrangell/St.Elias no Alasca

As auroras podem ser verdes, vermelhas ou azuis. Freqüentemente, elas serão uma combinação de cores, sendo cada cor visível a uma altura diferente na atmosfera.

• Azul e violeta: menos de 120 quilômetros.
• Verde: 120 a 180 quilômetros.
• Vermelho: mais de 180 quilômetros.

Após o máximo do ciclo solar, a cor vermelha pode aparecer a altitudes que variam entre 90 e 100 quilômetros.

Os íons de oxigênio irradiam uma luz. Os íons de nitrogênio irradiam uma luz vermelha, azul e violeta. Nos lugares onde tanto o nitrogênio quanto o oxigênio estão presentes, nós temos a cor verde. Nós vemos cores diferentes a altitudes diferentes porque a concentração de oxigênio e nitrogênio na atmosfera muda em função da altitude.

O brilho das auroras pode variar. As pessoas que costumam observar e reportar as auroras usam uma escala de avaliação que vai de zero (fraco) a quatro (muito brilhante). Elas anotam a hora, data, latitude e cores da aurora e fazem rápidos esboços do fenômeno no céu. Tais relatórios ajudam os astrônomos, astrofísicos e cientistas a monitorar as atividades das auroras. As auroras podem ajudar a compreender o campo magnético da Terra e suas mudanças através do tempo.

Como o campo magnético da terra é tridimensional, a aurora aparece como um anel oval em volta do pólo. Isso foi observado por satélites, pela Estação Espacial Internacional e por ônibus espaciais. A aurora não é um círculo perfeito porque o campo magnético da Terra é distorcido pelos ventos solares.

O diâmetro do anel da aurora pode variar. Embora não com freqüência, as auroras podem ser vistas no sul dos Estados Unidos. Em geral, elas permanecem perto das regiões polares. Além disso, elas ocorrem em dupla - quando vemos uma aurora boreal, certamente há uma aurora austral correspondente no hemisfério sul.

As auroras só acontecem na Terra?

Como as auroras são causadas pelas interações dos ventos e erupções solares, você pode pensar que elas também ocorrem em outros planetas. Para que isso aconteça, são necessários alguns fatores:

• erupções e ventos solares que forneçam as partículas carregadas e a energia para interagir com o campo magnético do planeta;
• que o campo magnético do planeta atraia elétrons do espaço;
• uma atmosfera planetária que contenha gases iônicos que interajam com os elétrons energéticos do campo magnético e produzam luz com a “excitação” e “relaxamento” de seus elétrons.

Assim, quando essas condições estão presentes, é possível observar auroras em outros planetas, como em Júpiter e Saturno. Ambos têm poderosos campos magnéticos e atmosferas com gases ionizados, principalmente por hidrogênio e hélio.

O telescópio espacial Hubble capturou imagens de auroras em Júpiter, e a sonda Cassini, que está na órbita de Saturno, fotografou auroras por lá. ­

O que causa uma aurora?

As auroras são indicadores da conexão entre a Terra e o sol. A freqüência delas tem relação com a freqüência e com ciclo de atividade solar (o ciclo solar dura 11 anos).

Imagem cedida pela NASA
Ilustração do impacto dos ventos solares na magnetosfera terrestre

Conforme o processo de fusão ocorre dentro do sol, ele emite partículas de carga elevada (íons, elétrons, prótons, nêutrons) e radiação no vento solar. Quando há uma forte atividade solar, é possível ver grandes erupções solares, também chamadas flares solares e ejeções de massa coronal. Essas radiações e partículas de carga elevada são liberadas no espaço e viajam através do sistema solar. Quando chegam à Terra, elas se deparam com o campo magnético de nosso planeta.

Os pólos do campo magnético da Terra ficam perto, embora não exatamente, sobre os pólos geográficos (onde o planeta gira sobre seu próprio eixo). Os cientistas acreditam que o núcleo externo líquido da terra gira e produz o campo magnético. O campo é distorcido pelo vento solar, ficando comprimido na parte que fica de frente para o sol (frente de choque) e se projetando para fora no lado oposto (cauda magnética). Os ventos solares formam um buraco no campo magnético nas cúspides polares, que estão no lado solar da magnetosfera (a área em torno da Terra que sofre a influência do campo magnético). Veja a seguir como isso causa a aurora.

1. Conforme as partículas carregadas dos ventos e erupções solares se chocam contra o campo magnético da terra, elas viajam ao longo das linhas do campo.
2. Algumas partículas são desviadas, enquanto outras interagem com as linhas do campo magnético, fazendo com que as correntes das partículas carregadas dentro dos campos magnéticos se dirijam a ambos os pólos - daí a razão da simultaneidade das auroras em ambos os hemisférios (essas correntes são chamadas correntes de Birkeland em homenagem a Kristian Birkeland, o físico norueguês que as descobriu).
3. Quando uma carga elétrica atravessa um campo magnético, ela gera uma corrente elétrica. Conforme essas correntes descem até a atmosfera ao longo das linhas do campo, elas ficam mais carregadas.
4. Quando se chocam contra a região ionosférica da atmosfera superior da terra, elas batem nos íons de oxigênio e nitrogênio.
5. As partículas então transferem sua energia para os íons de oxigênio e de nitrogênio.
6. A absorção da energia pelos íons de oxigênio e de nitrogênio faz com que os elétrons dentro deles fiquem "excitados" e passem de uma órbita de baixa energia para uma órbita de alta energia.
7. Quando os íons relaxam, os elétrons nos átomos de oxigênio e de nitrogênio voltam para suas órbitas originais. Durante o processo, eles re-irradiam energia em forma de luz. Essa luz produz a aurora e as diferentes cores provêm da luz irradiada pelos diferentes íons.

Nota: As partículas que interagem com os íons de oxigênio e nitrogênio na atmosfera não vêm do sol. Na verdade, elas já haviam sido atraídas pelo campo magnético da terra. Os ventos e erupções solares afetam o campo magnético e fazem com que essas partículas dentro da magnetosfera comecem a se mexer.

Para mais informações sobre as auroras, veja os links na próxima página.

Como nós conhecemos a causa da aurora?

Em 1895, o físico norueguês Kristian Birkeland analisou a causa das auroras. Birkeland acreditava que as auroras eram causadas por elétrons do sol que interagiam com o campo magnético da Terra. Para testar isso, ele colocou um ímã esférico chamado terrella dentro de uma câmara a vácuo. Isso junto com um canhão de elétrons. Quando ele ligou o canhão, os elétrons interagiram com o campo do ímã e produziram uma aurora artificial, comprovando sua tese.

Entretanto, a aurora artificial de Birkeland não tinha o anel oval característico. O anel da aurora foi anunciado em 1964 por um estudante japonês chamado Sun-ichi Akasofu. Ele examinou fotografias das auroras e concluiu que as auroras eram anéis. Mas então por que as auroras de Birkeland não eram ovais? Birkeland pensava que os elétrons que excitavam os íons de oxigênio e de nitrogênio vinham diretamente do sol. Apenas quando os satélites começaram a estudar as auroras e a medir a magnetosfera é que os os cientistas descobriram que os elétrons vinham da própria magnetosfera. Quando esta idéia foi colocada em prática, com os modelos matemáticos, os anéis da aurora foram explicados.

veiculo a ar comprimido

Foto cortesia de Zero Pollution Motors
Espera-se que o e.Volution com motor a ar comprimido seja o automóvel ideal para cidades muito poluídas

Você foi ao posto de gasolina nos útlimos dias?  O preço da gasolina  tem subido vertiginosamente. Mas o custo não é o único problema no uso da gasolina como combustível primário. Ela também prejudica o meio-ambiente e, uma vez que não se trata de um recurso renovável, eventualmente se esgotará.

Uma alternativa possível é o carro movido a ar. Existem pelo menos dois projetos em desenvolvimento para um novo tipo de carro que será movido a ar comprimido. Neste artigo, você conhecerá a tecnologia por trás desses dois modelos de carros a ar comprimido que estão sendo desenvolvidos e saberá como eles poderão substituir o seu "beberrão" de gasolina até o final da década!

Motor de dois cilindros de ar comprimido

Foto cortesia de Zero Pollution Motors
O e.Volution será capaz de viajar a cerca de 200 km (124 milhas) antes de precisar ser abastecido com ar comprimido

Em alguns anos você poderá ver o primeiro veículo movido a ar circulando pela sua cidade. Provavelmente, será o e.Volution , carro que está sendo construído pela Zero Pollution Motors em Brignoles, França. Estes automóveis têm gerado grande interesse nos últimos anos e o governo do México já assinou um acordo para comprar 40 mil e.Volutions para substituir, na extremamente poluída Cidade do México, táxis movidos a gasolina e óleo diesel.

Os fabricantes promovem o e.Volution como sendo um carro de baixa poluição ou poluição zero. Entretanto, há discussões sobre qual seria o impacto ambiental que esses automóveis movidos a ar causariam. Fabricantes sugerem que, como os carros são movidos a ar, eles são ambientalmente corretos. Já aqueles que não são favoráveis ao carro movido a ar dizem que estes automóveis apenas tiram a poluição dos canos de escape e a transferem para outro lugar, assim como acontece em uma usina elétrica. Estes carros necessitam de eletricidade para que o ar seja comprimido em seus tanques, e é necessário combustível fóssil para fornecer energia elétrica.

O e.Volution é impulsionado por um motor de dois cilindros comprimido a ar. O conceito básico existente por trás do motor é único: ele pode se mover tanto com apenas ar comprimido ou atuar como um motor de combustão interna. O ar comprimido é armazenado em tanques de fibra de carbono ou de vidro a uma pressão de 1.900 kg por polegada quadrada (psi). O ar é alimentado através de um injetor de ar até o motor e flui dentro de uma pequena câmara, a qual faz o ar se expandir. O ar empurra os pistões e estes empurram o virabrequim, dando força ao carro.

Foto cortesia de Zero Pollution Motors
O escape do motor do carro e.Volution, visto aqui, não conterá poluentes

A Zero Pollution Motors também trabalha em uma versão híbrida do seu motor que poderá operar com uma combinação de combustível tradicional e ar. A mudança de fonte de energia será feita eletronicamente. Quando o carro trafegar a velocidades inferiores a 60 km/h, ele será movido a ar. Em velocidades superiores, será movido a combustíveis tais como gasolina, óleo diesel ou gás natural.

Tanques de ar fixados na parte inferior do carro podem comportar cerca de 300 l (79 galões) de ar. Este ar comprimido pode abastecer o e.Volution por até 200 km (124 milhas) a uma velocidade máxima de 96,5 km/h (60 milhas por hora). Quando o tanque estiver quase vazio, você poderá encostar o carro e reabastecer o e.Volution na bomba de ar mais próxima. Usando-se uma fonte elétrica doméstica, o tanque de ar comprimido levará cerca de quatro horas para ser reabastecido. Entretanto, com uma bomba de alta pressão é possível fazer uma recarga rápida de três minutos.

O motor do carro exige uma pequena quantidade de óleo, cerca de 0,8 l, que o motorista deverá trocar apenas a cada 50 mil km (31.000 milhas). O carro será equipado com transmissão automática, tração traseira, direção do tipo pinhão e cremalheira e terá uma distância entre eixos de 2,89 m (9,5 pés). Ele pesará cerca de 700 kg (1.543 libras) e terá o tamanho de 3,81 m (12,5 pés) de comprimento, 1,74 m (5,7 pés) de altura e 1,71 (5,6 pés) de largura.

Em outubro, o e.Volution fez sua primeira aparição pública em Johannesburg, África do Sul, na Auto Africa Expo 2000. A Zero Pollution afirmou que o carro seria posto à venda na África do Sul em 2002, mas não diz quando o automóvel estará disponível em outras partes do mundo.

Outra versão de carro movido a ar está sendo desenvolvida por pesquisadores da Universidade de Washington usando o conceito de motor a vapor, com a exceção de que não há combustão. Os pesquisadores usam nitrogênio líquido como propulsor para seu protótipo de carro a ar LN2000. Os pesquisadores decidiram usar nitrogênio por causa de sua abundância na atmosfera - o nitrogênio compõe aproximadamente 78% da atmosfera terrestre - e pela disponibilidade de nitrogênio líquido. Há cinco componentes no motor do LN2000:

• um tanque de aço inoxidável de 91 l
• uma bomba que move o nitrogênio líquido para o economizador
• um economizador que aquece o nitrogênio líquido com calor resultante do escapamento
• um permutador de calor que ferve o nitrogênio líquido, criando um gás de alta pressão
• um expansor, que converte a energia do nitrogênio em força utilizável

O nitrogênio líquido, armazenado a -196 ºC (-320 ºF), é vaporizado pelo convertor de calor. O convertor de calor é o coração do motor criogênico do LN2000, que recebe este nome devido às temperaturas extremamente baixas nas quais o nitrogênio líquido é armazenado. O ar movido em torno do veículo é usado para aquecer o nitrogênio líquido ao ponto de fervura. Uma vez que o nitrogênio líquido ferve, transforma-se em vapor da mesma forma que a água fervida se torna vapor d'água em um motor a vapor.

O gás nitrogênio formado pelo convertor de calor é expandido em aproximadamente 700 vezes seu volume quando em estado líquido. Este gás altamente pressurizado é então alimentado ao expansor, onde a potência do gás nitrogênio é convertida em força mecânica para empurrar os pistões do motor. O único resíduo de escape é o nitrogênio, e como este compõe a maior parte da atmosfera, o automóvel emite pouca poluição. Entretanto, estes carros podem não reduzir a poluição tanto quanto você pensa. Enquanto a poluição inexiste no carro, ela pode ser transferida para outro lugar. Assim como com o e.Volution, o LN2000 necessita de eletricidade para comprimir o ar. O uso dessa eletricidade significa que haverá alguma quantidade de poluição em outro lugar.

Parte do calor resultante da exaustão circula através do motor para o economizador, que pré-aquece o nitrogênio antes deste entrar no convertor de calor, aumentando a eficiência. Dois ventiladores situados na traseira do veículo sugam o ar através do convertor de calor para aumentar a transferência de calor para o nitrogênio líquido.

Os pesquisadores de Washington desenvolveram um protótipo ainda primitivo de seu carro, usando um furgão de correio Grumman-Olson Kubvan ano 1984 convertido. O furgão tem um motor radial de cinco cilindros que produz 15 cavalos com combustível de nitrogênio líquido. Ele é também equipado com transmissão manual de cinco marchas. Atualmente, o carro é capaz de percorrer apenas 3,2 km (2 milhas) com um tanque cheio de nitrogênio líquido, e sua velocidade máxima é de apenas 35.4 km/h (22 m/h). Entretanto, como o carro movido a nitrogênio líquido será mais leve, os pesquisadores acham que um tanque com 227 l (60 galões) dará ao LN2000 uma autonomia potencial de aproximadamente 321.8 km (200 milhas).

Com o preço da gasolina disparando, como vem acontecendo nos últimos anos, não demorará muito para que os motoristas recorram a veículos movidos a combustíveis alternativos. Ainda que os veículos movidos a ar percam terreno para os seus concorrentes movidos à gasolina no que diz respeito a desempenho e potência, eles operam com menor custo e são ecologicamente corretos, o que os torna mais atrativos como o futuro do transporte nas estradas.

pesquisa retirada do site: http://carros.hsw.uol.com.br/carros-a-ar.htm

Se a natureza tem aversão a vácuo, por que o vácuo espacial não absorve toda a atmosfera da Terra?

Com base em nossa experiência com a natureza, a impressão é que ela realmente tem aversão a vácuo. Se você criar um vácuo dentro de um recipiente aqui na Terra, a natureza rapidamente encherá este recipiente com ar, se você permitir (por exemplo, perfurando o recipiente).

Por outro lado, sabemos que o espaço sideral é um vácuo gigante, ele é infinitamente maior que a Terra, de modo que 99% de nosso universo é um vácuo. Com base nisso, o ideal é dizer que a "natureza ama o vácuo". Então, por que o vácuo do espaço sideral não absorve nossa atmosfera?

Digamos que você está na Terra segurando uma garrafa de vidro. Se você prender a garrafa a uma bomba de vácuo e tirar todo o ar e em seguida você fechar a garrafa, ela ficará com um vácuo. Se você fizer um furo nesta garrafa, o ar entrará. Isso ocorre devido à pressão atmosférica ao redor da garrafa. Na Terra, estamos todos rodeados de ar, que sobe muitos quilômetros acima de nós. As moléculas de ar ficam umas sobre as outras e criam uma pressão de 14,7 psi ao nível do mar. Quanto mais alto você subir na atmosfera, menor será a camada de moléculas e menor a pressão.

Pressão atmosférica a várias altitudes

• Nível do mar - 14,7psi
• 3.000m - 10,2psi
• 6.000m - 6,4psi
• 9.000m - 4,3psi
• 12.000m - 2,7psi
• 15.000m - 1,6psi

Ao nível do mar, é o peso de todas essas moléculas sobre a garrafa (7 kg/cm²) que as força para dentro do vácuo perfurado.

Se viajasse em um foguete à margem da atmosfera, você descobriria que não há pressão atmosférica. Ao contrário, as moléculas de ar individuais ficam se movendo ao redor no vácuo espacial. As moléculas podem mover-se para qualquer lugar, mas elas tendem a seguir em direção à Terra, pois a gravidade da Terra age sobre elas assim como age sobre qualquer coisa que tenha massa. A razão de o vácuo espacial não atrair as moléculas é o fato de não haver absorção ao vácuo espacial - não há pressão atmosférica que força as coisas para o vácuo. O que há no espaço são as moléculas que percorrem este vácuo.

Você pode ver que não há risco de o vácuo absorver nossa atmosfera, mas existe outra força que poderia roubar nossa atmosfera. Essa força é chamada de vento solar. Felizmente, a atmosfera é protegida contra o vento solar pelo campo magnético da Terra.

informação retirada do site:http://ciencia.hsw.uol.com.br/questao200.htm

roupas anti explosões-como funcionam

Nesse exato momento, essas três situações podem estar acontecendo:

• um pacote suspeito é descoberto do lado de fora de um departamento federal;
• um dispositivo explosivo improvisado está sendo instalado em uma estrada no Iraque ou no Afeganistão;
• um fazendeiro inglês está prestes a desenterrar acidentalmente uma bomba ativada da Segunda Guerra Mundial.

Quando são encontradas bombas, artefatos não detonados (equipamento militar que inclui artilharias, canhões e outros equipamentos) ou dispositivos de risco, eles devem ser neutralizados, desarmados, removidos ou explodidos de uma maneira segura e controlada.

Às vezes, os robôs podem ser usados para essas tarefas, mas é comum o trabalho exigir a habilidade, a coragem e as mãos firmes de um técnico especializado em desativação de artefatos explosivos (DAE). O termo "DAE" é usado com mais freqüência pelo exército. Os civis e os departamentos de polícia se referem a esses dispositivos como artefatos não detonados, ou AND.

Nas roupas de trabalho de um técnico em DAE podem ser usados materiais que vão desde placas de cerêmica a kevlar, o material utilizado nos coletes à prova de balas. Vários fabricantes criam tipos e modelos diferentes de trajes blindados e outras roupas resistentes a explosões.

Embora o típico traje blindado seja volumoso, quente e caro, as roupas resistentes a explosões estão em constante evolução para se adaptar às necessidades das pessoas que as utilizam. Existem três grupos principais de pessoas cujas vidas dependem dessas roupas:

• militares
• civis / policiais
• humanitários que trabalham em zonas de guerra

Logo, essa roupa poderá incorporar de nanotubos a outros materiais especiais. Mas, antes de aprofundarmos a discussão sobre o material com que é feita essa roupa e como ela pode proteger, vamos falar das bombas contra as quais ela oferece proteção.

O que acontece quando uma bomba explode? Como ela consegue nos ferir? E como uma roupa resistente a explosões previne e protege contra essas lesões?

Uma bomba é basicamente um tipo de invólucro ou cartucho que contém material explosivo. O invólucro pode ser feito de uma carcaça de artilharia revestida de aço, e até mesmo de uma garrafa de vidro ou um pedaço de cano vedado. Quando o invólucro sofre a força da explosão, ele se fragmenta e cada pedaço da carcaça se transforma em um projétil mortal. O material explosivo pode ser qualquer tipo de explosivo de alta potência, como TNT ou Semtex (você pode obter mais informações sobre bombas em Como funcionam as bombas).

Uma bomba pode provocar diversos tipos de danos, dependendo do ponto que a explosão atinge. Esses pontos diferentes incluem a onda de propulsão, as ondas de choque, a fragmentação, o calor e a rajada de vento.

• Onda de propulsão - quando uma bomba explode, a área ao redor da explosão fica superpressurizada, resultando em partículas de ar altamente comprimidas que viajam mais rápido que a velocidade do som. Essa onda se dissipará com o tempo e a distância e durará milisegundos. É a onda de propulsão inicial que provoca a destruição maior. Ao atingir uma estrutura ou uma pessoa, duas coisas acontecem: a pessoa sentirá a força da explosão, que é o impacto inicial e principal da onda de choque, depois, o impacto destruirá a estrutura ou o corpo.
• Ondas de choque - depois que a onda de propulsão atinge uma superfície ou corpo, as ondas de choque de alta velocidade, ou ondas de pressão, continuarão a passar - no corpo, atravessarão órgãos e tecidos. As ondas de choque carregam a energia através do meio por onde passam, são supersônicas e transportam mais energia que as ondas sonoras. Hoje, não existe uma maneira eficaz de impedir que as ondas de choque atravessem roupas protetoras e, em alguns casos, medidas de proteção podem até aumentar os efeitos destrutivos [fonte: Skews].
• Fragmentação - quando a bomba explode, seu invólucro e quaisquer outros fragmentos (pregos, parafusos ou outros itens incluídos na bomba) serão arremessados violentamente. Quando esses estilhaços atingem construções, concreto, alvenaria, vidros e pessoas, eles podem se fragmentar ainda mais - e causar mais danos. Isso é conhecido como fragmentação secundária.
• Fogo e calor - a explosão também pode criar uma bola de fogo e temperaturas elevadíssimas, que podem provocar queimaduras nas pessoas, além de incêndios ou explosões secundárias, caso haja alguma outra fonte de combustível ou material inflamável próximo da explosão.
• Rajada de vento - no local da explosão, o rápido movimento da explosão para fora cria um vácuo. Esse vácuo se encherá novamente, quase que de imediato, com a atmosfera em volta. Isso faz com que se crie uma pressão muito forte em qualquer pessoa ou estrutura próxima depois que o efeito inicial da pressão da explosão foi produzido. Como esse vácuo se enche novamente, forma-se um vento muito intenso que faz com que objetos, vidros e escombros fragmentados sejam arremessados de volta para a origem da explosão.

Uma roupa resistente a explosões oferece a proteção mais completa aos técnicos especializados em desativação de artefatos explosivos. Quando uma bomba atinge uma roupa dessas, a força é reduzida pelas fibras que foram tecidas firmemente. Tais fibras dispersam a força da bomba pela roupa toda. As placas balísticas ajudam a dissipar a força e a repelir os estilhaços e a fragmentação secundária. O calor e as chamas produzidas por uma bomba são neutralizados pela qualidade da roupa de resistência ao fogo.

Veremos agora os materiais e componentes que fazem a difusão.



As roupas anti-bomba são feitas de Kevlar ou de algum outro produto à base de aramida. A aramida (nome genérico para Kevlar) consiste em fibras sintéticas derivadas de polímeros - grandes moléculas feitas de filamentos de moléculas menores chamadas de monômeros. A excelente relação resistência-peso da aramida faz dela o tecido ideal para roupas à prova de balas e roupas resistentes a explosões.

Pode ser adicionada à roupa uma quantidade extra de espuma ou de outro tipo de enchimento. Isso oferece proteção ao usuário não apenas contra fragmentos, mas também contra a força do impacto que ocorre quando o usuário é jogado no chão.

O traje possui bolsos internos de tecido e velcro onde as placas balísticas podem ser inseridas. Essas placas são feitas de aço, aramida ou cerâmica revestida e foram criadas para proteger o usuário contra a fragmentação.

As roupas anti-bomba também incluem outros componentes protetores. Confira a seguir.

• Um capacete resistente a explosões pode ser construído com um núcleo em aramida, algum tipo de camada externa protetora moldada e um cinto de suspensão para proporcionar mais conforto. Os capacetes têm um visor claro e anti-balístico, e alguns possuem fones e microfone embutidos, com a capacidade de transmitir sinais. Esses capacetes podem ter um sistema de ventilação interna que refresca o usuário e desembaça o visor. Também pode haver suportes onde o técnico pode montar uma câmera de vídeo ou colocar uma luz.
• Um colarinho alto protege o pescoço e se estende até o capacete.
• As galochas normalmente são presas à roupa e se encaixam sobre o calçado do técnico.
• Geralmente distribuídas para proteger as regiões do pescoço, do peito e da virilha, as placas também podem ser colocadas dentro dos bolsos internos na frente dos braços, das pernas e das costelas.
• A roupa resistente a explosões normalmente inclui tiras que soltam facilmente para que o traje possa ser retirado caso o técnico esteja ferido e precise ser transportado ou receber atendimento médico.
• Como o calor dentro da roupa pode ser insuportável, alguns modelos possuem mecanismos de resfriamento interno. Esses dispositivos circulam a água coletada de uma bolsa de gelo, através de uma rede de tubos presos à roupa ou de um colete usado embaixo do traje.

((Bombas e mãos expostas

Muitas roupas são feitas sem proteção para as mãos. E isso é feito propositadamente: o técnico provavelmente terá que ter as mãos livres para desativar a bomba.))

Embora estejam sendo feitos grandes avanços nas roupas resistentes a explosões, existem limites quanto ao nível de proteção que esses materiais podem proporcionar. Se uma bomba for muito grande e você estiver muito próximo dela, é possível que não haja nada que possa impedir os danos que a explosão, a fragmentação e as ondas de choque podem causar. Nenhum material ou estrutura é totalmente à prova de bombas.

Para algumas profissões, não é nada prático usar uma roupa resistente a explosões completa todo dia no trabalho, mas é necessário estar protegido contra bombas e artefatos não detonados. Como esses profissionais se protegem? Conheceremos na próxima página outras opções de resistência a explosões.

Nem toda pessoa que encontra uma bomba está totalmente vestida com uma roupa resistente a explosões. Um atirador exposto em um veículo blindado, passando à beira de uma estrada onde há uma bomba, corre tanto perigo quanto um técnico encarregado de se aproximar de um dispositivo explosivo e de desarmá-lo. Os dois devem usar roupas resistentes a explosões - mas tipos diferentes, de acordo com suas necessidades.

Trabalhadores de ajuda humanitária também precisam de proteção quando desativam minas terrestres ou quando entregam suprimentos às pessoas que vivem em países onde há minas espalhadas por todos os lados. Dois acessórios protetores bastante úteis são as botas anti-mina e os aventais.


Mauricio Duenas/AFP/Getty Images
Edgar Moreno, vítima da explosão de uma mina terrestre, coloca uma bandeira com as palavras "No more anti-personnel mines" (Chega de minas antipessoal) em uma pilha de sapatos em Bogotá, na Colômbia

As botas anti-minas são usadas por pessoas que desativam bombas em campos minados ou que trabalham perto de áreas minadas e precisam atravessá-las. As solas são alguns centímetros mais grossas do que as das botas normais. Tabre (technology for attenuating blast related energy - tecnologia de amortecimento de energia relacionada à explosão) é outro material que, às vezes, é utilizado nas solas. O tabre é feito de minúsculos grãos de pedra revestidos de resina, criado para dispersar a força da explosão. Quando a onda de choque atinge a rede de pedrinhas, sua energia é forçada através do labirinto que elas formam, o que libera e diminui a energia [fonte: BBC]. As botas também podem ter materiais como placas de aço ou Kevlar para proteger os pés contra a penetração de estilhaços e detritos.

Os aventais protetores também são usados nas missões humanitárias - geralmente realizadas pelas Nações Unidas - que envolvem a limpeza de áreas completamente minadas nos países que sofrem com as guerras. O avental protege a pessoa onde ela mais precisa: na frente, no pescoço, nos ombros e na região da virilha. Muito semelhante a um avental de cozinha, ele não possui parte traseira, o que diminui seu peso e o calor excessivo que produz.

Outros dispositivos resistentes a explosões

Além das roupas protetoras que os técnicos em DAE podem usar, existem alguns dispositivos protetores e preventivos que podem tornar os espaços públicos mais seguros.

• As construções podem ser reforçadas com Paxcon, um polímero que é passado nas paredes para fortalecer as superfícies contra explosões e manter as partes quebradas no lugar, caso um projétil as acerte [fonte: Sofge].
• As portas anti-bomba, construídas com duas chapas de aço que comprimem uma cavidade (que contém uma grade reforçada com barras de aço e é preenchida com concreto) podem ser vedadas para impedir a entrada de substâncias químicas - até mesmo o Napalm líquido.
• O vidro blindado e as cortinas blindadas seguram os estilhaços protegendo as pessoas que estão no interior do local bombardeado, como também as que estão do lado de fora, que podem ser atingidas pelos fragmentos durante a rajada de vento. As cortinas também são resistentes ao fogo.
• Os cobertores anti-bomba dissipam a força de uma explosão e impedem que os fragmentos da bomba atinjam as pessoas que estão próximas.
• Os ônibus anti-bomba estão sendo desenvolvidos em Israel para limitar a carnificina causada pelos homens-bomba que detonam explosivos depois que sobem no ônibus. Muitos desses veículos já são blindados e possuem janelas resistentes a explosões. Catracas especiais, saída somente pelas portas traseiras e sensores de bomba também estão sendo testados.
• As latas de lixo anti-bomba dissipam a força da explosão, direcionando a explosão para cima, e não para fora, evitando que a fragmentação fira as pessoas.

Existem várias tecnologias novas, e outras que estão surgindo, no campo da desativação de artefatos explosivos (DAE). Vamos ver algumas delas.

• Placas modeladas - o Exército dos Estados Unidos está realizando testes avançados em coletes de segurança, e espera distribuir aos soldados por volta de 2012. Esses coletes possuem seis placas balísticas, em contraste com as duas que existem hoje. Além disso, as placas são especialmente moldadas - um design que deixa menos espaços desprotegidos entre as placas oferecendo mais proteção à coluna.
• Zetix - material fabricado pela empresa Auxetics Technologies, Ltd. Ele realmente engrossa quando é esticado. Imagine uma corda de bungee jump. Se você esticá-la, ela ficará mais fina. No entanto, se você enrolar um fio em torno da corda e puxá-lo com firmeza, o tecido realmente fica mais grosso. Essa é a idéia por trás da auxética. Ao unir as fibras auxéticas e ao serem esticados, os feixes também ficam mais grossos. Como tecido, poderia ser usado em diferentes produtos resistentes a explosões. Se fosse utilizado para construir uma cortina blindada, por exemplo, as estruturas em forma de espiral poderiam ser feitas de aço, de titânio ou de fibra de carbono. Poderia permitir que a força da explosão passasse pelo tecido, enquanto este engrossaria, evitando rasgos na cortina, e protegendo contra a fragmentação.

  

• Armadura líquida - a armadura líquida não é exatamente líquida, ela  consiste em placas de Kevlar mergulhadas em um fluido de espessamento. Quando é aplicada uma força a essa substância, ela endurece e se liquefaz novamente em questão de frações de segundo. Quando o Kevlar é mergulhado nessa substância, ele fica muito mais resistente.
• Nanotubos - o carbono pode ser ligado de diversas maneiras, de modo a criar propriedades totalmente novas. Os nanotubos são tubos cilíndricos de moléculas de carbono que podem ser tão pequenas quanto a bilionésima parte de um metro - e até 60 vezes mais fortes do que o aço. Roupas de nanotubo podem oferecer uma blindagem incrivelmente eficiente - mais resistente a projéteis que o aço, e leves o suficiente para proteger o corpo inteiro.

informações no site:http://ciencia.hsw.uol.com.br/roupas-anti-explosao.htm

como funciona um eletro imã

A idéia básica por trás de um eletroímã é extremamente simples: ao passar uma corrente elétrica por um fio, é possível criar um campo magnético.
Usando este princípio simples, é possível criar todos os tipos de coisas, incluindo motores, solenóides, cabeçotes de leitura/gravação para discos rígidos e toca-fitas, alto-falantes e outras coisas mais. Neste artigo, você vai aprender como os eletroímãs funcionam e também vai ter a chance de testar vários experimentos com um eletroimã que você pode criar sozinho.
Antes de falar sobre os eletroímãs, vamos falar sobre os ímãs normais e "permanentes" como os que colocamos na geladeira e com os quais você provavelmente brincava quando criança.
Os ímãs têm 2 lados, normalmente marcados com "norte" e "sul", e eles atraem coisas feitas de ferro ou aço. Provavelmente você sabe a lei fundamental de todos os ímãs: os lados opostos se atraem e os iguais se repelem. Por isso, se tiver 2 barras de ímã com extremidades marcadas "norte" e "sul", a extremidade norte de um ímã irá atrair a extremidade sul do outro. Por outro lado, a extremidade norte de um ímã irá repelir a extremidade norte do outro (e de maneira semelhante, a sul de um irá repelir a sul do outro).
Um eletroimã é muito semelhante, exceto pelo fato de que é "temporário", ou seja, o campo magnético só existe quando a corrente elétrica está passando.
Um eletroímã começa com uma pilha ou bateria (ou alguma outra fonte de energia) e um fio. O que a pilha produz são os elétrons.
Se você olhar qualquer pilha D (uma pilha de lanterna, por exemplo), dá para ver que há duas extremidades, uma marcada com um sinal de mais (+) e outra marcada com o sinal de menos (-). Os elétrons estão agrupados na extremidade negativa da pilha e, podem fluir para a extremidade positiva, com o auxílio de um fio. Se você conectar um fio diretamente entre os terminais positivo e negativo de uma pilha, três coisas irão acontecer:
os elétrons irão fluir do lado negativo da pilha até o lado positivo o mais rápido que puderem;
a pilha irá descarregar bem rápido (em questão de minutos). Por esse motivo, não costuma ser uma boa idéia conectar os 2 terminais de uma pilha diretamente um ao outro, normalmente, você conecta algum tipo de carga no meio do fio. Essa carga pode ser um motor, uma lâmpada, um rádio;
um pequeno campo magnético é gerado no fio. É esse pequeno campo magnético que é a base de um eletroímã.
A idéia de campo magnético pode ter lhe surpreendido, mas ele, definitivamente, existe em todos os fios que transportam eletricidade. Dá para provar isso com um experimento. Você vai precisar de:
uma pilha AA, C ou D;
um pedaço de fio; se não tiver um fio na sua casa, compre um carretel de fio de cobre fino isolado em uma loja de equipamentos eletrônicos ou de ferragens perto da sua casa. Um fio como o de telefone é perfeito, basta você cortar a capa de plástico e vai encontrar 4 fios lá dentro;
uma bússola.
Coloque a bússola sobre a mesa e, com o fio perto da bússola, conecte, por alguns segundos, o fio entre as extremidades positiva e negativa da pilha. O que você vai perceber é que a agulha da bússola se desloca. Inicialmente, a bússola irá apontar para o pólo norte da Terra, como mostrado na figura à direita (lembre-se que dependendo da sua posição no planeta, a agulha não ficará como a da nossa figura.) Ao conectar o fio à pilha, a agulha da bússola oscila, visto que essa agulha é um pequeno ímã com um pólo norte e um pólo sul. Considerando que a agulha é pequena, ela é sensível a campos magnéticos pequenos. Então, o campo magnético criado no fio, pelo fluxo de elétrons, afeta a bússola.
O SOLENÓIDE
Um solenóide é mais uma forma de eletroímã. Ele é um tubo eletromagnético geralmente usado para mover linearmente um pedaço de metal. Encontre um canudinho ou uma caneta velha (retire o tubo de tinta) e ache um prego pequeno também (ou um clipe de papel desentortado) que caibam dentro do tubo da caneta. Dê 100 voltas no fio ao redor do tubo. Coloque o prego ou clipe de papel em uma ponta da bobina e então conecte a bobina na pilha. Percebe como o prego se move? Os solenóides são usados em todos os tipos de lugares, especialmente em travas. Se o seu carro tem travas elétricas, talvez elas funcionem com o uso de um solenóide. Outra coisa comum para se fazer com o solenóide é substituir um prego por um ímã permanente fino e cilíndrico. Isto torna possível mover o ímã para dentro e para fora mudando o sentido do campo magnético do solenóide. Cuidado ao tentar colocar um ímã no seu solenóide, pois esse ímã pode ser arremessado para fora.

acessado dia 07/08/08 as 19:46 no endereço:
http://ciencia.hsw.uol.com.br/eletroimas.htm