Energia Eólica
Atualmente, a energia eólica é utilizada em larga escala no mundo. Na última década, sua evolução demonstra sua aceitação como fonte geradora, com tendências de crescimento expressivo relativamente às matrizes energéticas dos paises que a utilizam. Hoje, existem mais de 30.000MW de capacidade instalada no mundo. A maioria dos projetos está localizada na Alemanha, Dinamarca, Espanha e Estados Unidos.
Na Dinamarca, a contribuição da energia eólica equivale a 12% da energia elétrica total produzida no país; no norte da Alemanha, região de Schleswig Holstein, a contribuição eólica já passou de 16%; e a União Européia tem como meta, até 2030, gerar 10% de toda eletricidade a partir do vento.
O Brasil tem grande potencial eólico: cerca de 140 gigawatts, segundo o Atlas Eólico Brasileiro publicado pelo CEPEL (Centro de Pesquisas Elétricas da Eletrobrás), concentrado principalmente nas regiões litorâneas, sobretudo na região nordeste.
A energia eólica é uma energia renovável e de baixo impacto ambiental. Não existem emissões de gases na geração, rejeitos efluentes e tampouco consumo de outros bens naturais como a água. Para se ter uma idéia de ocupação de solo, o equipamento ocupa 1% da área da usina eólica, e o restante pode ser ocupado por lavoura ou pastagem, sem transtornos para animais ou plantas. Pode-se morar a uma distância de 400 metros das usinas eólicas sem que seu ruído cause danos ou perturbações ao ser humano. Na Dinamarca os fazendeiros têm aerogeradores bem próximos de suas residências.
Um grande impulsor da energia eólica será o resgate equivalente de carbono decorrente da produção de sua energia limpa, quando comparada com uma mesma quantidade de energia produzida por fonte utilizando combustíveis fósseis. Com a ratificação do Protocolo de Quioto, a geração de energia por fonte eólica poderá se beneficiar fortemente com a emissão dos certificados de carbonos cujos valores poderão ser expressivos, contribuindo assim para melhorar o rendimento econômico dos projetos eólicos.
Em janeiro de 2004, a Petrobras inaugurou na unidade de produção de petróleo em Macau/RN, o seu primeiro parque eólico com potência instalada de 1,8 MW (3 aerogeradores de 600 kW cada). A empresa está desenvolvendo o projeto do seu segundo parque eólico, que ficará na região de Rio Grande, no estado do Rio Grande do Sul, com capacidade de 4,5 MW. Além disso, mantém mais de 20 pontos de medição de potencial eólico no Brasil e realiza estudos para instalação de outras unidades e parcerias nos projetos do PROINFA (Programa de Incentivos às Fontes Alternativas de Energia Elétrica).
O PROINFA, instituído pela Lei nº 10.438, de 26 de abril de 2002 e revisado pela Lei nº 10.762, de 11 de novembro de 2003, tem como objetivo a diversificação da matriz energética brasileira e a busca por soluções de cunho regional com a utilização de fontes renováveis de energia. O programa promoverá a implantação de 3.300 MW de capacidade, sendo 1.100 MW de energia eólica, 1.100 MW de biomassa e 1.100 MW de pch (pequenas centrais hidrelétricas).
Usina eólica de Macau (RN)
Na década passada, aerogeradores eram equipamentos que chegavam a uma potência de 250 a 500 kW, diâmetro do rotor de 50m e altura de torre de 50m. Nos dias de hoje, eles são produzidos em escala industrial e chegam a 3.000 kW, com diâmetro de rotor de 100m e altura de torre também de 100m.
Hoje o mercado já atua com protótipos de 4.500 kW de potência, diâmetro de 100m e torre de 120m. Quando essas máquinas se tornarem comercialmente viáveis, uma única turbina poderá alimentar cerca de 21 mil consumidores residenciais, o equivalente a um conjunto habitacional de 4.200 residências.
A qualidade da energia depende fundamentalmente do tipo de gerador utilizado (assíncrono ou síncrono) e de sua regulação. Se a rede elétrica, onde a usina eólica estiver conectada, for considerada forte, a influência da variação de tensão da energia elétrica produzida pelo aerogerador, devido à variação da velocidade do vento, é pouco percebida. Ao contrário, se a rede for fraca, esta variação poderá ocasionar forte flutuação da tensão da energia elétrica ao longo desta rede.
Potencial Eólico do Brasil
Elevada quantidade de energia gerada por unidade;
A área ocupada com a instalação de cada turbina, incluindo as estradas de acesso, é de apenas 1% da área total reservada para cada unidade, considerado o espaçamento mínimo recomendável. Os 99% restantes da área podem ser destinados para outros fins, como plantação de gramíneas, hortaliças e pastagem;
A energia anual gerada por uma turbina de 600kW evita , em média, a emissão de 1.200 toneladas por ano de CO2, caso a mesma quantidade de energia fosse gerada por uma central diesel elétrica;
A energia produzida por uma turbina eólica durante sua vida útil (20 anos) é oito vezes maior que a quantidade de energia usada para construí-la, mantê-la, operá-la, desmontá-la e recuperá-la totalmente. Em apenas três meses de operação, a turbina produz energia equivalente à energia gasta para sua construção e operação.
Energia Eólica
Pelo próprio nome, energia eólica é aquela produzida pela transformação da energia cinética dos ventos em energia elétrica. O vento constitui uma imensa fonte de energia natural.
Existem, atualmente, mais de 20.000 turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo, com uma capacidade instalada de 5.500 MW. De acordo com a Agência Internacional de Energia, a capacidade mundial de turbinas eólicas instaladas alcançará 10.000 MW até este ano (2000). Na Europa, espera-se gerar 10% de toda eletricidade a partir do vento, até o ano 2030.
Sobre os ventos
O vento é o ar em movimento devido ao aquecimento desigual da superfície terrestre pelo sol.
A Terra e seu envelope de ar, a atmosfera, recebe mais calor solar próximo ao Equador do que nas regiões polares. Mesmo assim, as regiões equatoriais não ficam mais quentes a cada ano, nem as polares ficam mais frias.
É o movimento do ar ao redor da Terra que ameniza a temperatura extrema e produz ventos na superfície tão úteis para a geração de energia.
Como todos os gases, o ar se expande ou aumenta de volume quando aquecido, e contrai e diminui de volume quando resfriado. Na atmosfera, o ar quente é mais leve e menos denso do que o ar frio e se eleva a altas atitudes quando fortemente aquecido pelo Sol.
O ar aquecido próximo ao Equador fluirá para cima, e então, na direção dos pólos onde o ar próximo a superfície é mais frio. As regiões terrestres próximas aos pólos, agora, têm mais ar, pressionando-as, e o ar da superfície mais fria tende a desligar dessas áreas e movimentam-se na direção do Equador. Como conclusão, vemos que o vento se desloca da região de maior pressão para a região de menor pressão.
Depois de entender a circulação das massas de ar no planeta em geral, temos um caso não tão grande, mas de mesmo mecanismo, que são as brisas do mar.
A força motora primária da brisa do mar é o resultado da diferença de temperatura entre a terra e o mar. Quando essa diferença é grande e diurna, podem ser esperadas brisas marinhas relativamente fortes durante as horas da tarde e no começo da noite.
As brisas marinhas mais intensas são encontradas naquelas regiões subtropicais secas, ao longo da costa oeste de continentes onde haja um oceano frio. É precisamente nessas regiões que o vento predominante é geralmente fraco e a brisa marinha local é na verdade quase a única fonte de energia eólica por grande parte do ano.
A topografia, ou características físicas do solo, podem influenciar fortemente as características do vento. As montanhas impedem a passagem uniforme dos ventos, o ar canalizado ao redor ou através das aberturas freqüentemente aumenta os ventos fortes locais, ideais para geradores de energia eólica.
Conversão da energia eólica
Um aerogerador consiste num gerador elétrico movido por uma hélice, que por sua vez é movida pela força do vento. A hélice pode ser vista como um motor cujo único combustível é o vento.
A quantidade de energia disponível no vento varia de acordo com as estações e as horas do dia. A topografia e a rugosidade do solo também tem grande influência na distribuição de freqüência de velocidade do vento em um único local. Além disso, a quantidade de energia eólica extraível numa região depende das características do desempenho, altura de operação e espaçamento horizontal dos sistemas de conversão de energia eólica instalados.
A quantidade de eletricidade que pode ser gerada pelo vento depende de quatro fatores:
Da quantidade de vento que passa pela hélice
Do diâmetro da hélice
Da dimensão do gerador
Do rendimento de todo o sistema
As turbinas são, em princípio, instrumentos razoavelmente simples. O gerador é ligado através de um conjunto acionador a um rotor constituído de um cubo e duas ou três pás. O vento aciona o rotor que faz girar o gerador e produzir eletricidade.
Tipos de turbinas eólicas
Turbinas eólicas de eixo horizontal: pode ser de uma, duas, três ou quatro pás ou multipás. A de uma pá requer um contrapeso para eliminar a vibração. As de duas pás são mais usadas por serem fortes, simples e mais baratas do que as de três pás.
As de três pás, no entanto, distribui as tensões melhor quando a máquina gira durante as mudanças de direção do vento. As multipás não são muito usadas, pois são menos eficientes.
Turbinas eólicas do eixo vertical: não são muito usadas, pois o aproveitamento do vento é menor. As mais comuns são três: Savonius, Darrieus e Molinete.
Outras utilizações da força eólica
A) Moenda de milho
Como a maioria dos moinhos europeus possui pás verticais, elas giram à medida que parte do movimento horizontal do vento é transformada em movimento de rotação das pás. Este movimento é transferido por engrenagens e polias para uma pedra de moenda, que tritura os grãos. Para aproveitar ao máximo a energia do vento, a cobertura do moinho gira automaticamente para ficar de frente para o vento toda vez que ele muda de direção.
B) Barcos à vela
A maioria dos barcos à vela modernos, têm velas triangulares que podem ser manobradas para captar o máximo da energia do vento. Os barcos egípcios, de cerca de 1.300 a.C., usavam velas quadradas que só podiam aproveitar com eficácia a energia do vento quando este vinha por trás. Por volta de 200 a.C., os navios do mediterrâneo usavam velas que podiam ser manobradas, aproveitando a energia do vento mesmo quando ele não soprava por trás delas.
História do uso da energia eólica pelo homem
Uma das primeiras formas de energia conhecida, o vento já era empregado para mover barcos à vela de pano em 3.500 a.C.. Em terra, os primeiros moinhos de vento talvez tenham aparecidos na Pérsia por volta de 700 d.C.. As pás giravam horizontalmente e eram conectadas diretamente a pedras de moenda que triturava grãos.
Durante o fim da Idade Média e o início da Idade Contemporânea, a energia eólica foi bastante usada pelos navegadores e também pelos holandeses para drenar regiões alagadas.
Mas é na segunda metade do século XX que a energia eólica teve um aproveitamento e desenvolvimento mais profundo, no sentido de produzir energia elétrica. Considerada fonte alternativa de energia, ganha destaque pela não agressão ao meio ambiente, causando um aumento pelo interesse nessa fonte de energia (lembrando também que essa procura também é impulsionada pela alta no preço do barril do petróleo). O que atrapalha sua proliferação é o elevado custo para a sua instalação, mas sua fonte é inesgotável.
Como exemplo de aerogeradores construídos, temos:
(1890-1910) - Dinamarca- 23 m de diâmetro - 3 pás - 200 kW
(1931) - Rússia - 30 m de diâmetro - 3 pás - 100 kW
(1941) - EUA- 54 m de diâmetro - 2 pás- 1250 kW
(1959) - Alemanha - 34 m de diâmetro - 2 pás - 100 kW
(1978) - EUA (NASA) - 50 m de diâmetro - 2 pás - 200 kW
(década 80/90) - Brasil (Recife-Ne) -C.Br.Em.Eólica - potencial de 6 000 MW - instalados apenas 21,7 MW (fonte: Ver. Galileu-Ag/2000)
Existem atualmente mais de 20.000 turbinas eólicas em operação no mundo, produzindo mais de 2 bilhões de kWh anualmente.
PRÓ: poluição zero. Pode ser complementar às redes tradicionais.
CONTRA: instável, está sujeita a variações do vento e a calmarias. Os equipamentos são caros e barulhentos.
Energia Eólica
A energia cinética do vento também é uma fonte de energia e pode ser transformada em energia mecânica e eléctrica. Um barco á vela usa a energia dos ventos para se deslocar na água. Esta é uma forma de produzir força através do vento.
Durante muitos anos, os agricultores serviram-se da energia eólica para bombear água dos furos usando moinhos de vento. O vento também é usado para girar a mó dos moinhos transformando o milho em farinha. Actualmente o vento é usado para produzir electricidade.
O vento forte pode rodar as lâminas de uma turbina adaptada para o vento (em vez do vapor ou da água é o vento que faz girar a turbina). A ventoinha da turbina está ligada a um eixo central que contém em cima um fuso rotativo. Este eixo chega até uma caixa de transmissão onde a velocidade de rotação é aumentada. O gerador ligado ao transmissor produz energia eléctrica.
A turbina tem um sistema de abrandamento para o caso do vento se tornar muito forte, impedindo assim a rotação demasiado rápida da ventoinha.
Um dos problemas deste sistema de produção eléctrica é que o vento não sopra com intensidade todo o ano, ele é mais intenso no verão quando o ar se movimenta do interior quente para o litoral mais fresco. Outro entrave é o facto do vento ter que atingir uma velocidade superior a 20 km/hora para girar a turbina suficientemente rápido.
Cada turbina produz entre 50 a 300 kilowatts de energia eléctrica. Com 1000 watts podemos acender 10 lâmpadas de 100 watts; assim, 300 kilowatts acendem 3000 lâmpadas de 100 watts cada.
Cerca de 30% da electricidade produzida a partir do vento é criada na Califórnia. A Dinamarca e Alemanha também são grandes exploradores da energia eólica.
Mas uma vez produzida a electricidade é necessário conduzi-la até ás casas, escolas e fábricas. O sistema de transmissão eléctrica é explicado no próximo capítulo.
Energia Eólica
A transformação da força do vento em energia é uma tendência mundial. A energia eólica contribui para a preservação do meio ambiente, não requer água nem gera gases que provocam o efeito estufa.
A Petrobras investiu em três parques eólicos: o primeiro em Macau, no Rio Grande do Norte, com capacidade de produzir 1,8 MW, e dois nos estados do Rio de Janeiro e do Rio Grande do Sul, com capacidade entre 3 MW e 4 MW cada.
Para analisar a viabilidade das futuras unidades, a Petrobras mantém equipamentos de medição do potencial dos ventos em cerca de vinte localidades do Brasil.
Energia Eólica
A energia produzida através da força dos ventos é uma das mais antigas que se utiliza, e tem várias vantagens quando é usada para geração de eletricidade, pois entre outras coisas, é considerada uma energia limpa, renovável, de baixo custo operacional e de implantação.
No Brasil uma das primeiras usinas a entrar em operação comercial, foi a de Fernando de Noronha, e hoje já temas várias em operação, principalmente no Estado do Ceará.
Os maiores aproveitamentos dessas fontes de energia, ficam localizadas nas regiões litorâneas, devido aos maiores potenciais e regularidades dos ventos.
Países como Alemanha e Holanda, possuem grandes Parques Eólicos de Geração de Energia Elétrica, onde a energia elétrica que é gerada representa considerável percentual de suas matrizes energéticas.
domingo, 22 de junho de 2008
ENERGIA DAS MARES
Energia das Marés
Os oceanos podem ser uma fonte de energia para iluminar as nossas casas e empresas. Neste momento, o aproveitamento da energia dos mar é apenas experimental e raro.
Mas como é que se obtém energia a partir dos mares?
Existem três maneiras de produzir energia usando o mar: as ondas, as marés ou deslocamento das águas e as diferenças de temperatura dos oceanos.
A energia das ondas
A energia cinética do movimento ondular pode ser usada para pôr uma turbina a funcionar.
No exemplo da figura, a elevação da onda numa câmara de ar provoca a saída do ar lá contido; o movimento do ar pode fazer girar uma turbina. A energia mecânica da turbina é transformada em energia eléctrica através do gerador.
Quando a onda se desfaz e a água recua o ar desloca-se em sentido contrário passando novamente pela turbina entrando na câmara por comportas especiais normalmente fechadas.
Esta é apenas uma das maneiras de retirar energia da ondas. Actualmente, utiliza-se o movimento de subida/descida do onda para dar potência a um êmbolo que se move para cima e para baixo num cilindro. O êmbolo pode por um gerador a funcionar.
Os sistemas para retirar energia das ondas são muito pequenos e apenas suficientes para iluminar uma casa ou algumas bóias de aviso por vezes colocadas no mar.
A energia das marés
A energia da deslocação das águas do mar é outra fonte de energia. Para a transformar são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem.
Para que este sistema funcione bem são necessárias marés e correntes fortes. Tem que haver um aumento do nível da água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucos sítios no mundo onde se verifique tamanha mudança nas marés.
A energia térmica dos oceanos
O último tipo de energia oceânica usa as diferenças de temperatura do mar. Se alguma vez mergulhares no oceano notarás que a água se torna mais fria quanto mais profundo for o mergulho. A água do mar é mais quente á superfície porque está exposta aos raios solares; é por isso que os mergulhadores vestem fatos próprios para mergulhar em zonas profundas. Os fatos colam-se ao corpo mantendo-o quente.
Pode-se usar as diferenças de temperatura para produzir energia, no entanto, são necessárias diferenças de 38º Fahrenheit entre a superfície e o fundo do oceano. Esta fonte de energia está a ser usada no Japão e no Hawai, mas apenas como demonstração e experiência.
Energia das Marés
ENERGIA DAS ONDAS E MARÉS
Tradicionalmente, em muitos países a energia elétrica tem sido gerada pela queima de combustíveis fósseis, mas os temores sobre o custo ambiental ao planeta e a sustentabilidade do consumo contínuo de combustível fóssil estimularam pesquisas de métodos mais limpos de geração de eletricidade a partir de fontes alternativas de energia. Essas fontes incluem a radiação solar, energia do vento, ondas e marés.
ENERGIA DAS ONDAS
Os geradores utilizam o quase incessante movimento das ondas para gerar energia. Uma câmara de concreto construída na margem é aberta ma extremidade do mar de maneira que o nível da água dentro da câmara suba e desça a cada onda sucessiva. O ar acima da água é alternadamente comprimido e descomprimido, acionando uma turbina conectada a um gerador. A desvantagem de se utilizar este processo na obtenção de energia é que o fornecimento não é contínuo e apresenta baixo rendimento.
ENERGIA DAS MARÉS
As barragens de marés utilizam a diferença entre os níveis de água na maré alta e baixa para gerar eletricidade. Elas são construídas sobre as bocas de estuários de marés.
Quando a maré sobe, a água pode passar através da barragem, enchendo o estuário atrás da mesma. Com a baixa da maré, as comportas são fechadas e uma cabeceira de água se forma atrás da barragem.
A água pode então fluir de volta para o mar, acionando ao mesmo tempo turbinas conectadas a geradores. O ciclo de máres de 12 horas e meia e o ciclo quinzenal de amplitudes máxima e mínima apresentam problemas para que seja mantido um fornecimento regular de energia.
ENERGIA DAS CORRENTES MARÍTIMAS
Também é possível aproveitar a energia das correntes marítimas. As turbinas marítimas têm poucos componentes; engrenagens de posicionamento orientam as lâminas das turbinas na direção da corrente marítima e um gerador acoplado ao eixo da turbina fornece a energia elétrica.
As ondas e formam a partir da ação dos ventos sobre a superfície do mar. Uma vez formadas, as ondas viajam pelo alto - mar até encontrar as águas comparativamente mais rasas, próximas à terra. Nesse encontro, a base das ondas começa a sofrer certa resistência. Isso faz aumentar sua altura. À medida que o fundo se torna mais raso, a crista da onda, que não está sujeita a essa resistência, tende a prosseguir com maior velocidade. E a onda quebra. Se o fundo do mar é rochoso, como no Havaí, as ondas alcançam grande altura; já na areia, a energia é absorvida, do que resultam ondas menores.
A energia das ondas também conhecida como energia de marola se destaque entre uma das fontes de energia de “alta qualidade”, pois se apresenta sob forma mecânica, podendo ser convertida em eletricidade sem passar pelo ciclo de Carnot.
A exploração da enorme reserva energética das ondas representa um domínio de inovação, onde quase tudo ainda está por fazer. Em teoria, se fosse possível equipar os litorais do planeta com conversores energéticos, as centrais elétricas existentes poderiam ser desativadas. Com relação a este tipo de fonte de energia os inventores foram mais produtivos do que os engenheiros, pois mais de uma centena de processos de captação de energia das ondas foram imaginados.
Princípios de funcionamento: a maioria dos projetos usa o mesmo princípio, onde a onda pressiona um corpo oco, comprimindo o ar ou um líquido, ou seja, a energia cinética do movimento ondular move uma turbina ligada a um gerador. A energia mecânica da turbina é transformada em energia elétrica através do gerador. Quando a onda se desfaz e a água recua o ar desloca-se em sentido contrário passando novamente pela turbina entrando na câmara por comportas especiais normalmente fechadas. Exemplos:
Central Experimental de Kaimei: uma balsa de 80 por 12 metros, equipada com turbinas verticais, funciona desde 1979 em frente da costa japonesa, produzindo 2 MW de potência;
Na Noruega, foi construída em 1985 uma minicentral numa ilha perto da cidade de Bergen, na costa Oeste. Ao contrário do sistema japonês, o equipamento não flutua no mar, mas está encravado numa escarpa. Produz 0,5 MW, o suficiente para abastecer uma vila de cinqüenta casas.
Conversores
Coluna oscilante de Buoy
A instalação consiste em um cilindro de concreto, disposto verticalmente num nicho aberto com explosivos na rocha. A extremidade inferior, submersa, recebe o impacto das ondas, que comprimem o ar coluna acima no cilindro. O ar, sob pressão, movimenta a turbina, antes de escapar pela extremidade superior. O movimento rítmico das ondas assegura que a turbina gere eletricidade sem parar.
Pato de Salter
Criado pelo engenheiro Stephen Salter da Universidade de Edimburgo, Escócia.Consiste numa série de flutuadores, semelhantes ao flap dos aviões, ligados a um eixo paralelo à praia. A parte mais bojuda dos "patos" enfrenta as ondas, cujo movimento rítmico faz bater os flutuadores, girando o eixo que aciona a turbina como um pedal de bicicleta, que só transmite o movimento numa direção. O rendimento desse sistema promete ser excelente, pois parece capaz de aproveitar 80 por cento da energia das ondas. É esperar para ver.
Energia das Correntes Marítimas
As correntes marítimas são provocadas por um aquecimento não homogêneo das camadas superficiais dos oceanos pela radiação solar (PALZ, 1981). Segundo o mesmo autor essas correntes comportam energias cinéticas consideráveis, mas pouco densas, e são assim difíceis de explorar, sendo os melhores lugares para exploração os Estreitos (exemplo. Estreito de Gibraltar). Diante da costa da Florida, a Corrente do Golfo é particularmente densa e poderia servir para acionar geradores de corrente; a velocidade da corrente aproximadamente 30 Km antes da costa atinge cerca de 10Km/h, calcula-se que com 50 turbinas de 150 metros de diâmetro cada uma, seria possível produzir uma potência de 20 000 MW, ou 20 vezes a potência de uma grande centra convencional.
Energia das Marés
Todos os dias observa-se que o nível do mar não é o mesmo. Esse fenômeno - movimento de subida e descida das águas - recebe o nome de maré. As marés são influenciadas pela força gravitacional do Sol e da Lua. é essa diferença de nível que temos aproximadamente a cada 12 horas. A energia que pode ser captada a partir das marés se faz de modo semelhante ao aproveitamento hidroelétrico, que consiste em:
Um reservatório junto ao mar, através da construção de uma barragem, e
Casa de força (turbina + gerador).
O aproveitamento é feito nos dois sentidos: na maré alta a água enche o reservatório, passando através da turbina, e produzindo energia elétrica, na maré baixa a água esvazia o reservatório, passando novamente através da turbina, agora em sentido contrário ao do enchimento, e produzindo energia elétrica.
Onde é utilizado
Este tipo de energia gera eletricidade em alguns países, tais como: França (onde se localiza a pioneira La Rance), Japão e Inglaterra. Na França,1967, os franceses construíram a primeira central mareomotriz (ou maré motriz, ou maré - elétrica; ainda não existe um termo oficial em português), ligada à rede nacional de transmissão. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da França. Com a potência de 240 megawatts (MW), ou 240 mil quilowatts (kW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes.
No Brasil, temos grande amplitude das marés em São Luís - Baía de São Marcos, no Maranhão - com 6,8 metros e em Tutóia com 5,6 metros, também nos estuários do Rio Bacanga (São Luís -MA- marés de até 7 metros) e a Ilha de Maracá (AP - marés de até 11 metros). Infelizmente, nessas regiões a topografia do litoral não favorece a construção econômica de reservatórios, o que impede seu aproveitamento.
Vantagens e Desvantagens
O ciclo de marés de 12 horas e meia e o ciclo quinzenal de amplitudes máxima e mínima apresentam problemas para que seja mantido um fornecimento regular de energia. A energia das marés pode ser aproveitada onde existem marés, com grande diferença de nível ( = 5,5 m) da maré baixa para maré alta e onde o litoral apresenta condições para construção econômica do reservatório.
Os oceanos podem ser uma fonte de energia para iluminar as nossas casas e empresas. Neste momento, o aproveitamento da energia dos mar é apenas experimental e raro.
Mas como é que se obtém energia a partir dos mares?
Existem três maneiras de produzir energia usando o mar: as ondas, as marés ou deslocamento das águas e as diferenças de temperatura dos oceanos.
A energia das ondas
A energia cinética do movimento ondular pode ser usada para pôr uma turbina a funcionar.
No exemplo da figura, a elevação da onda numa câmara de ar provoca a saída do ar lá contido; o movimento do ar pode fazer girar uma turbina. A energia mecânica da turbina é transformada em energia eléctrica através do gerador.
Quando a onda se desfaz e a água recua o ar desloca-se em sentido contrário passando novamente pela turbina entrando na câmara por comportas especiais normalmente fechadas.
Esta é apenas uma das maneiras de retirar energia da ondas. Actualmente, utiliza-se o movimento de subida/descida do onda para dar potência a um êmbolo que se move para cima e para baixo num cilindro. O êmbolo pode por um gerador a funcionar.
Os sistemas para retirar energia das ondas são muito pequenos e apenas suficientes para iluminar uma casa ou algumas bóias de aviso por vezes colocadas no mar.
A energia das marés
A energia da deslocação das águas do mar é outra fonte de energia. Para a transformar são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem.
Para que este sistema funcione bem são necessárias marés e correntes fortes. Tem que haver um aumento do nível da água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucos sítios no mundo onde se verifique tamanha mudança nas marés.
A energia térmica dos oceanos
O último tipo de energia oceânica usa as diferenças de temperatura do mar. Se alguma vez mergulhares no oceano notarás que a água se torna mais fria quanto mais profundo for o mergulho. A água do mar é mais quente á superfície porque está exposta aos raios solares; é por isso que os mergulhadores vestem fatos próprios para mergulhar em zonas profundas. Os fatos colam-se ao corpo mantendo-o quente.
Pode-se usar as diferenças de temperatura para produzir energia, no entanto, são necessárias diferenças de 38º Fahrenheit entre a superfície e o fundo do oceano. Esta fonte de energia está a ser usada no Japão e no Hawai, mas apenas como demonstração e experiência.
Energia das Marés
ENERGIA DAS ONDAS E MARÉS
Tradicionalmente, em muitos países a energia elétrica tem sido gerada pela queima de combustíveis fósseis, mas os temores sobre o custo ambiental ao planeta e a sustentabilidade do consumo contínuo de combustível fóssil estimularam pesquisas de métodos mais limpos de geração de eletricidade a partir de fontes alternativas de energia. Essas fontes incluem a radiação solar, energia do vento, ondas e marés.
ENERGIA DAS ONDAS
Os geradores utilizam o quase incessante movimento das ondas para gerar energia. Uma câmara de concreto construída na margem é aberta ma extremidade do mar de maneira que o nível da água dentro da câmara suba e desça a cada onda sucessiva. O ar acima da água é alternadamente comprimido e descomprimido, acionando uma turbina conectada a um gerador. A desvantagem de se utilizar este processo na obtenção de energia é que o fornecimento não é contínuo e apresenta baixo rendimento.
ENERGIA DAS MARÉS
As barragens de marés utilizam a diferença entre os níveis de água na maré alta e baixa para gerar eletricidade. Elas são construídas sobre as bocas de estuários de marés.
Quando a maré sobe, a água pode passar através da barragem, enchendo o estuário atrás da mesma. Com a baixa da maré, as comportas são fechadas e uma cabeceira de água se forma atrás da barragem.
A água pode então fluir de volta para o mar, acionando ao mesmo tempo turbinas conectadas a geradores. O ciclo de máres de 12 horas e meia e o ciclo quinzenal de amplitudes máxima e mínima apresentam problemas para que seja mantido um fornecimento regular de energia.
ENERGIA DAS CORRENTES MARÍTIMAS
Também é possível aproveitar a energia das correntes marítimas. As turbinas marítimas têm poucos componentes; engrenagens de posicionamento orientam as lâminas das turbinas na direção da corrente marítima e um gerador acoplado ao eixo da turbina fornece a energia elétrica.
As ondas e formam a partir da ação dos ventos sobre a superfície do mar. Uma vez formadas, as ondas viajam pelo alto - mar até encontrar as águas comparativamente mais rasas, próximas à terra. Nesse encontro, a base das ondas começa a sofrer certa resistência. Isso faz aumentar sua altura. À medida que o fundo se torna mais raso, a crista da onda, que não está sujeita a essa resistência, tende a prosseguir com maior velocidade. E a onda quebra. Se o fundo do mar é rochoso, como no Havaí, as ondas alcançam grande altura; já na areia, a energia é absorvida, do que resultam ondas menores.
A energia das ondas também conhecida como energia de marola se destaque entre uma das fontes de energia de “alta qualidade”, pois se apresenta sob forma mecânica, podendo ser convertida em eletricidade sem passar pelo ciclo de Carnot.
A exploração da enorme reserva energética das ondas representa um domínio de inovação, onde quase tudo ainda está por fazer. Em teoria, se fosse possível equipar os litorais do planeta com conversores energéticos, as centrais elétricas existentes poderiam ser desativadas. Com relação a este tipo de fonte de energia os inventores foram mais produtivos do que os engenheiros, pois mais de uma centena de processos de captação de energia das ondas foram imaginados.
Princípios de funcionamento: a maioria dos projetos usa o mesmo princípio, onde a onda pressiona um corpo oco, comprimindo o ar ou um líquido, ou seja, a energia cinética do movimento ondular move uma turbina ligada a um gerador. A energia mecânica da turbina é transformada em energia elétrica através do gerador. Quando a onda se desfaz e a água recua o ar desloca-se em sentido contrário passando novamente pela turbina entrando na câmara por comportas especiais normalmente fechadas. Exemplos:
Central Experimental de Kaimei: uma balsa de 80 por 12 metros, equipada com turbinas verticais, funciona desde 1979 em frente da costa japonesa, produzindo 2 MW de potência;
Na Noruega, foi construída em 1985 uma minicentral numa ilha perto da cidade de Bergen, na costa Oeste. Ao contrário do sistema japonês, o equipamento não flutua no mar, mas está encravado numa escarpa. Produz 0,5 MW, o suficiente para abastecer uma vila de cinqüenta casas.
Conversores
Coluna oscilante de Buoy
A instalação consiste em um cilindro de concreto, disposto verticalmente num nicho aberto com explosivos na rocha. A extremidade inferior, submersa, recebe o impacto das ondas, que comprimem o ar coluna acima no cilindro. O ar, sob pressão, movimenta a turbina, antes de escapar pela extremidade superior. O movimento rítmico das ondas assegura que a turbina gere eletricidade sem parar.
Pato de Salter
Criado pelo engenheiro Stephen Salter da Universidade de Edimburgo, Escócia.Consiste numa série de flutuadores, semelhantes ao flap dos aviões, ligados a um eixo paralelo à praia. A parte mais bojuda dos "patos" enfrenta as ondas, cujo movimento rítmico faz bater os flutuadores, girando o eixo que aciona a turbina como um pedal de bicicleta, que só transmite o movimento numa direção. O rendimento desse sistema promete ser excelente, pois parece capaz de aproveitar 80 por cento da energia das ondas. É esperar para ver.
Energia das Correntes Marítimas
As correntes marítimas são provocadas por um aquecimento não homogêneo das camadas superficiais dos oceanos pela radiação solar (PALZ, 1981). Segundo o mesmo autor essas correntes comportam energias cinéticas consideráveis, mas pouco densas, e são assim difíceis de explorar, sendo os melhores lugares para exploração os Estreitos (exemplo. Estreito de Gibraltar). Diante da costa da Florida, a Corrente do Golfo é particularmente densa e poderia servir para acionar geradores de corrente; a velocidade da corrente aproximadamente 30 Km antes da costa atinge cerca de 10Km/h, calcula-se que com 50 turbinas de 150 metros de diâmetro cada uma, seria possível produzir uma potência de 20 000 MW, ou 20 vezes a potência de uma grande centra convencional.
Energia das Marés
Todos os dias observa-se que o nível do mar não é o mesmo. Esse fenômeno - movimento de subida e descida das águas - recebe o nome de maré. As marés são influenciadas pela força gravitacional do Sol e da Lua. é essa diferença de nível que temos aproximadamente a cada 12 horas. A energia que pode ser captada a partir das marés se faz de modo semelhante ao aproveitamento hidroelétrico, que consiste em:
Um reservatório junto ao mar, através da construção de uma barragem, e
Casa de força (turbina + gerador).
O aproveitamento é feito nos dois sentidos: na maré alta a água enche o reservatório, passando através da turbina, e produzindo energia elétrica, na maré baixa a água esvazia o reservatório, passando novamente através da turbina, agora em sentido contrário ao do enchimento, e produzindo energia elétrica.
Onde é utilizado
Este tipo de energia gera eletricidade em alguns países, tais como: França (onde se localiza a pioneira La Rance), Japão e Inglaterra. Na França,1967, os franceses construíram a primeira central mareomotriz (ou maré motriz, ou maré - elétrica; ainda não existe um termo oficial em português), ligada à rede nacional de transmissão. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da França. Com a potência de 240 megawatts (MW), ou 240 mil quilowatts (kW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes.
No Brasil, temos grande amplitude das marés em São Luís - Baía de São Marcos, no Maranhão - com 6,8 metros e em Tutóia com 5,6 metros, também nos estuários do Rio Bacanga (São Luís -MA- marés de até 7 metros) e a Ilha de Maracá (AP - marés de até 11 metros). Infelizmente, nessas regiões a topografia do litoral não favorece a construção econômica de reservatórios, o que impede seu aproveitamento.
Vantagens e Desvantagens
O ciclo de marés de 12 horas e meia e o ciclo quinzenal de amplitudes máxima e mínima apresentam problemas para que seja mantido um fornecimento regular de energia. A energia das marés pode ser aproveitada onde existem marés, com grande diferença de nível ( = 5,5 m) da maré baixa para maré alta e onde o litoral apresenta condições para construção econômica do reservatório.
ENERGIA DA BIOMASSA
Energia da Biomassa
Bioenergia
O mercado da bioenergia está crecendo rápido em todo o mundo. Bioenergia é a energia gerada apartir de material vegetal (biomassa). Podemos pensar então em:
biomass arborícola;
sobra de madeira da indústria (serragem por exemplo);
vegetais e frutas;
resíduos agrículas, como o bagaço da cana;
certos tipos de esgotos industriais e residenciais;
Lixo de natureza biológica.
A Biomassa pode ser transformada em energia através de combustão, gaseificação, fermentação, ou produção de substâncias líquidas.
Energia durável e renovável
A energia advinda da biomass é considerada durável a partir do momento que em que pode-se através do manejo correto garantir seu ciclo, por exemplo garantindo o reflorestamento ou replantio. E é renovável no sentido de que toda a energia obtida da biomassa veio de processos biológicos que aproveitaram a energia solar, essa energia se não aproveitada pelos humanos acaba retornando ao ambiente através da digestão e da putrefação das plantas.
A Importância da bioenergia
Garantir a disponibilidade de energia nos próximos séculos
A bioenergia pode contribuir para a redução do CO2 na atmosfera e consequentemente a redução do efeito estufa.
O lixo que é inevitável, pode se tornar útil;
Do ponto de vista econômico, a bioenergia se revela mais interessante do que outra fontes renováveis de energia;
A bioenergia pode se tornar prática muito rapidamente por poder gerar combustíveis tanto sólidos quanto líquidos, e por poder usar parte da tecnologia criada para os combustíveis fósseis;
Redução da importação de energia já que a biomassa geralmente é local.
Técnicas de conversão
Dependendo da tácnica de conversão, a bionergia pode ser transformada nos seguintes produtos: eletricidade, calor e combustíveis. As técnicas são as seguintes:
Combustão
Gaseificação
Fermentação
Produção de substâncias líquidas
O emprego da biomassa e do lixo para gerar energia está passando por várias modificações. Atualmente está focada principalmente no aproveitamento de sobras de produção e lixo, na tentativa de recuperar o máximo de energia possível. Pensa-se que num futuro próximo a usinas de carvão começarão a operar também com biomassa, para que gradualmente possa ir substituindo o carvão como produto principal. E mais para frente com o avanço das tecnologias usinas de biomassa com alto rendimento e geração de energia e gas, deixarão de ser um sonho.
Combustão
Combustão da biomassa libera calor que pode gerar eletricidade. Então podemos ter:
Coprodução de de eletricidade através de combustão de biomassa em usinas de carvão;
Combustão de restos de madeira para geração simultânea de de eletricidade e calor, ambos aproveitáveis nas indústrias de madeira;
Combustão é a técnica mais desenvolvida, a biomassa já é co-consumida em muitas usinas de carvão no EUA, onde as usinas de calor tamém estão partindo para a biomassa.
Gaseificação
Gaseificação é a conversão de biomassa em combustível gasoso. Os principais produtos são hidrogênio e monóxido de carbono. São usados tanto na geração de energia quanto na indústria química. A maioria das técnicas ainda está em estágio de desenvolvimento.
Fermentação
Fermentação é a desintegração da biomassa po uma bactéria anaeróbica para formar uma mistura de metano e dióxido de carbono. Esse biogás é usado para a geração de eletricidade A fermentação é muito útil em indústrias, elas aplicam esse processo no seu lixo e esgoto para purifica-lo. Pode se conseguir que esse gás atinja a qualidade do gás natural, podendo então ser usado numa infinidade de outras coisas.
Produção de substâncias líquidas
Há muitas maneiras de produzir substâncias líquidas a partir de matéria vegetal.
Conversão Biológica: Açucares de cana e de beterraba são convertidos em etanol pela ação de bactérias;
Extração: pressionando sementes, pode se obter produtos com muita energia, como o biodiesel;
Conversão térmica: O material vegetal é decomposto na alsencia de oxigênio e cdom temperatura elevada. Dependendo das condições do processo, uma mistura de combustíveis líquidos e gasosos são produzidos.
Bioenergia
O mercado da bioenergia está crecendo rápido em todo o mundo. Bioenergia é a energia gerada apartir de material vegetal (biomassa). Podemos pensar então em:
biomass arborícola;
sobra de madeira da indústria (serragem por exemplo);
vegetais e frutas;
resíduos agrículas, como o bagaço da cana;
certos tipos de esgotos industriais e residenciais;
Lixo de natureza biológica.
A Biomassa pode ser transformada em energia através de combustão, gaseificação, fermentação, ou produção de substâncias líquidas.
Energia durável e renovável
A energia advinda da biomass é considerada durável a partir do momento que em que pode-se através do manejo correto garantir seu ciclo, por exemplo garantindo o reflorestamento ou replantio. E é renovável no sentido de que toda a energia obtida da biomassa veio de processos biológicos que aproveitaram a energia solar, essa energia se não aproveitada pelos humanos acaba retornando ao ambiente através da digestão e da putrefação das plantas.
A Importância da bioenergia
Garantir a disponibilidade de energia nos próximos séculos
A bioenergia pode contribuir para a redução do CO2 na atmosfera e consequentemente a redução do efeito estufa.
O lixo que é inevitável, pode se tornar útil;
Do ponto de vista econômico, a bioenergia se revela mais interessante do que outra fontes renováveis de energia;
A bioenergia pode se tornar prática muito rapidamente por poder gerar combustíveis tanto sólidos quanto líquidos, e por poder usar parte da tecnologia criada para os combustíveis fósseis;
Redução da importação de energia já que a biomassa geralmente é local.
Técnicas de conversão
Dependendo da tácnica de conversão, a bionergia pode ser transformada nos seguintes produtos: eletricidade, calor e combustíveis. As técnicas são as seguintes:
Combustão
Gaseificação
Fermentação
Produção de substâncias líquidas
O emprego da biomassa e do lixo para gerar energia está passando por várias modificações. Atualmente está focada principalmente no aproveitamento de sobras de produção e lixo, na tentativa de recuperar o máximo de energia possível. Pensa-se que num futuro próximo a usinas de carvão começarão a operar também com biomassa, para que gradualmente possa ir substituindo o carvão como produto principal. E mais para frente com o avanço das tecnologias usinas de biomassa com alto rendimento e geração de energia e gas, deixarão de ser um sonho.
Combustão
Combustão da biomassa libera calor que pode gerar eletricidade. Então podemos ter:
Coprodução de de eletricidade através de combustão de biomassa em usinas de carvão;
Combustão de restos de madeira para geração simultânea de de eletricidade e calor, ambos aproveitáveis nas indústrias de madeira;
Combustão é a técnica mais desenvolvida, a biomassa já é co-consumida em muitas usinas de carvão no EUA, onde as usinas de calor tamém estão partindo para a biomassa.
Gaseificação
Gaseificação é a conversão de biomassa em combustível gasoso. Os principais produtos são hidrogênio e monóxido de carbono. São usados tanto na geração de energia quanto na indústria química. A maioria das técnicas ainda está em estágio de desenvolvimento.
Fermentação
Fermentação é a desintegração da biomassa po uma bactéria anaeróbica para formar uma mistura de metano e dióxido de carbono. Esse biogás é usado para a geração de eletricidade A fermentação é muito útil em indústrias, elas aplicam esse processo no seu lixo e esgoto para purifica-lo. Pode se conseguir que esse gás atinja a qualidade do gás natural, podendo então ser usado numa infinidade de outras coisas.
Produção de substâncias líquidas
Há muitas maneiras de produzir substâncias líquidas a partir de matéria vegetal.
Conversão Biológica: Açucares de cana e de beterraba são convertidos em etanol pela ação de bactérias;
Extração: pressionando sementes, pode se obter produtos com muita energia, como o biodiesel;
Conversão térmica: O material vegetal é decomposto na alsencia de oxigênio e cdom temperatura elevada. Dependendo das condições do processo, uma mistura de combustíveis líquidos e gasosos são produzidos.
ENDORFINA
A endorfina é um neurotransmissor, assim como a noradrenalina, a acetilcolina e a dopamina, é uma substância química utilizada pelos neurônios na comunicação do sistema nervoso.
ENDORFINA é uma substância natural produzida pelo cérebro em resposta à atividade física, visando relaxar e preservar-nos da dor e que dá enorme prazer . Diferentemente de outras drogas, é produzida pelo próprio organismo e realmente dá prazer, despertando uma sensação de euforia,bem estar e é sinônimo de saúde.
As endorfinas foram descobertas em 1975. Foram encontradas 20 tipos diferentes de endorfinas no sistema nervoso, sendo a beta-Endorfina a mais eficiente pois é a qual dá o efeito mais eufórico ao cérebro. Ela é composta por 31 aminoácidos.
O que as Endorfinas fazem no nosso corpo?
• Melhoram a memória;
• Melhoram o estado de espírito (bom humor);
• Aumentam a resistência;
• Aumentam a disposição física e mental;
• Melhoram o nosso sistema imunológico;
• Bloqueiam as lesões dos vasos sanguíneos;
• Têm efeito antienvelhecimento, pois removem superóxidos;
• Aliviam as dores.
Atualmente sabemos que a endorfina é produzida na hipófise e liberada para o sangue juntamente com outros hormônios como o GH (hormônio do crescimento) e o ACTH (hormônio adrenocorticotrófico) que estimula a produção de adrenalina e cortisol. Após uma maratona observou-se aumento nos níveis sanguíneos de ACTH e endorfina. Esse aumento ocorreu de forma muito semelhante nos dois hormônios, alcançando seu pico no final da corrida (cerca de 5 vezes maior do que no repouso) e retornando ao níveis de repouso após 24 horas.
ENDORFINA
O BARATO DA CORRIDA
Os adeptos das atividades físicas conhecem bem a sensação de, a certa altura do exercício, ter o cansaço e a dor muscular substituídos por um gostoso bem-estar, uma mistura de euforia e prazer.
Conhecida por alguns como “runner’s high” (algo como “barato dos corredores”), esta experiência, que pode proporcionar uma impressão de paz e tranqüilidade, muito provavelmente tem ligação com a liberação de endorfina pelo sistema nervoso central.
Benefícios ao organismo
Descoberta nos anos 70, quando foram identificados cerca de 20 tipos diferentes de endorfinas, a substância ainda não foi suficientemente estudada. “A endorfina é um assunto controverso por ainda causar muitas discussões e apresentar poucas comprovações científicas”, afirmam médicos como João Gilberto Carazzato, chefe do grupo de Medicina Esportiva do Hospital das Clínicas (SP).
Acredita-se, porém, que a endorfina traga uma série de benefícios ao organismo, ajudando a melhorar a memória e o estado de espírito, além de aliviar as dores e aumentar a resistência dos praticantes dos mais variados esportes. Parece ser tão benéfica à saúde que muitos médicos costumam receitar ginástica para quem sofre de depressão ou de insônia.
Efeito de curta duração
Para curtir os efeitos da endorfina, não é preciso se matar de treinar. “Pedalar meia-hora por dia já é suficiente para o indivíduo se sentir melhor”, explica Marco Aurélio Monteiro Peluso, médico-assistente do Grupo Interdisciplinar de Álcool e Drogas, do Instituto de Psiquiatria do Hospital das Clínicas de São Paulo (GREA). “Agora, o que não se tem certeza é se esta sensação de bem-estar está ligada à parte fisiológica – dos efeitos da endorfina -, à psicológica, à eficácia do exercício ou à interação social”, diz. “O mais provável é que o bom humor que se sente logo após os exercícios físicos seja mesmo causado pela liberação da endorfina.”
Mas não dá para estabelecer o momento exato em que acontece essa liberação muito menos a quantidade liberada, já que as substâncias que, como a endorfina, agem na corrente sangüínea, o fazem de maneira diferente em cada indivíduo.
Flutuações de glicemia, dor periférica e necessidade do ajuste do tônus muscular são algumas das conseqüências do estresse físico que colaboram diretamente para a liberação da endorfina. Segundo o professor da USP, a duração dos efeitos é curta, na faixa dos minutos.
Endorfina é droga?
Voltando ao começo deste texto, temos algumas descrições – “…bem-estar… mistura de euforia, prazer e satisfação… impressão de paz e tranqüilidade…” – que em muito se assemelham a um relato sobre o uso de drogas. Não é coincidência. O Dr. Peluso define a endorfina como “uma droga opióide, ou seja, uma substância, sintética ou não, que age como o ópio, mas não deriva dele, do mesmo grupo que a heroína”. O professor Costa Rosa completa: “É muito parecida com a morfina”, usada como sedativo para pacientes com dores crônicas.
“A semelhança com estas drogas é que ela funciona como uma substância inibitória, que promove as sensações de calma, tranqüilidade e relaxamento”, explica Dr. Peluso. Etimologicamente, a palavra é uma junção de “endo” e “morfina”. Vem daí a diferença fundamental entre a endorfina e as drogas cultivadas ou fabricadas pelo homem: ela é endógena, produzida pelo nosso próprio organismo, mais especificamente, dentro do sistema nervoso central de pessoas de todas as idades e ambos os sexos.
Endorfinômanos
Atividades físicas muito leves ou muito intensas não ajudam a melhorar o humor. “O ideal é a prática de uma atividade moderada e regular”, garante Peluso.
Isso significa que os chamados endorfinados, pessoas conhecidas por tornarem-se viciadas em atividades físicas com o intuito de sentir prazer, agem de forma errada e nada saudável.
Como ocorre na interrupção do uso de drogas por parte de um viciado, se um endorfinado parar de se exercitar pode sofrer a chamada crise de abstinência, em que a ausência da atividade física leva ao nervosismo e afeta o sono, entre outros sintomas.
E aí, cabe a pergunta: a endorfina causa dependência? Para uns, sim, já que sua ausência pode causar crises entre os que estão acostumados; para outros, não, por ser produzida pelo próprio corpo e não causar lesões hepáticas ou cerebrais.
A grande culpada
Longe desta discussão, Paulo Nogueira, técnico em atletismo e diretor da PN Assessoria Esportiva, conta ter alguns endorfinados entre seus alunos. Nogueira alerta que esse comportamento resulta em inflamações do tendão, do ligamento, entre outros problemas de articulação. “Já vi pessoas que, mesmo mancando ou com problemas de coluna, insistiram em correr. A endorfina é a grande culpada por um homem de 50 anos treinar como um de 20.”
Correndo seis vezes por semana há seis anos, o aposentado Ovídio Mariano Zanetti, de 60 anos, conta que a sensação de prazer sentida com o exercício é tanta que foi muito difícil ficar parado por quase dois meses após se submeter a uma pequena cirurgia. “Nada se compara ao prazer e ao bem-estar sentidos durante a corrida”, revela. Em relação ao vício aparentemente causado pela endorfina, Zanetti garante não ser um dependente. Mesmo assim, faz de tudo para não perder um único dia de treino. “Faça chuva ou faça sol, nunca desisto.”
E se de um lado há quem jure que a liberação da endorfina tenha efeitos maravilhosos sobre corpo e mente, há quem enxergue na substância mais mitos que realidades. Corredor há 10 anos, o jornalista Chico Barbosa, 36 anos, afirma não sentir nenhuma sensação de prazer exagerada com a corrida.
“Sinto-me bem por fazer o exercício e saber que ele é saudável. Nada além disso.”
ENDORFINA
"O Pro Endorfina foi especificamente projetado para aumentar a intensidade do treinamento através de um estado de consciência mental transcendente. Muitos atletas experienciaram um súbito aumento de energia depois de tomar Pro Endorfina".
Dr. Mark Ladly, M.D.
As endorfinas foram descobertas em 1975. Foram encontradas 20 tipos diferentes de endorfinas no sistema nervoso, sendo a beta-Endorfina a mais eficiente pois é a qual dá o efeito mais eufórico ao cérebro. Ela é composta de 31 aminoácidos.
A palavra endorfina, é a forma abreviada de “morfina endógena” que significa morfina produzida naturalmente pelo corpo.
A endorfina é conhecida mundialmente como um hormônio antiestresse e que alivia as dores naturalmente. Isso ocorre porque ela é secretada quando sentimos estresse ou dor, ou seja, ela bloqueia os sinais de dor que vão para o sistema nervoso. Isto tem sido um efeito que tem aliviado a dor e causado euforia.
Infelizmente, as endorfinas não podem trabalhar por muito tempo pois existem enzimas no nosso corpo, chamadas endorfinases, que “mastigam” as endorfinas.
A endorfina, que é o hormônio que tem o efeito mais positivo entre os hormônios produzidos no cérebro, torna vários órgãos mais saudáveis. Conforme esse hormônio é secretado e distribuído pelo corpo, ele o torna mais saudável. Em suma, Endorfina é o presente mais valioso que a natureza deu aos homens.
O que as Endorfinas fazem no nosso corpo?
Melhoram a memória;
Melhoram o estado de espírito (bom humor);
Aumentam a resistência;
Aumentam a disposição física e mental;
Melhoram o nosso sistema imunológico;
Bloqueiam as lesões dos vasos sanguíneos;
Têm efeito antienvelhecimento, pois removem superóxidos;
Aliviam as dores.
ENDORFINA
A endorfina é um hormônio que faz parte do sistema endócrino do nosso organismo. O sistema endócrino ajuda a integrar e controlar as funções corporais e , dessa forma, proporciona estabilidade ou homeostasia no meio interno. Os hormônios afetam quase todos os aspectos da função humana, regula o crescimento, desenvolvimento e produção, ampliam a capacidade corporal de lidar com os estressantes físicos e psicológicos.
As endorfinas são substâncias que aliviam a dor e possuem uma estrutura química similar à da morfina ( e é por causa desta semelhança que apresentam um efeito analgésico ). Em 1973, descobriu-se que a morfina atuava em locais específicos no encéfalo, na medula espinhal e em outras terminações nervosas. Tal descoberta levou a uma identificação de pequenas moléculas protéicas produzidas por células do corpo que foram denominadas endorfinas. Desde sua descoberta, as endorfinas tem sido encontradas não somente no sistema nervoso, mas também em outras partes do corpo ( inclusive no pâncreas e nos testículos ). Estão sendo realizadas pesquisas para determinar a gama completa de suas funções. Além do seu efeito analgésico, acredita-se que as endorfinas controlem a reação do corpo à tensão, regulando as contrações da parede intestinal e determinando o humor. Elas podem também regular a liberação de outros hormônios. Provavelmente parte da capacidade da acupuntura em aliviar a dor seja devida ao estímulo da liberação de endorfinas.
Os estudos sobres as endorfinas já apresentam alguns benefícios que devemos relacionar com a realização de atividades físicas. A concentração desse hormônio aumenta durante o exercício e que esta resposta é facilitada pelo treinamento. Existe alguma evidência recente de que a ativação induzida pelo exercício pode agir no sentido de regular a secreção de vários hormônios durante e após os exercícios. Podemos exemplificar através da influência sobre a adrenalina. Esta, por sua vez, quando estimulada, aumenta a glicose sangüínea ( ganho de energia ), acelera o desempenho cardíaco ( maior eficiência nas atividades ), entre outras. Portanto, apenas com esse pequeno exemplo, podemos entender que as endorfinas são de grande importância para a manutenção de algumas funções que desempenhamos em nosso dia a dia.
As informações mostradas aqui, não podem ser conclusivas, já que pesquisas estão acontecendo. Contudo, para os que se beneficiam de atividades físicas, buscando saúde e / ou performance, torna-se justificável a manutenção das mesmas, devido também às sensações que experimentamos, como por exemplo : quando as pessoas gastam energia somente de uma maneira " intelectual ", acabam estressadas. Por outro lado, quando as pessoas conseguem direcionar suas
atividades cotidianas com gastos energéticos na parte psicológica e física, encontram equilíbrio. O potencial na utilização dos hormônios durante as atividades físicas, é compreensível. Quando você, que freqüentemente faz atividade física, por algum motivo não consegue, tem a sensação de perda (alguma coisa está faltando!!!), provavelmente deixou de estimular seu organismo para que todos os sistemas, inclusive hormonais, trabalhassem a seu favor. Sendo assim, fica uma sugestão: potencialize-se através do movimento.
ENDORFINA
Endorfina é um hormônio produzido pelo cérebro. O nome endorfina vem da palavra endomorfina. Endo significa interno, e morfina é um analgésico. Os cientistas não entendiam por que a morfina é um analgésico. Por que a morfina elimina a dor? Se você a injetar no músculo ela não faz efeito. Mas se a morfina for injetada na veia, no sangue, a dor desaparece, porque então ela vai para o cérebro, e é lá que ela age. Assim, os cientistas desconfiaram que as células do cérebro deviam ter uma estrutura chamada receptor, que pudesse receber a morfina e introduzi-la no interior de tais células, impedindo-as de sentir dor. Ao isolarem células cerebrais, descobriram que realmente existe um receptor para a morfina, o que significa que o nosso corpo deve produzir uma morfina interna. E ao prosseguirem nas pesquisas, descobriram a morfina interna, a qual chamaram de endorfina.
Há casos em que um soldado, ferido numa batalha, precisa sofrer uma grande intervenção cirúrgica. Geralmente uma grande operação requer muitas injeções de morfina após a cirurgia. Mas muitas vezes, no campo de batalha, um soldado não requer muita morfina, por estranho que pareça. Sabe o que descobriram? Que o soldado sabe que pelo fato de estar ferido, irá para casa. E isto o enche de esperança.
Por outro lado, soldados que recebem ferimentos leves, e sabem que terão de voltar para o campo de batalha alguns dias depois, precisam de muita morfina. Em tempo de paz, um soldado levemente ferido não precisa de morfina. Mas no campo de batalha isto acontece. É muito doloroso, e é psicológico. Por isso é que um jogador de futebol às vezes fica contundido e nem percebe. Ele está se esforçando tanto, e produzindo endorfinas, que não sente a dor. Mas depois do jogo a dor se manifesta.
Assim, a dor tem íntima relação com as emoções. Tem a ver com a quantidade de endorfina produzida. Então os cientistas descobriram que a endorfina, além de agir como a morfina, aliviando a dor física, também alivia a dor emocional. E mais tarde descobriram que a endorfina fortalece os linfócitos T, do sistema imunológico. Em outras palavras, a paz e a alegria produzem endorfinas, e desta maneira fortalecem o sistema imunológico.
Por outro lado, a ingestão excessiva de carne, chocolate e alimentos com elevado te or de gorduras, interfere no suprimento de oxigênio para o cérebro, porque a gordura dos alimentos engrossa o sangue, e impedem os glóbulos vermelhos de transportar oxigênio para o cérebro. E quando escasseia o oxigênio no cérebro, este sempre produz o hormônio da ira - a adrenalina - em quantidade maior do que endorfina.
Mas se você faz exercício e ingere alimentos com baixo teor de gorduras, o exercício aumenta a circulação do sangue e o suprimento de oxigênio para o cérebro. Então o cérebro produz bastante endorfina. Esta é a razão por que o exercício também fortalece o sistema imunológico. Assim sendo se quiser ter seu sistema imunológico forte e um corpo cheio de saúde, faça exercício físico regularmente, evite carnes, chocolate, gorduras, frituras e queijos. Procure estar sempre alegre, com espírito de gratidão, e não se esqueça: utilize frutas em abundância.
ENDORFINA
ENDORFINA é um neuro-hormônio produzido pelo próprio organismo na glândula hipófise. Sua denominação se origina das palavras endo (interno) e morfina (analgésico). A dificuldade na coleta desse hormônio na região de sua produção explica muito das controvérsias a seu respeito. O número de estudos sobre ele vem sendo bastante incrementado ultimamente, mas, por essas pesquisas serem realizadas na maioria das vezes em animais, muitas dúvidas ainda persistem. O que se sabe, com certeza é que a endorfina tem uma potente ação analgésica e ao ser liberada estimula a sensação de bem-estar, conforto, melhor estado de humor e alegria. Nos últimos trinta anos autores como Harber & Sutton, McGowan , Shyiu , Hoffmann e Heitkamp muito contribuíram para o que hoje se conhece sobre endorfina, como:
Além do seu efeito analgésico, acredita-se que as endorfinas controlem a reação do corpo à tensão, regulando as algumas funções do sistema nervoso autônomo como as contrações da parede intestinal e determinando o humor. Elas podem também regular a liberação de outros hormônios. Provavelmente parte da capacidade da acupuntura em aliviar a dor seja devida ao estímulo da liberação de endorfinas. Uma vez estimulados pelas agulhas nos terminais nervosos ("pontos") é gerado um impulso para aumentar a liberação de neurotransmissores no complexo supressor de dor, ou seja, é produzido o efeito analgésico na região cerebral. Além disso, ocorre liberação de endorfina no local inflamado.
Algumas pesquisas afirmam que os efeitos da endorfina são sentidos até uma ou duas horas após a sua liberação. É o que leva ao momento de tranqüilidade e paz que os atletas encontram após as atividades físicas. Outros estudos observaram aumento das dosagens desse hormônio até 72 horas após exercícios de endurance como uma maratona.
Por ser um "analgésico natural" leva a uma sensação de bem-estar e tranqüilidade podendo inibir o estresse.
Nos anos 70 estudos demonstraram a existência substâncias parecidas quimicamente com peptídeos opiáceos (como a morfina) e que eram produzidas pelo próprio cérebro. Essas substâncias, entre elas a endorfina, eram capazes de realizar alterações comportamentais.
Apesar de alguns autores ainda não concordarem, hoje se atribui a endorfina inúmeras funções que vão desde o controle da dor até a sensação de bem-estar causada pela realização de uma atividade física.
Estudos recentes apontam que a endorfina pode ter tanto um efeito sobre áreas cerebrais responsáveis pela modulação da dor, do humor, depressão, ansiedade como pela inibição do sistema nervoso simpático (responsável pela modulação de diversos órgãos como coração, intestino etc...).
Em experiências realizadas em ratos foi encontrado um aumento significativo nas concentrações cerebrais de endorfina e conseqüentemente um aumento no limiar da dor após um exercício prolongado de intensidade moderada.
Atualmente sabemos que a endorfina é produzida na hipófise e liberada para o sangue juntamente com outros hormônios como o GH (hormônio do crescimento) e o ACTH (hormônio adrenocorticotrófico) que estimula a produção de adrenalina e cortisol. Após uma maratona observou-se aumento nos níveis sanguíneos de ACTH e endorfina. Esse aumento ocorreu de forma muito semelhante nos dois hormônios, alcançando seu pico no final da corrida (cerca de 5 vezes maior do que no repouso) e retornando ao níveis de repouso após 24 horas.
Após exercícios de intensidade leve a moderada (menor que 60% do VO2max) não foi verificado aumento da taxa de endorfina no sangue. Exercícios de musculação também não provocaram aumento na concentração plasmática de endorfina. Assim sendo, a intensidade e a duração do exercício parecem ser responsáveis pela concentração de endorfina no sangue.
Um estudo comparativo entre um exercício aeróbio (com cargas crescentes de intensidade) e outro anaeróbio (com duração máxima de 1 minuto) encontrou concentrações plasmáticas aumentadas de endorfina de forma muito semelhante. No exercício aeróbio esse nível alto de endorfina foi encontrado após ter sido alcançado o limiar anaeróbio (cerca de 75% do VO2 máx). Observou-se também relação direta entre as concentrações de endorfina e outros hormônios relacionados à atividade física como o ACTH e adrenalina.
Não foram constatadas diferenças nas dosagens de endorfina entre homens e mulheres.
A existência de uma possível dependência causada pela prática de atividades físicas é atribuída às concentrações elevadas de endorfina circulante em atletas. Tal fato explica as sensações desagradáveis com desconforto, irritabilidade, ansiedade, depressão e alteração de humor em praticantes que por algum motivo deixaram de se exercitar. Esse quadro é similar a síndrome de abstinência causada por algumas drogas ao terem seu consumo interrompido abruptamente. Constatou-se que o álcool estimula a produção de opióides endógenos, como a endorfina, em certas áreas do cérebro.
Não existe um tempo de exercício pré-determinado a partir do qual a endorfina começa a ser liberada mais intensamente. Estudos, já citados acima, demonstraram que tanto exercícios aeróbios quanto anaeróbios podem provocar um aumento de sua concentração. Apesar disso nos exercícios de musculação, classificados como anaeróbios, não se observou alteração nos níveis de endorfina.
Apesar de todas as pesquisas realizadas, certos pontos ainda continuam obscuros:
Não se determinou a intensidade e duração mínima de exercícios capaz de incrementar a concentração de endorfina.
ENDORFINA é uma substância natural produzida pelo cérebro em resposta à atividade física, visando relaxar e preservar-nos da dor e que dá enorme prazer . Diferentemente de outras drogas, é produzida pelo próprio organismo e realmente dá prazer, despertando uma sensação de euforia,bem estar e é sinônimo de saúde.
As endorfinas foram descobertas em 1975. Foram encontradas 20 tipos diferentes de endorfinas no sistema nervoso, sendo a beta-Endorfina a mais eficiente pois é a qual dá o efeito mais eufórico ao cérebro. Ela é composta por 31 aminoácidos.
O que as Endorfinas fazem no nosso corpo?
• Melhoram a memória;
• Melhoram o estado de espírito (bom humor);
• Aumentam a resistência;
• Aumentam a disposição física e mental;
• Melhoram o nosso sistema imunológico;
• Bloqueiam as lesões dos vasos sanguíneos;
• Têm efeito antienvelhecimento, pois removem superóxidos;
• Aliviam as dores.
Atualmente sabemos que a endorfina é produzida na hipófise e liberada para o sangue juntamente com outros hormônios como o GH (hormônio do crescimento) e o ACTH (hormônio adrenocorticotrófico) que estimula a produção de adrenalina e cortisol. Após uma maratona observou-se aumento nos níveis sanguíneos de ACTH e endorfina. Esse aumento ocorreu de forma muito semelhante nos dois hormônios, alcançando seu pico no final da corrida (cerca de 5 vezes maior do que no repouso) e retornando ao níveis de repouso após 24 horas.
ENDORFINA
O BARATO DA CORRIDA
Os adeptos das atividades físicas conhecem bem a sensação de, a certa altura do exercício, ter o cansaço e a dor muscular substituídos por um gostoso bem-estar, uma mistura de euforia e prazer.
Conhecida por alguns como “runner’s high” (algo como “barato dos corredores”), esta experiência, que pode proporcionar uma impressão de paz e tranqüilidade, muito provavelmente tem ligação com a liberação de endorfina pelo sistema nervoso central.
Benefícios ao organismo
Descoberta nos anos 70, quando foram identificados cerca de 20 tipos diferentes de endorfinas, a substância ainda não foi suficientemente estudada. “A endorfina é um assunto controverso por ainda causar muitas discussões e apresentar poucas comprovações científicas”, afirmam médicos como João Gilberto Carazzato, chefe do grupo de Medicina Esportiva do Hospital das Clínicas (SP).
Acredita-se, porém, que a endorfina traga uma série de benefícios ao organismo, ajudando a melhorar a memória e o estado de espírito, além de aliviar as dores e aumentar a resistência dos praticantes dos mais variados esportes. Parece ser tão benéfica à saúde que muitos médicos costumam receitar ginástica para quem sofre de depressão ou de insônia.
Efeito de curta duração
Para curtir os efeitos da endorfina, não é preciso se matar de treinar. “Pedalar meia-hora por dia já é suficiente para o indivíduo se sentir melhor”, explica Marco Aurélio Monteiro Peluso, médico-assistente do Grupo Interdisciplinar de Álcool e Drogas, do Instituto de Psiquiatria do Hospital das Clínicas de São Paulo (GREA). “Agora, o que não se tem certeza é se esta sensação de bem-estar está ligada à parte fisiológica – dos efeitos da endorfina -, à psicológica, à eficácia do exercício ou à interação social”, diz. “O mais provável é que o bom humor que se sente logo após os exercícios físicos seja mesmo causado pela liberação da endorfina.”
Mas não dá para estabelecer o momento exato em que acontece essa liberação muito menos a quantidade liberada, já que as substâncias que, como a endorfina, agem na corrente sangüínea, o fazem de maneira diferente em cada indivíduo.
Flutuações de glicemia, dor periférica e necessidade do ajuste do tônus muscular são algumas das conseqüências do estresse físico que colaboram diretamente para a liberação da endorfina. Segundo o professor da USP, a duração dos efeitos é curta, na faixa dos minutos.
Endorfina é droga?
Voltando ao começo deste texto, temos algumas descrições – “…bem-estar… mistura de euforia, prazer e satisfação… impressão de paz e tranqüilidade…” – que em muito se assemelham a um relato sobre o uso de drogas. Não é coincidência. O Dr. Peluso define a endorfina como “uma droga opióide, ou seja, uma substância, sintética ou não, que age como o ópio, mas não deriva dele, do mesmo grupo que a heroína”. O professor Costa Rosa completa: “É muito parecida com a morfina”, usada como sedativo para pacientes com dores crônicas.
“A semelhança com estas drogas é que ela funciona como uma substância inibitória, que promove as sensações de calma, tranqüilidade e relaxamento”, explica Dr. Peluso. Etimologicamente, a palavra é uma junção de “endo” e “morfina”. Vem daí a diferença fundamental entre a endorfina e as drogas cultivadas ou fabricadas pelo homem: ela é endógena, produzida pelo nosso próprio organismo, mais especificamente, dentro do sistema nervoso central de pessoas de todas as idades e ambos os sexos.
Endorfinômanos
Atividades físicas muito leves ou muito intensas não ajudam a melhorar o humor. “O ideal é a prática de uma atividade moderada e regular”, garante Peluso.
Isso significa que os chamados endorfinados, pessoas conhecidas por tornarem-se viciadas em atividades físicas com o intuito de sentir prazer, agem de forma errada e nada saudável.
Como ocorre na interrupção do uso de drogas por parte de um viciado, se um endorfinado parar de se exercitar pode sofrer a chamada crise de abstinência, em que a ausência da atividade física leva ao nervosismo e afeta o sono, entre outros sintomas.
E aí, cabe a pergunta: a endorfina causa dependência? Para uns, sim, já que sua ausência pode causar crises entre os que estão acostumados; para outros, não, por ser produzida pelo próprio corpo e não causar lesões hepáticas ou cerebrais.
A grande culpada
Longe desta discussão, Paulo Nogueira, técnico em atletismo e diretor da PN Assessoria Esportiva, conta ter alguns endorfinados entre seus alunos. Nogueira alerta que esse comportamento resulta em inflamações do tendão, do ligamento, entre outros problemas de articulação. “Já vi pessoas que, mesmo mancando ou com problemas de coluna, insistiram em correr. A endorfina é a grande culpada por um homem de 50 anos treinar como um de 20.”
Correndo seis vezes por semana há seis anos, o aposentado Ovídio Mariano Zanetti, de 60 anos, conta que a sensação de prazer sentida com o exercício é tanta que foi muito difícil ficar parado por quase dois meses após se submeter a uma pequena cirurgia. “Nada se compara ao prazer e ao bem-estar sentidos durante a corrida”, revela. Em relação ao vício aparentemente causado pela endorfina, Zanetti garante não ser um dependente. Mesmo assim, faz de tudo para não perder um único dia de treino. “Faça chuva ou faça sol, nunca desisto.”
E se de um lado há quem jure que a liberação da endorfina tenha efeitos maravilhosos sobre corpo e mente, há quem enxergue na substância mais mitos que realidades. Corredor há 10 anos, o jornalista Chico Barbosa, 36 anos, afirma não sentir nenhuma sensação de prazer exagerada com a corrida.
“Sinto-me bem por fazer o exercício e saber que ele é saudável. Nada além disso.”
ENDORFINA
"O Pro Endorfina foi especificamente projetado para aumentar a intensidade do treinamento através de um estado de consciência mental transcendente. Muitos atletas experienciaram um súbito aumento de energia depois de tomar Pro Endorfina".
Dr. Mark Ladly, M.D.
As endorfinas foram descobertas em 1975. Foram encontradas 20 tipos diferentes de endorfinas no sistema nervoso, sendo a beta-Endorfina a mais eficiente pois é a qual dá o efeito mais eufórico ao cérebro. Ela é composta de 31 aminoácidos.
A palavra endorfina, é a forma abreviada de “morfina endógena” que significa morfina produzida naturalmente pelo corpo.
A endorfina é conhecida mundialmente como um hormônio antiestresse e que alivia as dores naturalmente. Isso ocorre porque ela é secretada quando sentimos estresse ou dor, ou seja, ela bloqueia os sinais de dor que vão para o sistema nervoso. Isto tem sido um efeito que tem aliviado a dor e causado euforia.
Infelizmente, as endorfinas não podem trabalhar por muito tempo pois existem enzimas no nosso corpo, chamadas endorfinases, que “mastigam” as endorfinas.
A endorfina, que é o hormônio que tem o efeito mais positivo entre os hormônios produzidos no cérebro, torna vários órgãos mais saudáveis. Conforme esse hormônio é secretado e distribuído pelo corpo, ele o torna mais saudável. Em suma, Endorfina é o presente mais valioso que a natureza deu aos homens.
O que as Endorfinas fazem no nosso corpo?
Melhoram a memória;
Melhoram o estado de espírito (bom humor);
Aumentam a resistência;
Aumentam a disposição física e mental;
Melhoram o nosso sistema imunológico;
Bloqueiam as lesões dos vasos sanguíneos;
Têm efeito antienvelhecimento, pois removem superóxidos;
Aliviam as dores.
ENDORFINA
A endorfina é um hormônio que faz parte do sistema endócrino do nosso organismo. O sistema endócrino ajuda a integrar e controlar as funções corporais e , dessa forma, proporciona estabilidade ou homeostasia no meio interno. Os hormônios afetam quase todos os aspectos da função humana, regula o crescimento, desenvolvimento e produção, ampliam a capacidade corporal de lidar com os estressantes físicos e psicológicos.
As endorfinas são substâncias que aliviam a dor e possuem uma estrutura química similar à da morfina ( e é por causa desta semelhança que apresentam um efeito analgésico ). Em 1973, descobriu-se que a morfina atuava em locais específicos no encéfalo, na medula espinhal e em outras terminações nervosas. Tal descoberta levou a uma identificação de pequenas moléculas protéicas produzidas por células do corpo que foram denominadas endorfinas. Desde sua descoberta, as endorfinas tem sido encontradas não somente no sistema nervoso, mas também em outras partes do corpo ( inclusive no pâncreas e nos testículos ). Estão sendo realizadas pesquisas para determinar a gama completa de suas funções. Além do seu efeito analgésico, acredita-se que as endorfinas controlem a reação do corpo à tensão, regulando as contrações da parede intestinal e determinando o humor. Elas podem também regular a liberação de outros hormônios. Provavelmente parte da capacidade da acupuntura em aliviar a dor seja devida ao estímulo da liberação de endorfinas.
Os estudos sobres as endorfinas já apresentam alguns benefícios que devemos relacionar com a realização de atividades físicas. A concentração desse hormônio aumenta durante o exercício e que esta resposta é facilitada pelo treinamento. Existe alguma evidência recente de que a ativação induzida pelo exercício pode agir no sentido de regular a secreção de vários hormônios durante e após os exercícios. Podemos exemplificar através da influência sobre a adrenalina. Esta, por sua vez, quando estimulada, aumenta a glicose sangüínea ( ganho de energia ), acelera o desempenho cardíaco ( maior eficiência nas atividades ), entre outras. Portanto, apenas com esse pequeno exemplo, podemos entender que as endorfinas são de grande importância para a manutenção de algumas funções que desempenhamos em nosso dia a dia.
As informações mostradas aqui, não podem ser conclusivas, já que pesquisas estão acontecendo. Contudo, para os que se beneficiam de atividades físicas, buscando saúde e / ou performance, torna-se justificável a manutenção das mesmas, devido também às sensações que experimentamos, como por exemplo : quando as pessoas gastam energia somente de uma maneira " intelectual ", acabam estressadas. Por outro lado, quando as pessoas conseguem direcionar suas
atividades cotidianas com gastos energéticos na parte psicológica e física, encontram equilíbrio. O potencial na utilização dos hormônios durante as atividades físicas, é compreensível. Quando você, que freqüentemente faz atividade física, por algum motivo não consegue, tem a sensação de perda (alguma coisa está faltando!!!), provavelmente deixou de estimular seu organismo para que todos os sistemas, inclusive hormonais, trabalhassem a seu favor. Sendo assim, fica uma sugestão: potencialize-se através do movimento.
ENDORFINA
Endorfina é um hormônio produzido pelo cérebro. O nome endorfina vem da palavra endomorfina. Endo significa interno, e morfina é um analgésico. Os cientistas não entendiam por que a morfina é um analgésico. Por que a morfina elimina a dor? Se você a injetar no músculo ela não faz efeito. Mas se a morfina for injetada na veia, no sangue, a dor desaparece, porque então ela vai para o cérebro, e é lá que ela age. Assim, os cientistas desconfiaram que as células do cérebro deviam ter uma estrutura chamada receptor, que pudesse receber a morfina e introduzi-la no interior de tais células, impedindo-as de sentir dor. Ao isolarem células cerebrais, descobriram que realmente existe um receptor para a morfina, o que significa que o nosso corpo deve produzir uma morfina interna. E ao prosseguirem nas pesquisas, descobriram a morfina interna, a qual chamaram de endorfina.
Há casos em que um soldado, ferido numa batalha, precisa sofrer uma grande intervenção cirúrgica. Geralmente uma grande operação requer muitas injeções de morfina após a cirurgia. Mas muitas vezes, no campo de batalha, um soldado não requer muita morfina, por estranho que pareça. Sabe o que descobriram? Que o soldado sabe que pelo fato de estar ferido, irá para casa. E isto o enche de esperança.
Por outro lado, soldados que recebem ferimentos leves, e sabem que terão de voltar para o campo de batalha alguns dias depois, precisam de muita morfina. Em tempo de paz, um soldado levemente ferido não precisa de morfina. Mas no campo de batalha isto acontece. É muito doloroso, e é psicológico. Por isso é que um jogador de futebol às vezes fica contundido e nem percebe. Ele está se esforçando tanto, e produzindo endorfinas, que não sente a dor. Mas depois do jogo a dor se manifesta.
Assim, a dor tem íntima relação com as emoções. Tem a ver com a quantidade de endorfina produzida. Então os cientistas descobriram que a endorfina, além de agir como a morfina, aliviando a dor física, também alivia a dor emocional. E mais tarde descobriram que a endorfina fortalece os linfócitos T, do sistema imunológico. Em outras palavras, a paz e a alegria produzem endorfinas, e desta maneira fortalecem o sistema imunológico.
Por outro lado, a ingestão excessiva de carne, chocolate e alimentos com elevado te or de gorduras, interfere no suprimento de oxigênio para o cérebro, porque a gordura dos alimentos engrossa o sangue, e impedem os glóbulos vermelhos de transportar oxigênio para o cérebro. E quando escasseia o oxigênio no cérebro, este sempre produz o hormônio da ira - a adrenalina - em quantidade maior do que endorfina.
Mas se você faz exercício e ingere alimentos com baixo teor de gorduras, o exercício aumenta a circulação do sangue e o suprimento de oxigênio para o cérebro. Então o cérebro produz bastante endorfina. Esta é a razão por que o exercício também fortalece o sistema imunológico. Assim sendo se quiser ter seu sistema imunológico forte e um corpo cheio de saúde, faça exercício físico regularmente, evite carnes, chocolate, gorduras, frituras e queijos. Procure estar sempre alegre, com espírito de gratidão, e não se esqueça: utilize frutas em abundância.
ENDORFINA
ENDORFINA é um neuro-hormônio produzido pelo próprio organismo na glândula hipófise. Sua denominação se origina das palavras endo (interno) e morfina (analgésico). A dificuldade na coleta desse hormônio na região de sua produção explica muito das controvérsias a seu respeito. O número de estudos sobre ele vem sendo bastante incrementado ultimamente, mas, por essas pesquisas serem realizadas na maioria das vezes em animais, muitas dúvidas ainda persistem. O que se sabe, com certeza é que a endorfina tem uma potente ação analgésica e ao ser liberada estimula a sensação de bem-estar, conforto, melhor estado de humor e alegria. Nos últimos trinta anos autores como Harber & Sutton, McGowan , Shyiu , Hoffmann e Heitkamp muito contribuíram para o que hoje se conhece sobre endorfina, como:
Além do seu efeito analgésico, acredita-se que as endorfinas controlem a reação do corpo à tensão, regulando as algumas funções do sistema nervoso autônomo como as contrações da parede intestinal e determinando o humor. Elas podem também regular a liberação de outros hormônios. Provavelmente parte da capacidade da acupuntura em aliviar a dor seja devida ao estímulo da liberação de endorfinas. Uma vez estimulados pelas agulhas nos terminais nervosos ("pontos") é gerado um impulso para aumentar a liberação de neurotransmissores no complexo supressor de dor, ou seja, é produzido o efeito analgésico na região cerebral. Além disso, ocorre liberação de endorfina no local inflamado.
Algumas pesquisas afirmam que os efeitos da endorfina são sentidos até uma ou duas horas após a sua liberação. É o que leva ao momento de tranqüilidade e paz que os atletas encontram após as atividades físicas. Outros estudos observaram aumento das dosagens desse hormônio até 72 horas após exercícios de endurance como uma maratona.
Por ser um "analgésico natural" leva a uma sensação de bem-estar e tranqüilidade podendo inibir o estresse.
Nos anos 70 estudos demonstraram a existência substâncias parecidas quimicamente com peptídeos opiáceos (como a morfina) e que eram produzidas pelo próprio cérebro. Essas substâncias, entre elas a endorfina, eram capazes de realizar alterações comportamentais.
Apesar de alguns autores ainda não concordarem, hoje se atribui a endorfina inúmeras funções que vão desde o controle da dor até a sensação de bem-estar causada pela realização de uma atividade física.
Estudos recentes apontam que a endorfina pode ter tanto um efeito sobre áreas cerebrais responsáveis pela modulação da dor, do humor, depressão, ansiedade como pela inibição do sistema nervoso simpático (responsável pela modulação de diversos órgãos como coração, intestino etc...).
Em experiências realizadas em ratos foi encontrado um aumento significativo nas concentrações cerebrais de endorfina e conseqüentemente um aumento no limiar da dor após um exercício prolongado de intensidade moderada.
Atualmente sabemos que a endorfina é produzida na hipófise e liberada para o sangue juntamente com outros hormônios como o GH (hormônio do crescimento) e o ACTH (hormônio adrenocorticotrófico) que estimula a produção de adrenalina e cortisol. Após uma maratona observou-se aumento nos níveis sanguíneos de ACTH e endorfina. Esse aumento ocorreu de forma muito semelhante nos dois hormônios, alcançando seu pico no final da corrida (cerca de 5 vezes maior do que no repouso) e retornando ao níveis de repouso após 24 horas.
Após exercícios de intensidade leve a moderada (menor que 60% do VO2max) não foi verificado aumento da taxa de endorfina no sangue. Exercícios de musculação também não provocaram aumento na concentração plasmática de endorfina. Assim sendo, a intensidade e a duração do exercício parecem ser responsáveis pela concentração de endorfina no sangue.
Um estudo comparativo entre um exercício aeróbio (com cargas crescentes de intensidade) e outro anaeróbio (com duração máxima de 1 minuto) encontrou concentrações plasmáticas aumentadas de endorfina de forma muito semelhante. No exercício aeróbio esse nível alto de endorfina foi encontrado após ter sido alcançado o limiar anaeróbio (cerca de 75% do VO2 máx). Observou-se também relação direta entre as concentrações de endorfina e outros hormônios relacionados à atividade física como o ACTH e adrenalina.
Não foram constatadas diferenças nas dosagens de endorfina entre homens e mulheres.
A existência de uma possível dependência causada pela prática de atividades físicas é atribuída às concentrações elevadas de endorfina circulante em atletas. Tal fato explica as sensações desagradáveis com desconforto, irritabilidade, ansiedade, depressão e alteração de humor em praticantes que por algum motivo deixaram de se exercitar. Esse quadro é similar a síndrome de abstinência causada por algumas drogas ao terem seu consumo interrompido abruptamente. Constatou-se que o álcool estimula a produção de opióides endógenos, como a endorfina, em certas áreas do cérebro.
Não existe um tempo de exercício pré-determinado a partir do qual a endorfina começa a ser liberada mais intensamente. Estudos, já citados acima, demonstraram que tanto exercícios aeróbios quanto anaeróbios podem provocar um aumento de sua concentração. Apesar disso nos exercícios de musculação, classificados como anaeróbios, não se observou alteração nos níveis de endorfina.
Apesar de todas as pesquisas realizadas, certos pontos ainda continuam obscuros:
Não se determinou a intensidade e duração mínima de exercícios capaz de incrementar a concentração de endorfina.
ELETRICIDADE E MAGNETISMO
REPULSÃO E ATRAÇÃO ELÉTRICA
Um experimento simples pode nos revelar importantes fatos relacionados à eletricidade. Dois bastões de vidro, atritados cada um deles em um pano de seda, eletrizam-se e se repelem quando colocados próximos um do outro.
O mesmo acontece com dois bastões de plástico atritados com um pedaço de lã.
Dois bastões de vidro eletrizados repelem-se mutuamente.
Dois bastões de plástico eletrizados repelem-se mutuamente.
No entanto, se pegarmos um bastão de vidro e um de plástico, ambos atritados, o que vamos perceber é algo diferente: notaremos que eles se atraem.
Da segunda situação para a terceira, a única mudança foi a troca do plástico pelo vidro num dos bastões. Tal troca ocasionou uma mudança no comportamento da força elétrica, que passou de repulsão para atração. Isso nos faz pensar que existem dois "tipos" de eletricidade, uma parecida com a do vidro e outra semelhante à do plástico.
O bastão de vidro e o de plástico, eletrizados, atraem-se.
REPULSÃO E ATRAÇÃO MAGNÉTICA
Uma propriedade do magnetismo facilmente verificável é a atração e a repulsão entre ímãs. Se colocarmos dois pólos contrários próximos um do outro, notaremos que um atrai o outro. Se tivermos pólos iguais, norte com norte ou sul com sul, um próximo do outro, observaremos uma repulsão entre eles. Podemos, então, concluir que:
Pólos de mesmo nome se repelem,
e pólos de nomes contrários se atraem.
Ímãs em atração e repulsão.
CONSTRUINDO UM ELETROÍMÃ
No início do século passado, um professor de Física dinamarquês chamado Oersted descobriu que um fio percorrido por corrente elétrica tem propriedades magnéticas semelhantes às de um ímã. Ele descobriu, em outras palavras, o eletroímã.
Você mesmo pode construir um eletroímã. Consiga um prego grande e alguns metros de fio bem fino, de cobre esmaltado. Esses fios não têm aquela capa plástica, mas são revestidos por uma cobertura de verniz que os isola.
Isole o prego cobrindo-o com um pedaço de fita isolante ou fita crepe. Enrole o fio no prego, formando uma bobina. Quanto mais fio, melhor.
Pegue duas pilhas grandes (ou mais de duas), coloque-as em série, como indica a figura a seguir, e ligue seus pólos às extremidades dos fios da bobina. Para facilitar o liga-desliga, você pode improvisar um interruptor com tiras de lata. Seu eletroímã já está pronto. Experimente atrair pequenos pregos com ele.
Os fios conectados às pilhas e enrolados em um prego formam um eletroímã.
Pequenos pregos podem ser atraídos pelo eletroímã.
Um experimento simples pode nos revelar importantes fatos relacionados à eletricidade. Dois bastões de vidro, atritados cada um deles em um pano de seda, eletrizam-se e se repelem quando colocados próximos um do outro.
O mesmo acontece com dois bastões de plástico atritados com um pedaço de lã.
Dois bastões de vidro eletrizados repelem-se mutuamente.
Dois bastões de plástico eletrizados repelem-se mutuamente.
No entanto, se pegarmos um bastão de vidro e um de plástico, ambos atritados, o que vamos perceber é algo diferente: notaremos que eles se atraem.
Da segunda situação para a terceira, a única mudança foi a troca do plástico pelo vidro num dos bastões. Tal troca ocasionou uma mudança no comportamento da força elétrica, que passou de repulsão para atração. Isso nos faz pensar que existem dois "tipos" de eletricidade, uma parecida com a do vidro e outra semelhante à do plástico.
O bastão de vidro e o de plástico, eletrizados, atraem-se.
REPULSÃO E ATRAÇÃO MAGNÉTICA
Uma propriedade do magnetismo facilmente verificável é a atração e a repulsão entre ímãs. Se colocarmos dois pólos contrários próximos um do outro, notaremos que um atrai o outro. Se tivermos pólos iguais, norte com norte ou sul com sul, um próximo do outro, observaremos uma repulsão entre eles. Podemos, então, concluir que:
Pólos de mesmo nome se repelem,
e pólos de nomes contrários se atraem.
Ímãs em atração e repulsão.
CONSTRUINDO UM ELETROÍMÃ
No início do século passado, um professor de Física dinamarquês chamado Oersted descobriu que um fio percorrido por corrente elétrica tem propriedades magnéticas semelhantes às de um ímã. Ele descobriu, em outras palavras, o eletroímã.
Você mesmo pode construir um eletroímã. Consiga um prego grande e alguns metros de fio bem fino, de cobre esmaltado. Esses fios não têm aquela capa plástica, mas são revestidos por uma cobertura de verniz que os isola.
Isole o prego cobrindo-o com um pedaço de fita isolante ou fita crepe. Enrole o fio no prego, formando uma bobina. Quanto mais fio, melhor.
Pegue duas pilhas grandes (ou mais de duas), coloque-as em série, como indica a figura a seguir, e ligue seus pólos às extremidades dos fios da bobina. Para facilitar o liga-desliga, você pode improvisar um interruptor com tiras de lata. Seu eletroímã já está pronto. Experimente atrair pequenos pregos com ele.
Os fios conectados às pilhas e enrolados em um prego formam um eletroímã.
Pequenos pregos podem ser atraídos pelo eletroímã.
ELETRICIDADE
Eletricidade é uma forma de energia, um fenômeno que é um resultado da existência de cargas elétricas. A teoria de eletricidade e seu inseparável efeito, Magnetismo, é provavelmente a mais precisa e completa de todas as teorias científicas. O conhecimento da eletricidade foi o impulso para a invenção de motores, geradores, telefones, radio e televisão, raios-X, computadores e sistemas de energia nuclear. A eletricidade é uma necessidade para a civilização moderna.
Carga Elétrica
Âmbar é um mineral translúcido, quase amarelo. Próximo do ano 600 AC., os gregos descobriram uma peculiar propriedade deste material: quando esfregado com um pedaço de pelo de animal, o âmbar desenvolve a habilidade para atrair pequenos pedaços de plumas. Por séculos essa estranha e inexplicável propriedade foi associada unicamente ao âmbar.
Dois mil anos depois, no século XVI, William Gilbert provou que muitas outras substâncias são "elétricas" (palavra originária do termo em grego para âmbar, elektron) e que elas podem apresentar dois efeitos elétricos. Quando friccionado com peles o âmbar adquire uma "eletricidade de resina", entretanto o vidro quando friccionado com a seda adquire o que eles chamaram de "eletricidade vítrea", o que eles descobriram foram as cargas positivas e negativas. Eletricidade repele o mesmo tipo e atrai o tipo oposto. Cientistas pensavam que a fricção realmente criava a eletricidade, porém eles não notavam que uma igual quantidade de eletricidade oposta ficava na pele ou na seda.
Em 1747, Benjamin Franklin na América e William Watson (1715-1787) na Inglaterra independentemente chegaram a mesma conclusão: todos os materiais possuem um tipo único de "fluido elétrico" que pode penetrar no material livremente, mas que não pode ser criado e nem destruído. A ação da fricção simplesmente transfere o fluido de um corpo para o outro, eletrificando ambos. Franklin e Watson introduziram o princípio da conservação de carga : a quantidade total de eletricidade em um sistema isolado é constante.
Franklin definiu o fluido, que correspondia a eletricidade vítrea, como positiva e a falta de fluido como negativo. Portanto, de acordo com Franklin, a direção do fluxo (corrente) era do positivo para o negativo, porém atualmente sabe-se que o oposto é vem a ser verdade. Uma segunda teoria com base no fluido foi desenvolvida, subseqüentemente, na qual amostras do mesmo tipo se atraem, enquanto aquelas de tipos opostos se repelem.
Relâmpago
Franklin ficou conhecido com a Garrafa de Leyden , uma garrafa recoberta por dentro e por fora com folhas de estanho.Foi o primeiro Capacitor, um dispositivo utilizado para estocar carga elétrica. A Garrafa de Leydem poderia ser descarregada tocando o seu interior e seu exterior recoberto de estanho simultaneamente, causando um choque elétrico na pessoa. Se um condutor de metal fosse usado, uma faísca poderia ser vista e ouvida. Franklin tinha dúvidas de que o raio e o trovão eram um resultado de uma descarga elétrica. Durante uma tempestade em 1752, Franklin empinou uma pipa que tinha uma extremidade de metal. No fim da chuva, na linha condutora de cânhamo da pipa empinada, ele atou uma chave de metal, na qual amarrou um barbante de seda não condutor que colocou em sua mão. O experimento foi extremamente arriscado, mas o resultado foi inconfundível: quando ele colocou os nós de seus dedos perto da chave, ele pode atrair faíscas para si. O outros dois que tentaram esse experimento extremamente perigoso morreram.
Força Elétrica
Já era conhecido em 1600 que a força repulsiva ou atrativa diminuía quando as cargas eram separadas. Essa relação foi primeiro abordada de uma forma numericamente exata, ou quantitativa, por Joseph Priestley, um amigo de Benjamin Franklin. Em 1767, Priestley indiretamente deduziu que quando a distância entre dois pequenos corpos carregados é aumentada por um fator, as forças entre os corpos são reduzidas pelo quadrado do fator. Por exemplo, se a distância cargas é triplicada, a força resultante diminui para um nono do valor anterior. Ainda que rigorosa, a prova de Priestley foi tão simples que ele mesmo não ficou plenamente convencido. O assunto não foi considerado encerrado até 18 anos depois, quando John Robinson da Escócia fez mais medidas diretas das força elétrica envolvida.
Lei de Coulomb
O fisicista francês Charles A . de Coulomb, cujo nome é usado para designar a unidade de carga elétrica. Este fato aconteceu depois deste realizar uma série de experimentos, que adicionou importantes detalhes (bastante precisos) à prova de Priestley. Ele também desenvolveu a teoria de dois fluidos para cargas elétricas, rejeitando tanto a idéia da criação de eletricidade pela fricção e o modelo de um único fluido de Franklin.
Hoje a lei da força eletrostática, também conhecida como Lei de Coulomb, é expressa da seguinte forma: se dois pequenos objetos, separados por uma distância "r", tem cargas "p" e "q" e estão em repouso, a magnitude da força F entre elas é dada por F=kpq/rr, onde "k" é uma constante. De acordo com o Sistema Internacional de Medidas, a força é medida em Newtons, a distância em metros, e a carga em Coulombs.
Também foi concluído que cargas de sinais opostos se atraem, enquanto aquelas que possuem o mesmo sinal se repelem.
Um Coulomb (C) representa uma grande quantidade. Para manter um Coulomb positivo (+C) 1m de distância de um Coulomb negativo (-C) seria necessário uma força de 9 bilhões de Newtons. Uma nuvem eletricamente carregada típica pode caudar um raio que possui uma carga de 30 Coulombs.
Potencial Elétrico
Por causa de um acidente, no século XVIII o cientista italiano Luigi Galvani começou uma cadeia de eventos que culminaram no desenvolvimento do conceito de voltagem e a invenção da bateria. Em 1780, um dos assistentes de Galvani noticiou que uma perna de rã dissecada se contraria, quando ele tocava seu nervo com um escalpelo. Outro assistente achou que tinha visto uma faísca saindo de um gerador elétrico carregado ao mesmo tempo. Galvani concluiu que a eletricidade era a causa da contração muscular da rã. Ele, erroneamente pensou, entretanto, que o efeito era devido à transferência de um fluido, ou "eletricidade animal", em vez da eletricidade convencional.
Bateria
Em experimentos com o que ele chamava de eletricidade atmosférica, Galvani descobriu que uma perna de rã poderia se contrair quando presa por um gancho bronze em uma treliça de aço. Outro italiano, Alessandro Volta, um professor da Universidade de Pavia, afirmou que o bronze e o aço, separados por um tecido úmido de rã, geravam eletricidade, e que a perna de rã era apenas um detector. Em 1800, Volta conseguiu amplificar o efeito pelo empilhamento de placas feitas de cobre, zinco e papelão úmido respectivamente e fazendo isto ele inventou a bateria.
Uma bateria separa cargas elétricas através de reações químicas. Se a carga é removida de alguma forma, a bateria separa mais cargas, transformando energia química em energia elétrica. Uma bateria pode produzir cargas, por exemplo, para forçá-las através do filamento de uma lâmpada incandescente. Sua capacidade para realizar trabalho por reações elétricas é medida em Volt, unidade nomeada por Volta. Um volt é igual a 1 joule de trabalho ou energia por cada Coulomb de carga. A capacidade elétrica de uma bateria para realizar trabalho é denominada Força Eletromotriz, ou fem.
Capacitor
Outro dispositivo capaz de trabalho elétrico é o Capacitor, um descendente da Garrafa de Leyden, que é usado para estocar carga. Se uma carga "Q" é deslocada entre placas de metal a voltagem sobe para uma quantidade V. A medida utilizada para medir o quanto de carga um capacitor pode estocar é a Capacitância "C", onde C=Q/V. Carga flui de um capacitor da mesma forma que na bateria, mas com uma diferença significante. Quando a carga deixa as placas do capacitor, não possível obter mais sem recarregar o dispositivo. Isso acontece devido o caráter conservativo da força elétrica. A energia liberada não pode exceder a energia estocada. Essa capacidade para realizar trabalho é denominada Potencial Elétrico.
Um tipo de conservação de energia é também associado com a fem. A energia elétrica obtida de uma bateria é limitada pela energia estocada nas ligações químicas das moléculas. Tanto a fem como o potencial elétrico são medidos em volts, e, infelizmente, os termos voltagem (também chamada tensão), potencial e fem são usados indistintamente. Por exemplo, no caso da bateria o termo potencial muitas vezes é utilizado em lugar de fem.
Tensão
Seja como uma fem ou um potencial elétrico, tensão é uma medida da capacidade de um sistema para realizar trabalho por meio de uma quantidade de carga elétrica unitária. Para exemplificar tensão tem-se: a voltagem medida em eletrocardiogramas, que fica em torno de 5milivolts, a tensão disponível nas tomadas das casa de 220V, e além disso tem-se o enorme potencial de 10 mil volts existente entre uma nuvem carregada e o chão, que é necessário para a produção de um relâmpago.
Dispositivos para o desenvolvimento de tensão inclui baterias, geradores, transformadores e geradores de Van de Graaff.
Algumas vezes altas tensões são necessárias. Por exemplo, os elétrons emitidos em tubos de televisão requer mais de 30.000 volts. Elétrons se movendo devido a essa tensão alcançam velocidades perto de um terço da velocidade da luz e tem energia suficiente para produzir um ponto na tela. Essas altas diferenças de potenciais podem ser produzidas por baixas tensões alternadas utilizando-se um Transformador.
Corrente Elétrica
Uma carga elétrica em movimento é denominada corrente elétrica. A magnitude de uma corrente é a quantidade de carga passado em um determinado ponto (seção de um fio) por segundo, ou I=Q/t, onde Q é a quantidade de carga em Coulombs que passa na seção do fio. A unidade utilizada para medir corrente é o Ampere, que é igual a 1 Coulomb/s.
Por ser a fonte do magnetismo também, a corrente é a ligação entre eletricidade e magnetismo. Em 1819 o fisicista dinamarquês Hans Christian Oersted descobriu que uma agulha de bússola era afetada pela passagem de corrente em um fio. Quase que imediatamente, Andre Ampere na França descobriu a lei da força magnética. Michael Faraday na Inglaterra e Joseph Henry nos Estados Unidos adicionaram a ideia da indução magnética, pelo qual uma variação do campo magnético produz um campo elétrico. Esse foi o início para a formulação da teoria eletromagnética de James Clerk Maxwell.
Atualmente, um moderno amperímetro pode detectar correntes muitos baixas da ordem de 1/ 100.000.000.000.000.000 amperes, que é apenas 63 elétrons por segundo. A corrente em um impulso nervoso é aproximadamente de 1/100.000 amperes, um relâmpago atinge uma corrente de 20.000 amperes,e uma bomba nuclear chega a 10.000.000 de amperes com 115V.
Muitos materiais são Isolantes. Neles todos os elétrons estão nos limites dos átomos e não permite um fluxo de cargas, menos quando submetidos a altos campos elétricos que proporcionam uma "quebra" dessas iterações dos elétrons. Então, em um processo denominado ionização, os elétrons mais "frouxos" são arrancados dos átomos, formando um fluxo de corrente. Essa condição existe durante uma tempestade elétrica. A separação de cargas entre as nuvens e o chão cria um grande campo elétrico que ioniza os átomos do ar, pelo qual é formado um caminho de condução elétrica entre as nuvens e o chão (relâmpago).
Resistência
Embora um condutor permita o fluxo de cargas, isso não ocorre sem uma perda de energia. Os elétrons são acelerados por um campo elétrico. Em geral, eles se movem a distâncias razoáveis, porém eles colidem com alguns dos átomos do condutor, diminuindo sua velocidade ou mudando sua direção. Como resultado, eles perdem energia para os átomos. Essa energia aparece como calor, e essa dispersão é uma resistência para a corrente.
Em 1827 um professor alemão de nome Georg Ohm demonstrou que a corrente em um fio aumenta em proporção direta com a tensão V e com área A da seção transversal do fio, e em proporção inversa ao comprimento L do fio. Dessa forma, a corrente também depende das propriedades do material, a Lei de Ohm é então escrita em dois passos, I=V/R e R=pI/A, onde p é a resistividade. A quantidade R é denominada Resistência. A Resistividade depende apenas do tipo de material. A unidade de resistência é o Ohm , onde 1 ohm é igual a 1volt/amp.
No chumbo, um condutor razoável, a resistividade é 22/100.000.000 ohm-metro; no cobre, um excelente condutor, é apenas 1,7/100.000.000 ohm-metro. Onde altas resistências entre 1 e 1 milhão ohms são necessárias, Resistores são feitos de materiais como o carbono, que tem uma resistividade de 1.400/100.000.000 ohm-metro.
Certos materiais perdem sua resistência quase que completamente quando submetido a uma temperatura de alguns graus acima do zero absoluto. Esses materiais são denominados de Supercondutores. Algumas substâncias recentemente encontradas mantêm a supercondutividade em temperaturas mais elevadas.
O calor resistivo causado pelo choque dos elétrons é um efeito muito importante e é usado em alguns dispositivos elétricos como a lâmpada incandescente. Em um resistor, a potência P, ou energia por segundo, é dada por P=(I ao quadrado).R.
Teoria Elétrica da Matéria
A possibilidade que a eletricidade não consista de um uniforme e contínuo fluido provavelmente ocorreu a muitos cientistas. Mesmo Franklin, uma vez, escreveu que o "fluido" consiste de "partículas extremamente sutis".
Todavia, uma grande quantidade de evidências tinham se acumulado antes da eletricidade ser aceita como formada por minúsculas partículas, quantidades discretas, e não mais como um fluido, quando vista microscopicamente. James Clerk Maxwell se opôs a teoria corpuscular. Por volta do fim do século XIX, entretanto, o trabalho de Sir Joseph John Thompson (1856-1940) e outros provaram a existência do elétron.
Elétron
Thompson tinha medido a proporção da carga do elétron para a sua massa. Então em 1899 ele deduziu um valor para a carga eletrônica pela observação do comportamento de uma nuvem de minúsculas partículas de água carregadas em um campo elétrico. Essa observação conduziu ao Experimento da Gota de Óleo de Millikan.
Robert Millikan, um fisicista da Universidade de Chicago, com a assistência de um estudante Harvey Fletcher, procuraram medir a carga de um único elétron, um objetivo ambicioso em 1906. Uma minúscula gotinha com um pequeno excesso de elétrons foi formada forçando o líquido através de um dispositivo especial. A gota foi então, em verdade, suspendida, com um campo elétrico atraindo para cima e a força gravitacional puxando para baixo. Para a determinação da massa da gota de óleo e do valor do campo elétrico, a carga na gota foi calculada. O resultado: a carga do elétron "e" é negativa e tem como magnitude 1,60/10.000.000.000.000.000.000 Coulombs.
Millikan também determinou que as cargas sempre aparecem com um valor de mais ou menos"e", em outras palavras, a carga é quantizada. Outras partículas elementares descobertas depois tiveram também suas cargas determinadas e foi possível notar que seguiam esta mesma característica. Por exemplo, o Positron, descoberto em 1932 por Carl David Anderson do Instituto de Tecnologia da Califórnia, é exatamente a mesma do elétron, exceto que esta é positiva.
Estrutura Atômica
A maior parte da matéria, em geral, é neutra. A tendência é que para cada próton (carga positiva) no átomo, para este ser eletricamente neutro, deve existir um elétron (carga negativa), e a soma das cargas deve ser nula. Em 1911, Ernest Rutherford propôs um modelo para o átomo. Ele sugeriu que os elétrons orbitavam um núcleo carregado, com um diâmetro de 1/100.000.000.000.000 metros, da mesma forma que os planetas orbitavam o Sol. Rutherford também sugeriu que o núcleo era formado por prótons, sendo que cada um teria uma carga de "+e".
Essa visão da matéria, ainda considerada correta em muitos casos, estabilizou a força elétrica que mantém um átomo unido. Depois que Rutherford apresentou seu modelo atômico, o fisicista dinamarquês Niels Bohr propôs que os elétrons ocupam apenas certas órbitas em torno do núcleo, e que outras órbitas são impossíveis.
Conclusões
Esta foi uma pequena introdução sobre a História da Eletricidade e sobre algumas das descobertas mais importantes deste ramo da ciência, que é fundamental atualmente para o desenvolvimento e sobrevivência da Humanidade.
Durante o curso de Engenharia Elétrica muitos dos conceitos citados acima no texto, e outros, são discutidos de uma forma mais aprofundada e aplicados na construção de equipamentos e dispositivos os quais são conhecidos do público, mas cujo o funcionamento é completamente ignorado, e às vezes "encarado" como se fosse pura magia.
Carga Elétrica
Âmbar é um mineral translúcido, quase amarelo. Próximo do ano 600 AC., os gregos descobriram uma peculiar propriedade deste material: quando esfregado com um pedaço de pelo de animal, o âmbar desenvolve a habilidade para atrair pequenos pedaços de plumas. Por séculos essa estranha e inexplicável propriedade foi associada unicamente ao âmbar.
Dois mil anos depois, no século XVI, William Gilbert provou que muitas outras substâncias são "elétricas" (palavra originária do termo em grego para âmbar, elektron) e que elas podem apresentar dois efeitos elétricos. Quando friccionado com peles o âmbar adquire uma "eletricidade de resina", entretanto o vidro quando friccionado com a seda adquire o que eles chamaram de "eletricidade vítrea", o que eles descobriram foram as cargas positivas e negativas. Eletricidade repele o mesmo tipo e atrai o tipo oposto. Cientistas pensavam que a fricção realmente criava a eletricidade, porém eles não notavam que uma igual quantidade de eletricidade oposta ficava na pele ou na seda.
Em 1747, Benjamin Franklin na América e William Watson (1715-1787) na Inglaterra independentemente chegaram a mesma conclusão: todos os materiais possuem um tipo único de "fluido elétrico" que pode penetrar no material livremente, mas que não pode ser criado e nem destruído. A ação da fricção simplesmente transfere o fluido de um corpo para o outro, eletrificando ambos. Franklin e Watson introduziram o princípio da conservação de carga : a quantidade total de eletricidade em um sistema isolado é constante.
Franklin definiu o fluido, que correspondia a eletricidade vítrea, como positiva e a falta de fluido como negativo. Portanto, de acordo com Franklin, a direção do fluxo (corrente) era do positivo para o negativo, porém atualmente sabe-se que o oposto é vem a ser verdade. Uma segunda teoria com base no fluido foi desenvolvida, subseqüentemente, na qual amostras do mesmo tipo se atraem, enquanto aquelas de tipos opostos se repelem.
Relâmpago
Franklin ficou conhecido com a Garrafa de Leyden , uma garrafa recoberta por dentro e por fora com folhas de estanho.Foi o primeiro Capacitor, um dispositivo utilizado para estocar carga elétrica. A Garrafa de Leydem poderia ser descarregada tocando o seu interior e seu exterior recoberto de estanho simultaneamente, causando um choque elétrico na pessoa. Se um condutor de metal fosse usado, uma faísca poderia ser vista e ouvida. Franklin tinha dúvidas de que o raio e o trovão eram um resultado de uma descarga elétrica. Durante uma tempestade em 1752, Franklin empinou uma pipa que tinha uma extremidade de metal. No fim da chuva, na linha condutora de cânhamo da pipa empinada, ele atou uma chave de metal, na qual amarrou um barbante de seda não condutor que colocou em sua mão. O experimento foi extremamente arriscado, mas o resultado foi inconfundível: quando ele colocou os nós de seus dedos perto da chave, ele pode atrair faíscas para si. O outros dois que tentaram esse experimento extremamente perigoso morreram.
Força Elétrica
Já era conhecido em 1600 que a força repulsiva ou atrativa diminuía quando as cargas eram separadas. Essa relação foi primeiro abordada de uma forma numericamente exata, ou quantitativa, por Joseph Priestley, um amigo de Benjamin Franklin. Em 1767, Priestley indiretamente deduziu que quando a distância entre dois pequenos corpos carregados é aumentada por um fator, as forças entre os corpos são reduzidas pelo quadrado do fator. Por exemplo, se a distância cargas é triplicada, a força resultante diminui para um nono do valor anterior. Ainda que rigorosa, a prova de Priestley foi tão simples que ele mesmo não ficou plenamente convencido. O assunto não foi considerado encerrado até 18 anos depois, quando John Robinson da Escócia fez mais medidas diretas das força elétrica envolvida.
Lei de Coulomb
O fisicista francês Charles A . de Coulomb, cujo nome é usado para designar a unidade de carga elétrica. Este fato aconteceu depois deste realizar uma série de experimentos, que adicionou importantes detalhes (bastante precisos) à prova de Priestley. Ele também desenvolveu a teoria de dois fluidos para cargas elétricas, rejeitando tanto a idéia da criação de eletricidade pela fricção e o modelo de um único fluido de Franklin.
Hoje a lei da força eletrostática, também conhecida como Lei de Coulomb, é expressa da seguinte forma: se dois pequenos objetos, separados por uma distância "r", tem cargas "p" e "q" e estão em repouso, a magnitude da força F entre elas é dada por F=kpq/rr, onde "k" é uma constante. De acordo com o Sistema Internacional de Medidas, a força é medida em Newtons, a distância em metros, e a carga em Coulombs.
Também foi concluído que cargas de sinais opostos se atraem, enquanto aquelas que possuem o mesmo sinal se repelem.
Um Coulomb (C) representa uma grande quantidade. Para manter um Coulomb positivo (+C) 1m de distância de um Coulomb negativo (-C) seria necessário uma força de 9 bilhões de Newtons. Uma nuvem eletricamente carregada típica pode caudar um raio que possui uma carga de 30 Coulombs.
Potencial Elétrico
Por causa de um acidente, no século XVIII o cientista italiano Luigi Galvani começou uma cadeia de eventos que culminaram no desenvolvimento do conceito de voltagem e a invenção da bateria. Em 1780, um dos assistentes de Galvani noticiou que uma perna de rã dissecada se contraria, quando ele tocava seu nervo com um escalpelo. Outro assistente achou que tinha visto uma faísca saindo de um gerador elétrico carregado ao mesmo tempo. Galvani concluiu que a eletricidade era a causa da contração muscular da rã. Ele, erroneamente pensou, entretanto, que o efeito era devido à transferência de um fluido, ou "eletricidade animal", em vez da eletricidade convencional.
Bateria
Em experimentos com o que ele chamava de eletricidade atmosférica, Galvani descobriu que uma perna de rã poderia se contrair quando presa por um gancho bronze em uma treliça de aço. Outro italiano, Alessandro Volta, um professor da Universidade de Pavia, afirmou que o bronze e o aço, separados por um tecido úmido de rã, geravam eletricidade, e que a perna de rã era apenas um detector. Em 1800, Volta conseguiu amplificar o efeito pelo empilhamento de placas feitas de cobre, zinco e papelão úmido respectivamente e fazendo isto ele inventou a bateria.
Uma bateria separa cargas elétricas através de reações químicas. Se a carga é removida de alguma forma, a bateria separa mais cargas, transformando energia química em energia elétrica. Uma bateria pode produzir cargas, por exemplo, para forçá-las através do filamento de uma lâmpada incandescente. Sua capacidade para realizar trabalho por reações elétricas é medida em Volt, unidade nomeada por Volta. Um volt é igual a 1 joule de trabalho ou energia por cada Coulomb de carga. A capacidade elétrica de uma bateria para realizar trabalho é denominada Força Eletromotriz, ou fem.
Capacitor
Outro dispositivo capaz de trabalho elétrico é o Capacitor, um descendente da Garrafa de Leyden, que é usado para estocar carga. Se uma carga "Q" é deslocada entre placas de metal a voltagem sobe para uma quantidade V. A medida utilizada para medir o quanto de carga um capacitor pode estocar é a Capacitância "C", onde C=Q/V. Carga flui de um capacitor da mesma forma que na bateria, mas com uma diferença significante. Quando a carga deixa as placas do capacitor, não possível obter mais sem recarregar o dispositivo. Isso acontece devido o caráter conservativo da força elétrica. A energia liberada não pode exceder a energia estocada. Essa capacidade para realizar trabalho é denominada Potencial Elétrico.
Um tipo de conservação de energia é também associado com a fem. A energia elétrica obtida de uma bateria é limitada pela energia estocada nas ligações químicas das moléculas. Tanto a fem como o potencial elétrico são medidos em volts, e, infelizmente, os termos voltagem (também chamada tensão), potencial e fem são usados indistintamente. Por exemplo, no caso da bateria o termo potencial muitas vezes é utilizado em lugar de fem.
Tensão
Seja como uma fem ou um potencial elétrico, tensão é uma medida da capacidade de um sistema para realizar trabalho por meio de uma quantidade de carga elétrica unitária. Para exemplificar tensão tem-se: a voltagem medida em eletrocardiogramas, que fica em torno de 5milivolts, a tensão disponível nas tomadas das casa de 220V, e além disso tem-se o enorme potencial de 10 mil volts existente entre uma nuvem carregada e o chão, que é necessário para a produção de um relâmpago.
Dispositivos para o desenvolvimento de tensão inclui baterias, geradores, transformadores e geradores de Van de Graaff.
Algumas vezes altas tensões são necessárias. Por exemplo, os elétrons emitidos em tubos de televisão requer mais de 30.000 volts. Elétrons se movendo devido a essa tensão alcançam velocidades perto de um terço da velocidade da luz e tem energia suficiente para produzir um ponto na tela. Essas altas diferenças de potenciais podem ser produzidas por baixas tensões alternadas utilizando-se um Transformador.
Corrente Elétrica
Uma carga elétrica em movimento é denominada corrente elétrica. A magnitude de uma corrente é a quantidade de carga passado em um determinado ponto (seção de um fio) por segundo, ou I=Q/t, onde Q é a quantidade de carga em Coulombs que passa na seção do fio. A unidade utilizada para medir corrente é o Ampere, que é igual a 1 Coulomb/s.
Por ser a fonte do magnetismo também, a corrente é a ligação entre eletricidade e magnetismo. Em 1819 o fisicista dinamarquês Hans Christian Oersted descobriu que uma agulha de bússola era afetada pela passagem de corrente em um fio. Quase que imediatamente, Andre Ampere na França descobriu a lei da força magnética. Michael Faraday na Inglaterra e Joseph Henry nos Estados Unidos adicionaram a ideia da indução magnética, pelo qual uma variação do campo magnético produz um campo elétrico. Esse foi o início para a formulação da teoria eletromagnética de James Clerk Maxwell.
Atualmente, um moderno amperímetro pode detectar correntes muitos baixas da ordem de 1/ 100.000.000.000.000.000 amperes, que é apenas 63 elétrons por segundo. A corrente em um impulso nervoso é aproximadamente de 1/100.000 amperes, um relâmpago atinge uma corrente de 20.000 amperes,e uma bomba nuclear chega a 10.000.000 de amperes com 115V.
Muitos materiais são Isolantes. Neles todos os elétrons estão nos limites dos átomos e não permite um fluxo de cargas, menos quando submetidos a altos campos elétricos que proporcionam uma "quebra" dessas iterações dos elétrons. Então, em um processo denominado ionização, os elétrons mais "frouxos" são arrancados dos átomos, formando um fluxo de corrente. Essa condição existe durante uma tempestade elétrica. A separação de cargas entre as nuvens e o chão cria um grande campo elétrico que ioniza os átomos do ar, pelo qual é formado um caminho de condução elétrica entre as nuvens e o chão (relâmpago).
Resistência
Embora um condutor permita o fluxo de cargas, isso não ocorre sem uma perda de energia. Os elétrons são acelerados por um campo elétrico. Em geral, eles se movem a distâncias razoáveis, porém eles colidem com alguns dos átomos do condutor, diminuindo sua velocidade ou mudando sua direção. Como resultado, eles perdem energia para os átomos. Essa energia aparece como calor, e essa dispersão é uma resistência para a corrente.
Em 1827 um professor alemão de nome Georg Ohm demonstrou que a corrente em um fio aumenta em proporção direta com a tensão V e com área A da seção transversal do fio, e em proporção inversa ao comprimento L do fio. Dessa forma, a corrente também depende das propriedades do material, a Lei de Ohm é então escrita em dois passos, I=V/R e R=pI/A, onde p é a resistividade. A quantidade R é denominada Resistência. A Resistividade depende apenas do tipo de material. A unidade de resistência é o Ohm , onde 1 ohm é igual a 1volt/amp.
No chumbo, um condutor razoável, a resistividade é 22/100.000.000 ohm-metro; no cobre, um excelente condutor, é apenas 1,7/100.000.000 ohm-metro. Onde altas resistências entre 1 e 1 milhão ohms são necessárias, Resistores são feitos de materiais como o carbono, que tem uma resistividade de 1.400/100.000.000 ohm-metro.
Certos materiais perdem sua resistência quase que completamente quando submetido a uma temperatura de alguns graus acima do zero absoluto. Esses materiais são denominados de Supercondutores. Algumas substâncias recentemente encontradas mantêm a supercondutividade em temperaturas mais elevadas.
O calor resistivo causado pelo choque dos elétrons é um efeito muito importante e é usado em alguns dispositivos elétricos como a lâmpada incandescente. Em um resistor, a potência P, ou energia por segundo, é dada por P=(I ao quadrado).R.
Teoria Elétrica da Matéria
A possibilidade que a eletricidade não consista de um uniforme e contínuo fluido provavelmente ocorreu a muitos cientistas. Mesmo Franklin, uma vez, escreveu que o "fluido" consiste de "partículas extremamente sutis".
Todavia, uma grande quantidade de evidências tinham se acumulado antes da eletricidade ser aceita como formada por minúsculas partículas, quantidades discretas, e não mais como um fluido, quando vista microscopicamente. James Clerk Maxwell se opôs a teoria corpuscular. Por volta do fim do século XIX, entretanto, o trabalho de Sir Joseph John Thompson (1856-1940) e outros provaram a existência do elétron.
Elétron
Thompson tinha medido a proporção da carga do elétron para a sua massa. Então em 1899 ele deduziu um valor para a carga eletrônica pela observação do comportamento de uma nuvem de minúsculas partículas de água carregadas em um campo elétrico. Essa observação conduziu ao Experimento da Gota de Óleo de Millikan.
Robert Millikan, um fisicista da Universidade de Chicago, com a assistência de um estudante Harvey Fletcher, procuraram medir a carga de um único elétron, um objetivo ambicioso em 1906. Uma minúscula gotinha com um pequeno excesso de elétrons foi formada forçando o líquido através de um dispositivo especial. A gota foi então, em verdade, suspendida, com um campo elétrico atraindo para cima e a força gravitacional puxando para baixo. Para a determinação da massa da gota de óleo e do valor do campo elétrico, a carga na gota foi calculada. O resultado: a carga do elétron "e" é negativa e tem como magnitude 1,60/10.000.000.000.000.000.000 Coulombs.
Millikan também determinou que as cargas sempre aparecem com um valor de mais ou menos"e", em outras palavras, a carga é quantizada. Outras partículas elementares descobertas depois tiveram também suas cargas determinadas e foi possível notar que seguiam esta mesma característica. Por exemplo, o Positron, descoberto em 1932 por Carl David Anderson do Instituto de Tecnologia da Califórnia, é exatamente a mesma do elétron, exceto que esta é positiva.
Estrutura Atômica
A maior parte da matéria, em geral, é neutra. A tendência é que para cada próton (carga positiva) no átomo, para este ser eletricamente neutro, deve existir um elétron (carga negativa), e a soma das cargas deve ser nula. Em 1911, Ernest Rutherford propôs um modelo para o átomo. Ele sugeriu que os elétrons orbitavam um núcleo carregado, com um diâmetro de 1/100.000.000.000.000 metros, da mesma forma que os planetas orbitavam o Sol. Rutherford também sugeriu que o núcleo era formado por prótons, sendo que cada um teria uma carga de "+e".
Essa visão da matéria, ainda considerada correta em muitos casos, estabilizou a força elétrica que mantém um átomo unido. Depois que Rutherford apresentou seu modelo atômico, o fisicista dinamarquês Niels Bohr propôs que os elétrons ocupam apenas certas órbitas em torno do núcleo, e que outras órbitas são impossíveis.
Conclusões
Esta foi uma pequena introdução sobre a História da Eletricidade e sobre algumas das descobertas mais importantes deste ramo da ciência, que é fundamental atualmente para o desenvolvimento e sobrevivência da Humanidade.
Durante o curso de Engenharia Elétrica muitos dos conceitos citados acima no texto, e outros, são discutidos de uma forma mais aprofundada e aplicados na construção de equipamentos e dispositivos os quais são conhecidos do público, mas cujo o funcionamento é completamente ignorado, e às vezes "encarado" como se fosse pura magia.
ESTRATOSFERA
A estratosfera se caracteriza pelos movimentos de ar em sentido horizontal, fica situada entre 7 e 17 até 50 km de altitude aproximadamente, sendo a segunda camada da atmosfera , compreendida entre a troposfera e a mesosfera, a temperatura aumenta à medida que aumenta a altura. Apresenta pequena concentração de vapor d'água e temperatura constante até a região limítrofe, denominada estratopausa.
Camadas da atmosfera, simplificadamente.Na sua parte inferior, flui uma corrente de ar em jato, conhecida como jet stream, que exerce influência na meteorologia das zonas temperadas; entre trinta e cinqüenta quilômetros, encontra-se a ozonosfera, onde moléculas de ozônio absorvem a radiação ultravioleta do Sol devido a reações fotoquímicas, filtrando-as; neste ponto da estratosfera, o ar se aquece até a temperatura atingir cerca de 10o C. Na estratosfera existem as nuvens-de-madrepérola, estas são formadas pela capa de ozônio, costuma ser muito estável, principalmente no espaço compreendido entre a tropopausa e a camada de ozônio.
ESTRATOSFERA
O Que Está Acontecendo Com a Tropopausa?
A ação do homem sobre a natureza tem atingido proporções gigantescas, afetando o clima do planeta Terra de uma maneira não totalmente compreendida.
Ainda não há um concenso sobre se a elevação na temperatura global observada no último século é um efeito natural ou se é resultado da atividade humana. Uma pequena elevação na temperatura média da Terra representa grandes mudanças no clima, mas a medição desta pequena variação é difícil e também a sua interpretação. Recentemente, um grupo de pesquisadores consideraram um outro fator que está intimamente associado à variação da temperatura: a altura da tropopausa.
A atmosfera pode ser divida em camadas, umas sobre as outras, conforme a variação da temperatura com a altitude. A camada mais baixa, aonde vivemos, chama-se troposfera. Ela concentra quase 90% de todo o ar da atmosfera e vai desde o solo até uma altura que pode variar de 7 km nos pólos até pouco mais de 16 km no equador. Acima da troposfera encontra-se a estratosfera que vai do topo da troposfera até, aproximadamente 50 km de altura. A tropopausa é o limite entre estas duas regiões.
Esquema de como se sobrepõe as camadas atmosféricas
O que diferencia a troposfera da estratosfera é o modo como a temperatura varia com a altitude. Na troposfera o ar é quente na superfície e vai ficando cada vez mais frio com a altitude, caindo de 5°C a 7°C para cada quilômetro. Por isso os lugares mais altos são mais frios e as montanhas têm os picos cobertos de neve. O ponto mais frio da troposfera é a tropopausa, a partir daí, na estratosfera, a temperatura aumenta com a altitude.
A escala mostra como varia em média a temperatura (em Kelvin) de acordo com cada camada atmosférica
Estes perfis de temperatura são responsáveis pelo modo como o ar flui nestas duas camadas. A troposfera é bastante instável, sujeita a convecção correntes de ar ascendentes devido ao aquecimento na superfície e onde se produzem os fenômenos climáticos como nuvens, chuvas, ventos, furacões e tornados. A estratosfera é muito estável, praticamente sem convecção ou qualquer dos fenômenos violentos que se observam na troposfera. É uma região calma, na qual viajam os aviões comerciais para fugir das instabilidades da troposfera abaixo.
Fenômenos atmosféricos naturais: nuvens, chuva e vento
A altura da tropopausa varia conforme a latitude, a temperatura e as condições da troposfera. Quando o a troposfera está agitada, com muita convecção, a tropopausa fica mais alta. É como se a troposfera inchasse e empurrasse a estratosfera para cima. Quando a tropopausa sobe ela fica mais fria. Nos trópicos, devido às altas temperaturas no solo, o que provoca muita convecção, a tropopausa tende a ser muito alta e a sua temperatura muito baixa. Em alguns pontos na região equatorial a temperatura pode chegar a -80°C. Somente sobre os pólos, no longo inverno polar, é que temperaturas tão baixas também podem ocorrer na troposfera. É interessante que justamente sobre as regiões mais quentes aconteçam as temperaturas mais baixas.
Durante parte do século XIX e todo o século XX os meteorologitas acompanharam as variações na altura da tropopausa. No final do século XX, observou-se uma lenta elevação: 198 metros nos últimos 22 anos.
Dois fatores, separados ou em conjunto, podem produzir este efeito: o aquecimento da troposfera e o resfriamento da estratosfera. Com o aquecimento a troposfera incha , empurrando a estratosfera para cima. Se a estratosfera esfria ela reduz a pressão sobre a troposfera, permitindo a elevação da tropopausa.
Inicialmente suspeitou-se que a própria natureza pudesse ser responsável por isso. Mas, em uma publicação no Journal of Geophysical Research (Jornal de Pesquisa Geofísica), uma equipe de investigadores, baseados em simulações por computador, concluíram que a atividade humana é a principal responsável. Utilizando as informações coletadas desde o final do século XIX, os pesquisadores estudaram a influência de fatores como a atividade vulcânica e variações na irradiância solar, ambos naturais, ao lado de fatores como emissão de gases do efeito estufa, aerossóis provenientes de atividades agrícolas e industriais e as variações nas concentrações de ozônio troposférico e estratosférico devido a atividades humanas.
A ação de vulcões, por exemplo, poderia estar produzindo o aquecimento da atmosfera. Mas as simulações indicam que o principal fator é o aumento dos gases do efeito estufa que estão se acumulando na atmosfera devido à ação humana. Com o acúmulo destes gases a atmosfera e principalmente a troposfera fica mais quente e, como um balão aquecido, aumenta de volume, o que pode ser verificado como um aumento na altura da troposfera.
Outra explicação seria a decomposição do ozônio na estratosfera devido à presença de gases contaminantes como os clorofluorocarbonos (CFC's), também gerados pela atividade humana. O ozônio absorve parte da radiação solar, sendo um dos principais responsáveis pelo aquecimento da estratosfera. Com a redução da quantidade de ozônio, menos energia proveniente do Sol é absorvida na estratosfera que esfria e se contrai, o que também acarreta uma elevação na altura da troposfera.
Não há ainda dados conclusivos que permitam decidir qual destas causas é a principal responsável. De qualquer modo, a razão ainda é a atividade humana. A equipe de pesquisadores conclui: "as mudanças na altura da tropopausa podem servir como prova contundente dos efeitos ocasionados no clima pelas atividades humanas e da importância de prestar-lhes atenção."
ESTRATOSFERA
O Que Está Acontecendo Com a Tropopausa?
Atmosfera
Mistura de gases que rodeia um planeta. No caso da Terra, protege-a não só das radiações solares, como também de meteoritos que cruzam o espaço.
Camadas da atmosfera, simplificadamente.Na sua parte inferior, flui uma corrente de ar em jato, conhecida como jet stream, que exerce influência na meteorologia das zonas temperadas; entre trinta e cinqüenta quilômetros, encontra-se a ozonosfera, onde moléculas de ozônio absorvem a radiação ultravioleta do Sol devido a reações fotoquímicas, filtrando-as; neste ponto da estratosfera, o ar se aquece até a temperatura atingir cerca de 10o C. Na estratosfera existem as nuvens-de-madrepérola, estas são formadas pela capa de ozônio, costuma ser muito estável, principalmente no espaço compreendido entre a tropopausa e a camada de ozônio.
ESTRATOSFERA
O Que Está Acontecendo Com a Tropopausa?
A ação do homem sobre a natureza tem atingido proporções gigantescas, afetando o clima do planeta Terra de uma maneira não totalmente compreendida.
Ainda não há um concenso sobre se a elevação na temperatura global observada no último século é um efeito natural ou se é resultado da atividade humana. Uma pequena elevação na temperatura média da Terra representa grandes mudanças no clima, mas a medição desta pequena variação é difícil e também a sua interpretação. Recentemente, um grupo de pesquisadores consideraram um outro fator que está intimamente associado à variação da temperatura: a altura da tropopausa.
A atmosfera pode ser divida em camadas, umas sobre as outras, conforme a variação da temperatura com a altitude. A camada mais baixa, aonde vivemos, chama-se troposfera. Ela concentra quase 90% de todo o ar da atmosfera e vai desde o solo até uma altura que pode variar de 7 km nos pólos até pouco mais de 16 km no equador. Acima da troposfera encontra-se a estratosfera que vai do topo da troposfera até, aproximadamente 50 km de altura. A tropopausa é o limite entre estas duas regiões.
Esquema de como se sobrepõe as camadas atmosféricas
O que diferencia a troposfera da estratosfera é o modo como a temperatura varia com a altitude. Na troposfera o ar é quente na superfície e vai ficando cada vez mais frio com a altitude, caindo de 5°C a 7°C para cada quilômetro. Por isso os lugares mais altos são mais frios e as montanhas têm os picos cobertos de neve. O ponto mais frio da troposfera é a tropopausa, a partir daí, na estratosfera, a temperatura aumenta com a altitude.
A escala mostra como varia em média a temperatura (em Kelvin) de acordo com cada camada atmosférica
Estes perfis de temperatura são responsáveis pelo modo como o ar flui nestas duas camadas. A troposfera é bastante instável, sujeita a convecção correntes de ar ascendentes devido ao aquecimento na superfície e onde se produzem os fenômenos climáticos como nuvens, chuvas, ventos, furacões e tornados. A estratosfera é muito estável, praticamente sem convecção ou qualquer dos fenômenos violentos que se observam na troposfera. É uma região calma, na qual viajam os aviões comerciais para fugir das instabilidades da troposfera abaixo.
Fenômenos atmosféricos naturais: nuvens, chuva e vento
A altura da tropopausa varia conforme a latitude, a temperatura e as condições da troposfera. Quando o a troposfera está agitada, com muita convecção, a tropopausa fica mais alta. É como se a troposfera inchasse e empurrasse a estratosfera para cima. Quando a tropopausa sobe ela fica mais fria. Nos trópicos, devido às altas temperaturas no solo, o que provoca muita convecção, a tropopausa tende a ser muito alta e a sua temperatura muito baixa. Em alguns pontos na região equatorial a temperatura pode chegar a -80°C. Somente sobre os pólos, no longo inverno polar, é que temperaturas tão baixas também podem ocorrer na troposfera. É interessante que justamente sobre as regiões mais quentes aconteçam as temperaturas mais baixas.
Durante parte do século XIX e todo o século XX os meteorologitas acompanharam as variações na altura da tropopausa. No final do século XX, observou-se uma lenta elevação: 198 metros nos últimos 22 anos.
Dois fatores, separados ou em conjunto, podem produzir este efeito: o aquecimento da troposfera e o resfriamento da estratosfera. Com o aquecimento a troposfera incha , empurrando a estratosfera para cima. Se a estratosfera esfria ela reduz a pressão sobre a troposfera, permitindo a elevação da tropopausa.
Inicialmente suspeitou-se que a própria natureza pudesse ser responsável por isso. Mas, em uma publicação no Journal of Geophysical Research (Jornal de Pesquisa Geofísica), uma equipe de investigadores, baseados em simulações por computador, concluíram que a atividade humana é a principal responsável. Utilizando as informações coletadas desde o final do século XIX, os pesquisadores estudaram a influência de fatores como a atividade vulcânica e variações na irradiância solar, ambos naturais, ao lado de fatores como emissão de gases do efeito estufa, aerossóis provenientes de atividades agrícolas e industriais e as variações nas concentrações de ozônio troposférico e estratosférico devido a atividades humanas.
A ação de vulcões, por exemplo, poderia estar produzindo o aquecimento da atmosfera. Mas as simulações indicam que o principal fator é o aumento dos gases do efeito estufa que estão se acumulando na atmosfera devido à ação humana. Com o acúmulo destes gases a atmosfera e principalmente a troposfera fica mais quente e, como um balão aquecido, aumenta de volume, o que pode ser verificado como um aumento na altura da troposfera.
Outra explicação seria a decomposição do ozônio na estratosfera devido à presença de gases contaminantes como os clorofluorocarbonos (CFC's), também gerados pela atividade humana. O ozônio absorve parte da radiação solar, sendo um dos principais responsáveis pelo aquecimento da estratosfera. Com a redução da quantidade de ozônio, menos energia proveniente do Sol é absorvida na estratosfera que esfria e se contrai, o que também acarreta uma elevação na altura da troposfera.
Não há ainda dados conclusivos que permitam decidir qual destas causas é a principal responsável. De qualquer modo, a razão ainda é a atividade humana. A equipe de pesquisadores conclui: "as mudanças na altura da tropopausa podem servir como prova contundente dos efeitos ocasionados no clima pelas atividades humanas e da importância de prestar-lhes atenção."
ESTRATOSFERA
O Que Está Acontecendo Com a Tropopausa?
Atmosfera
Mistura de gases que rodeia um planeta. No caso da Terra, protege-a não só das radiações solares, como também de meteoritos que cruzam o espaço.
ESTADOS FISICOS DA MATERIA
Fases ou estados da matéria são conjuntos de configurações que objetos macroscópicos podem apresentar. Canonicamente são três os estados ou fases considerados: sólido, líquido e gasoso. Outros tipos de fases da matéria, como o estado pastoso ou o plasma são estudados em em níveis mais avançados de física.
No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de suas partícula. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.
No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.
No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.
Nota: As características específicas materiais são estudados em vários outros campos da Física, da Química e da Engenharia, como a Física do Estado Sólido, a Físico-Química, ligas metálicas, Polímeros, Cerâmicas, Ciência dos Materiais, Reologia, Resistência dos Materiais, etc.
Mudanças de fase
É do conhecimento geral que um corpo sólido pode passar a líquido e um líquido a gás. Inversamente também os gases podem passar a líquidos e os líquidos a sólidos. Como a cada uma destas fases de uma substância corresponde determinado tipo de estrutura corpuscular, interessa saber de que modo se efectuarão as mudanças de estruturas dos corpos quando muda a fase, ou de estado de aglomeração, da substância que são feitos.
- Fusão, mudança do estado sólido para o líquido.
- vaporização, mudança do estado líquido para o gasoso.
- Condensação, mudança de estado gasoso para líquido ( inverso da Vaporização ).
- Solidificação, mudança de estado líquido para o estado sólido ( inverso da Fusão ).
Nota: Um corpo pode ainda passar directamente do estado sólido para o gasoso, e vice-versa. A este processo chama-se sublimação. A cânfora e o dióxido de carbono sólido ( gelo seco ) são exemplos de substâncias que sublimam.
estados físicos da matéria
Toda matéria é constituída de pequenas partículas e, dependendo do maior ou menor grau de agregação entre elas, pode ser encontrada em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.
As pedras, o gelo e a madeira são exemplos de matéria no estado sólido. A água, o leite, a gasolina e o mel estão no estado líquido. Já o gás hidrogênio, o gás oxigênio e o gás carbônico estão no estado gasoso.
Cada um dos três estados de agregação apresenta características próprias - como o volume, a densidade e a forma - que podem ser alteradas pela variação de temperatura (aquecimento ou resfriamento).
Quando uma substância muda de estado, sofre alterações nas suas características macroscópicas (volume, forma, etc.) e microscópicas (arranjo das partículas), não havendo, contudo, alteração em sua composição.
O estado sólido
A matéria no estado sólido apresenta forma e volume constantes. Assim, se deixarmos um bloco de ferro sobre uma mesa, sua forma permanecerá a mesma.
As moléculas que formam os corpos estão sujeitas a forças de atração, conhecidas como forças de coesão. No estado sólido, as moléculas estão próximas uma das outras. Conseqüentemente, as forças de coesão são grandes, e as moléculas se movimentam pouco. Forças de coesão grande são responsáveis pela forma definida dos sólidos.
O estado líquido
A matéria no estado líquido mantém seu volume constante. Sua forma, porém, não é constante, correspondendo àquela do recipiente que a contém.
No estado líquido, as moléculas estão mais distantes, e as forças de coesão são bem menores. Ficando mais soltas, as moléculas apresentam maior mobilidade, o que confere aos líquidos a propreidade de assumir forma do recipiente que os contém.
O estado gasoso
No estado gasoso, a matéria não apresenta nem volume nem foma constantes. Como nos gases a distância entre as moléculas é muito grande, as forças de coesão entre elas são extremamente fracas, e elas têm grande mobilidade.
Quando liberamos um gás que estava preso em um frasco, ele se espalha pelo ambiente. Podemos verificar esse fato com facilidade se pensarmos no vapor exalado pelos perfumes. Embora sejam líquidos, eles evaporam muito rapidamente. Experimente abrir um frasco de perfume e afastar-se alguns metros. Você logo sentirá seu cheiro, o que mostra que parte dele evaporou e se espalhou pelo ambiente.
De que é feita a matéria
Se com o auxílio de um conta-gotas, retirarmos uma gota de água do lago do Guaíba e a analisarmos, ainda teremos um gota de água do lago, embora em pequena quantidade. Se pegarmos metade dessa gota, ainda teremos água do lago. Na verdade nessa pequena gota ainda há, além de água, material em suspensão, que são partículas de rochas, terra e areia, além de pequenas plantas. Se conseguíssimos retirar todo esse material e continuássemos nosso processo de divisão apenas com a água, chegaríamos a um molécula de água.
A partir daí, se de algum modo quebrarmos essa molécula, deixaremos de ter água. Podemos então dizer que molécula é a menor parte da matéria que ainda conserva suas propriedades.
Por sua vez, as moléculas são compostas de partículas ainda menores, chamadas átomos.
No caso da água, já sabemos que sua molécula é composta de átomos de hidrogênio e oxigênio.
Isso vale para todo tipo de matéria. A matéria é, assim, formada por átomos combinados.
Corpo - Objeto - Substância e Mistura
Dá-se o nome de corpo a uma porção limitada de matéria, como por exemplo, uma pedra, um litro de leite, a atmosfera que envolve a Terra, o Sol, uma geladeira, um gato.
Já um objeto é um corpo usado como utensílio pelo homem. Assim, um pedaço de pau passa a ser um objeto quando usado como bengala, ou ainda como estaca. Quando no período pré-histórico, o homem aprendeu a construir utensílios de pedra, de madeira e de osso, estava aprendendo a fabricar objetos para facilitar sua vida.
Os corpos são formados por substâncias. As substâncias são constituídas por um único tipo de molécula. A água, o álcool, o gás oxigênio, o ferro são exemplos de substâncias. Já o leite não é uma substância, e sim uma mistura de várias delas. Nele encontramos água, gordura, sais minerais, etc.
Corpo: porção limitada de matéria.
Objeto: corpo usado como utensílio.
Substância: matéria constituída por um único tipo de molécula.
Mistura: reunião de duas ou mais substâncias.
Em 1808, baseado em fatos experimentais, o cientista bitânico John Dalton (1766-1844) formula uma teoria atômica para explicar a constituição da matéria.
Teoria Atômica de Dalton
Essa teoria possibilitaria, posteriormente, a criação do primeiro modelo do átomo, a qual expressa, em termos gerais, o seguinte:
1. A matéria é constituída de pequenas partículas esféricas maciças e indivisíveis denominadas átomos.
2. Um conjunto de átomos com as mesmas massas e tamanhos apresenta as mesmas propriedades e constitui um elemento químico.
3. Elementos químicos diferentes apresentam átomos com massas, tamanhos e propriedades diferentes.
4. A combinação de átomos de elementos diferentes, numa proporção de números inteiros, origina substâncias diferentes.
5. Os átomos não são criados nem destruídos: são simplesmente rearranjados, originando novas substâncias.
Para melhor representar sua teoria atômica, Dalton substituiu os antigos símbolos químicos da alquimia por novos e criou símbolos para outros elementos que não eram conhecidos pelos alquimistas.
Mudanças de Estado Físico
O diagrama a seguir mostra as mudanças de estado, com os nomes particulares que cada uma delas recebe.
Como citado anteriormente, dois fatores são importantes nas mudanças de estado das substâncias: temperatura e pressão.
Influência da temperatura
A vaporização, que é a passagem do estado líquido para o gasoso, pode ocorrer de três modos: evaporação, ebulição e calefação.
A evaporação acontece com líquidos a qualquer temperatura. É o caso, por exemplo, da água líquida colocada em um prato que após algum tempo desaparece, ou seja, transforma-se em vapor e mistura-se à atmosfera.
Já a calefação é um processo rápido de vaporização, que ocorre quando há um aumento violento de temperatura. É o que acontece quando colocamos água em pequenas quantidades em uma frigideira bem quente. Ela vaporiza de modo brusco, quase instantâneo.
A ebulição é a vaporização que acontece a uma determinada temperatura.
Se colocarmos água para esquentar, notaremos que quando sua temperatura chega a 100ºC, ela ferve, entrando em ebulição. Isso acontece ao nível do mar, onde a pressão exercida pelo ar (pressão atmosférica) correspnde a uma atmosfera - 1 atm. A essa temperatura damos o nome de ponto (ou temperatura) de ebulição.
A temperatura em que ocorre a ebulição, acontece também a condensação. Assim, se for resfriado, o vapor d'água começa a transformar-se em água no estado líquido a partir de 100ºC.
Ainda ao nível do mar, se resfriarmos água no estado líquido, notaremos que ela se solidifica a 0ºC. A essa temperatura damos o nome de ponto (ou temperatura) de solidificação. O contrário da solidificação, a fusão, também ocorre a essa temperatura, chamada de ponto (ou temperatura) de fusão.
De modo geral, cada substância apresenta um ponto de fusão (ou de solidificação) e um ponto de ebulição (ou de condensação) específico.
Influência da pressão
Além da temperatura, a pressão também influi na mudança de estado. Note que até agora falamos em ponto de fusão e ponto de ebulição ao nível do mar. Quanto menor a pressão exercida sobre a superfície de um líquido, mais fácil é a vaporização, pois as moléculas do líquido encontram menor resistência para aandoná-lo e transformar-se em vapor. Vejamos, por exemplo, o caso da água. Ao nível do mar, a pressão exercida pelo ar é, como já dito anteriormente, de 1 atmosfera. A água ferve então a 100ºC. Já na cidade de São Paulo, por exemplo, que está a uma altitude maior, a pressão atmosférica é menor, e a água ferve a cerda de 98ºC.
O mesmo efeito notamos na fusão. Uma alteração na pressão atmosférica modifica o ponto de fusão das substâncias. Uma diminuição na pressão atmosférica costuma provocar também uma diminuição no ponto de fusão.
Com relação à fusão, no entanto, a água é uma exceção a essa regra. Para essa substância, um aumento na pressão provoca uma diminuição do seu ponto de fusão.
Um caso curioso acontece na Lua. Lá não existe ar e, portanto, a pressão atmosférica é nula. Se levarmos até lá um bloco de gelo e colocarmos ao sol para derreter, observaremos uma sublimação, isto é, a passagem direta do água do estádo sólido para o estado gasoso.
Como se explica esse fato?
Acontece que a ausência de pressão impede que lá exista água no estado líquido. A falta de forças de pressão faria a água ferver, mesmo estando a qualquer temperatura
No estado sólido considera-se que a matéria do corpo mantém a forma macroscópica e a posição relativa de suas partícula. É particularmente estudado nas áreas da estática e da dinâmica.
No estado líquido, o corpo mantém a quantidade de matéria e aproximadamente o volume; a forma e posição relativa da partículas não se mantém. É particularmente estudado nas áreas da hidrostática e da hidrodinâmica.
No estado gasoso, o corpo mantém apenas a quantidade de matéria, podendo variar amplamente a forma e o volume. É particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.
Nota: As características específicas materiais são estudados em vários outros campos da Física, da Química e da Engenharia, como a Física do Estado Sólido, a Físico-Química, ligas metálicas, Polímeros, Cerâmicas, Ciência dos Materiais, Reologia, Resistência dos Materiais, etc.
Mudanças de fase
É do conhecimento geral que um corpo sólido pode passar a líquido e um líquido a gás. Inversamente também os gases podem passar a líquidos e os líquidos a sólidos. Como a cada uma destas fases de uma substância corresponde determinado tipo de estrutura corpuscular, interessa saber de que modo se efectuarão as mudanças de estruturas dos corpos quando muda a fase, ou de estado de aglomeração, da substância que são feitos.
- Fusão, mudança do estado sólido para o líquido.
- vaporização, mudança do estado líquido para o gasoso.
- Condensação, mudança de estado gasoso para líquido ( inverso da Vaporização ).
- Solidificação, mudança de estado líquido para o estado sólido ( inverso da Fusão ).
Nota: Um corpo pode ainda passar directamente do estado sólido para o gasoso, e vice-versa. A este processo chama-se sublimação. A cânfora e o dióxido de carbono sólido ( gelo seco ) são exemplos de substâncias que sublimam.
estados físicos da matéria
Toda matéria é constituída de pequenas partículas e, dependendo do maior ou menor grau de agregação entre elas, pode ser encontrada em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.
As pedras, o gelo e a madeira são exemplos de matéria no estado sólido. A água, o leite, a gasolina e o mel estão no estado líquido. Já o gás hidrogênio, o gás oxigênio e o gás carbônico estão no estado gasoso.
Cada um dos três estados de agregação apresenta características próprias - como o volume, a densidade e a forma - que podem ser alteradas pela variação de temperatura (aquecimento ou resfriamento).
Quando uma substância muda de estado, sofre alterações nas suas características macroscópicas (volume, forma, etc.) e microscópicas (arranjo das partículas), não havendo, contudo, alteração em sua composição.
O estado sólido
A matéria no estado sólido apresenta forma e volume constantes. Assim, se deixarmos um bloco de ferro sobre uma mesa, sua forma permanecerá a mesma.
As moléculas que formam os corpos estão sujeitas a forças de atração, conhecidas como forças de coesão. No estado sólido, as moléculas estão próximas uma das outras. Conseqüentemente, as forças de coesão são grandes, e as moléculas se movimentam pouco. Forças de coesão grande são responsáveis pela forma definida dos sólidos.
O estado líquido
A matéria no estado líquido mantém seu volume constante. Sua forma, porém, não é constante, correspondendo àquela do recipiente que a contém.
No estado líquido, as moléculas estão mais distantes, e as forças de coesão são bem menores. Ficando mais soltas, as moléculas apresentam maior mobilidade, o que confere aos líquidos a propreidade de assumir forma do recipiente que os contém.
O estado gasoso
No estado gasoso, a matéria não apresenta nem volume nem foma constantes. Como nos gases a distância entre as moléculas é muito grande, as forças de coesão entre elas são extremamente fracas, e elas têm grande mobilidade.
Quando liberamos um gás que estava preso em um frasco, ele se espalha pelo ambiente. Podemos verificar esse fato com facilidade se pensarmos no vapor exalado pelos perfumes. Embora sejam líquidos, eles evaporam muito rapidamente. Experimente abrir um frasco de perfume e afastar-se alguns metros. Você logo sentirá seu cheiro, o que mostra que parte dele evaporou e se espalhou pelo ambiente.
De que é feita a matéria
Se com o auxílio de um conta-gotas, retirarmos uma gota de água do lago do Guaíba e a analisarmos, ainda teremos um gota de água do lago, embora em pequena quantidade. Se pegarmos metade dessa gota, ainda teremos água do lago. Na verdade nessa pequena gota ainda há, além de água, material em suspensão, que são partículas de rochas, terra e areia, além de pequenas plantas. Se conseguíssimos retirar todo esse material e continuássemos nosso processo de divisão apenas com a água, chegaríamos a um molécula de água.
A partir daí, se de algum modo quebrarmos essa molécula, deixaremos de ter água. Podemos então dizer que molécula é a menor parte da matéria que ainda conserva suas propriedades.
Por sua vez, as moléculas são compostas de partículas ainda menores, chamadas átomos.
No caso da água, já sabemos que sua molécula é composta de átomos de hidrogênio e oxigênio.
Isso vale para todo tipo de matéria. A matéria é, assim, formada por átomos combinados.
Corpo - Objeto - Substância e Mistura
Dá-se o nome de corpo a uma porção limitada de matéria, como por exemplo, uma pedra, um litro de leite, a atmosfera que envolve a Terra, o Sol, uma geladeira, um gato.
Já um objeto é um corpo usado como utensílio pelo homem. Assim, um pedaço de pau passa a ser um objeto quando usado como bengala, ou ainda como estaca. Quando no período pré-histórico, o homem aprendeu a construir utensílios de pedra, de madeira e de osso, estava aprendendo a fabricar objetos para facilitar sua vida.
Os corpos são formados por substâncias. As substâncias são constituídas por um único tipo de molécula. A água, o álcool, o gás oxigênio, o ferro são exemplos de substâncias. Já o leite não é uma substância, e sim uma mistura de várias delas. Nele encontramos água, gordura, sais minerais, etc.
Corpo: porção limitada de matéria.
Objeto: corpo usado como utensílio.
Substância: matéria constituída por um único tipo de molécula.
Mistura: reunião de duas ou mais substâncias.
Em 1808, baseado em fatos experimentais, o cientista bitânico John Dalton (1766-1844) formula uma teoria atômica para explicar a constituição da matéria.
Teoria Atômica de Dalton
Essa teoria possibilitaria, posteriormente, a criação do primeiro modelo do átomo, a qual expressa, em termos gerais, o seguinte:
1. A matéria é constituída de pequenas partículas esféricas maciças e indivisíveis denominadas átomos.
2. Um conjunto de átomos com as mesmas massas e tamanhos apresenta as mesmas propriedades e constitui um elemento químico.
3. Elementos químicos diferentes apresentam átomos com massas, tamanhos e propriedades diferentes.
4. A combinação de átomos de elementos diferentes, numa proporção de números inteiros, origina substâncias diferentes.
5. Os átomos não são criados nem destruídos: são simplesmente rearranjados, originando novas substâncias.
Para melhor representar sua teoria atômica, Dalton substituiu os antigos símbolos químicos da alquimia por novos e criou símbolos para outros elementos que não eram conhecidos pelos alquimistas.
Mudanças de Estado Físico
O diagrama a seguir mostra as mudanças de estado, com os nomes particulares que cada uma delas recebe.
Como citado anteriormente, dois fatores são importantes nas mudanças de estado das substâncias: temperatura e pressão.
Influência da temperatura
A vaporização, que é a passagem do estado líquido para o gasoso, pode ocorrer de três modos: evaporação, ebulição e calefação.
A evaporação acontece com líquidos a qualquer temperatura. É o caso, por exemplo, da água líquida colocada em um prato que após algum tempo desaparece, ou seja, transforma-se em vapor e mistura-se à atmosfera.
Já a calefação é um processo rápido de vaporização, que ocorre quando há um aumento violento de temperatura. É o que acontece quando colocamos água em pequenas quantidades em uma frigideira bem quente. Ela vaporiza de modo brusco, quase instantâneo.
A ebulição é a vaporização que acontece a uma determinada temperatura.
Se colocarmos água para esquentar, notaremos que quando sua temperatura chega a 100ºC, ela ferve, entrando em ebulição. Isso acontece ao nível do mar, onde a pressão exercida pelo ar (pressão atmosférica) correspnde a uma atmosfera - 1 atm. A essa temperatura damos o nome de ponto (ou temperatura) de ebulição.
A temperatura em que ocorre a ebulição, acontece também a condensação. Assim, se for resfriado, o vapor d'água começa a transformar-se em água no estado líquido a partir de 100ºC.
Ainda ao nível do mar, se resfriarmos água no estado líquido, notaremos que ela se solidifica a 0ºC. A essa temperatura damos o nome de ponto (ou temperatura) de solidificação. O contrário da solidificação, a fusão, também ocorre a essa temperatura, chamada de ponto (ou temperatura) de fusão.
De modo geral, cada substância apresenta um ponto de fusão (ou de solidificação) e um ponto de ebulição (ou de condensação) específico.
Influência da pressão
Além da temperatura, a pressão também influi na mudança de estado. Note que até agora falamos em ponto de fusão e ponto de ebulição ao nível do mar. Quanto menor a pressão exercida sobre a superfície de um líquido, mais fácil é a vaporização, pois as moléculas do líquido encontram menor resistência para aandoná-lo e transformar-se em vapor. Vejamos, por exemplo, o caso da água. Ao nível do mar, a pressão exercida pelo ar é, como já dito anteriormente, de 1 atmosfera. A água ferve então a 100ºC. Já na cidade de São Paulo, por exemplo, que está a uma altitude maior, a pressão atmosférica é menor, e a água ferve a cerda de 98ºC.
O mesmo efeito notamos na fusão. Uma alteração na pressão atmosférica modifica o ponto de fusão das substâncias. Uma diminuição na pressão atmosférica costuma provocar também uma diminuição no ponto de fusão.
Com relação à fusão, no entanto, a água é uma exceção a essa regra. Para essa substância, um aumento na pressão provoca uma diminuição do seu ponto de fusão.
Um caso curioso acontece na Lua. Lá não existe ar e, portanto, a pressão atmosférica é nula. Se levarmos até lá um bloco de gelo e colocarmos ao sol para derreter, observaremos uma sublimação, isto é, a passagem direta do água do estádo sólido para o estado gasoso.
Como se explica esse fato?
Acontece que a ausência de pressão impede que lá exista água no estado líquido. A falta de forças de pressão faria a água ferver, mesmo estando a qualquer temperatura
ESCLERÊNQUIMA
ESCLERÊNQUIMA
O esclerênquima é um tecido de suporte complexo, que devido a conter uma parede secundária não elástica apenas pode ser encontrado em locais onde o crescimento terminou.
A parede secundária destas células é composta por lenhina, um composto laminar formado por desidratação de glícidos, praticamente imune á degradação anaeróbia (por microrganismos decompositores) e de decomposição extremamente lenta em presença de oxigénio, o que lhe confere uma enorme resistência.
Este tecido é formado por três tipos de células:
Escleritos
Células com forma e tamanho variável. Encontram-se geralmente isoladas (como na polpa das pêras, por exemplo, designando-se células pétreas), embora possam formar camadas contínuas, junto à nervura de folhas ou em caules e sementes. Formam-se a partir de células parenquimatosas por crescimento de expansões que ocupam os espaços intercelulares e pela deposição de uma parede secundária de lenhina. Por vezes este espessamento é tal que a cavidade celular desaparece. Devido á impermeabilização da lenhina a célula diferenciada morre;
Células pétreas
Células de forma arredondada ou oval, relativamente pequenas, comparadas com os escleritos e fibras, que surgem geralmente na polpa de frutos, como a pêra, fornecendo suporte e impedindo que o fruto rico em materiais carnudos se desfaça ao amadurecer;
Fibras
Células longas e estreitas, de parede uniformemente espessada por deposição de lenhina. O linho, por exemplo, é formado por fibras com cerca de 70 mm de comprimento, retiradas da planta do linho. Outras fibras economicamente importantes são a juta e o cânhamo ou o algodão.
ESCLERÊNQUIMA
Tecido de sustentação dos vegetais, composto por células mortas, o esclerênquima é composto por diversos tipos celulares, por vezes formando tecidos distintos, por vezes dispersos no parênquima.
São todas células mortas na maturidade, com parece celular espessada e lignificada, de modo que a parede destas células permanece no vegetal, constituindo tecidos.
Fazem parte do esclerênquima células associadas ao xilema (fibras) e os esclereídeos ou esclerócitos, dispersos entre os tecidos parenquimáticos, ou constituindo verdadeiras carapaças, como quando formam o envoltório de sementes.
ESCLERÊNQUIMA
COLÊNQUIMA
Origina-se do meristema fundamental. Possui plasticidade (o que possibilita o crescimento do órgão ou tecido até atingir a maturidade) e espessamento das paredes, além de capacidade de divisão. Ocorre em órgãos jovens, sendo usualmente periférico no caule. Nas folhas, ocorre no pecíolo, na nervura central ou na borda do limbo. Nas raízes raramente são encontrados.
CARACTERÍSTICAS
Células vivas com formato variável e parede primária bem espessada, de maneira desigual e composta por celulose, substâncias pécticas e água. O espessamento das paredes geralmente se inicia nos cantos da célula. Como o parênquima, o colênquima é capaz de retomar a atividade meristemática. Suas células podem ainda conter cloroplastos.
O esclerênquima é um tecido de suporte complexo, que devido a conter uma parede secundária não elástica apenas pode ser encontrado em locais onde o crescimento terminou.
A parede secundária destas células é composta por lenhina, um composto laminar formado por desidratação de glícidos, praticamente imune á degradação anaeróbia (por microrganismos decompositores) e de decomposição extremamente lenta em presença de oxigénio, o que lhe confere uma enorme resistência.
Este tecido é formado por três tipos de células:
Escleritos
Células com forma e tamanho variável. Encontram-se geralmente isoladas (como na polpa das pêras, por exemplo, designando-se células pétreas), embora possam formar camadas contínuas, junto à nervura de folhas ou em caules e sementes. Formam-se a partir de células parenquimatosas por crescimento de expansões que ocupam os espaços intercelulares e pela deposição de uma parede secundária de lenhina. Por vezes este espessamento é tal que a cavidade celular desaparece. Devido á impermeabilização da lenhina a célula diferenciada morre;
Células pétreas
Células de forma arredondada ou oval, relativamente pequenas, comparadas com os escleritos e fibras, que surgem geralmente na polpa de frutos, como a pêra, fornecendo suporte e impedindo que o fruto rico em materiais carnudos se desfaça ao amadurecer;
Fibras
Células longas e estreitas, de parede uniformemente espessada por deposição de lenhina. O linho, por exemplo, é formado por fibras com cerca de 70 mm de comprimento, retiradas da planta do linho. Outras fibras economicamente importantes são a juta e o cânhamo ou o algodão.
ESCLERÊNQUIMA
Tecido de sustentação dos vegetais, composto por células mortas, o esclerênquima é composto por diversos tipos celulares, por vezes formando tecidos distintos, por vezes dispersos no parênquima.
São todas células mortas na maturidade, com parece celular espessada e lignificada, de modo que a parede destas células permanece no vegetal, constituindo tecidos.
Fazem parte do esclerênquima células associadas ao xilema (fibras) e os esclereídeos ou esclerócitos, dispersos entre os tecidos parenquimáticos, ou constituindo verdadeiras carapaças, como quando formam o envoltório de sementes.
ESCLERÊNQUIMA
COLÊNQUIMA
Origina-se do meristema fundamental. Possui plasticidade (o que possibilita o crescimento do órgão ou tecido até atingir a maturidade) e espessamento das paredes, além de capacidade de divisão. Ocorre em órgãos jovens, sendo usualmente periférico no caule. Nas folhas, ocorre no pecíolo, na nervura central ou na borda do limbo. Nas raízes raramente são encontrados.
CARACTERÍSTICAS
Células vivas com formato variável e parede primária bem espessada, de maneira desigual e composta por celulose, substâncias pécticas e água. O espessamento das paredes geralmente se inicia nos cantos da célula. Como o parênquima, o colênquima é capaz de retomar a atividade meristemática. Suas células podem ainda conter cloroplastos.
ENDOSSOMOS
São compartimentos de forma variada, localizados entre o complexo de Golgi e a membrana plasmática. Os endossomos são responsáveis pelo transporte e digestão de partículas e grandes moléculas que são captadas pela célula através de uma variedade de processos conhecidos como endocitose.
Existem dois tipos de endocitose que depende da substância ou partícula ingeridos, conhecidos por: fagocitose e pinocitose.
A fagocitose envolve a ingestão de grandes partículas, tais como parasitas, bactérias, células prejudiciais, danificadas ou mortas, restos celulares, por meio de grandes vesículas endocíticas chamadas fagossomos. Dependendo do tipo celular, a fagocitose é uma forma de alimentação (nos protozoários) ou uma forma de limpeza e proteção como nos macrófagos (foto abaixo), neutrófilos e células dendríticas.
O tamanho do fagossomo é determinado pelo tamanho da partícula a ser ingerida. Estes se fundem com os lisossomos dentro das células, então o material ingerido é degradado.
A pinocitose envolve a entrada de líquidos e fluidos extracelulares juntamente com as macromoléculas e os solutos dissolvidos. Neste processo, a membrana plasmática é internalizada numa taxa que varia entre os tipos celulares. A pinocitose pode ser inespecífica, onde as substâncias penetram na célula automaticamente, e a regulada, onde ocorre a formação das vesículas pinocíticas quando a substância interage com um receptor específico da membrana.
A pinocitose pode ser iniciada por cavéolos (pequenas cavidades) em regiões da membrana plasmática ricas em colesterol.
Existem dois tipos de endossomos: os endossomos primários ou iniciais, localizados nas proximidades da membrana plasmática, e os endossomos secundários ou tardios, próximos às redes cis e trans do Golgi.
Os endossomos iniciais formam os compartimentos de proteínas específicas determinando seu destino: reciclagem e devolução para o mesmo domínio da membrana plasmática; transcitose (o material interiorizado por um lado da célula atravessam o citoplasma e saem por exocitose do lado oposto); ou destinados aos lisossomos, onde serão degradados.
Os endossomos tardios tem função na rota biossintética-secretora, juntamente com o RE e Golgi e transporte de moléculas endocitadas para o Golgi.
Existem dois tipos de endocitose que depende da substância ou partícula ingeridos, conhecidos por: fagocitose e pinocitose.
A fagocitose envolve a ingestão de grandes partículas, tais como parasitas, bactérias, células prejudiciais, danificadas ou mortas, restos celulares, por meio de grandes vesículas endocíticas chamadas fagossomos. Dependendo do tipo celular, a fagocitose é uma forma de alimentação (nos protozoários) ou uma forma de limpeza e proteção como nos macrófagos (foto abaixo), neutrófilos e células dendríticas.
O tamanho do fagossomo é determinado pelo tamanho da partícula a ser ingerida. Estes se fundem com os lisossomos dentro das células, então o material ingerido é degradado.
A pinocitose envolve a entrada de líquidos e fluidos extracelulares juntamente com as macromoléculas e os solutos dissolvidos. Neste processo, a membrana plasmática é internalizada numa taxa que varia entre os tipos celulares. A pinocitose pode ser inespecífica, onde as substâncias penetram na célula automaticamente, e a regulada, onde ocorre a formação das vesículas pinocíticas quando a substância interage com um receptor específico da membrana.
A pinocitose pode ser iniciada por cavéolos (pequenas cavidades) em regiões da membrana plasmática ricas em colesterol.
Existem dois tipos de endossomos: os endossomos primários ou iniciais, localizados nas proximidades da membrana plasmática, e os endossomos secundários ou tardios, próximos às redes cis e trans do Golgi.
Os endossomos iniciais formam os compartimentos de proteínas específicas determinando seu destino: reciclagem e devolução para o mesmo domínio da membrana plasmática; transcitose (o material interiorizado por um lado da célula atravessam o citoplasma e saem por exocitose do lado oposto); ou destinados aos lisossomos, onde serão degradados.
Os endossomos tardios tem função na rota biossintética-secretora, juntamente com o RE e Golgi e transporte de moléculas endocitadas para o Golgi.
ENDOCITOSE
Endocitose é o processo através do qual as células captam macromoléculas, substâncias particuladas e, em casos especializados outras células. O material a ser ingerido é, progressivamente, envolvido por uma pequena região da membrana plasmática, que primeiro invagina e depois se fecha e se desprende formando uma vesícula intracelular, que contém a substânca ou material ingerido. Dois tipos principais de endocitose podem ser distinguidos com base no tamanho das vesículas endocíticas formadas:
a pinocitose ("célula bebendo"), que envolve a ingestão de fluidos e solutos através de vesículas pequenas (150nm de diâmetro)
a fagocitose ("célula comendo"), que envolve a ingestão de partículas grandes como microorganismos e pedaços de células, via vesículas grandes denominadas fagossomos, geralmente maior que 250nm de diâmetro.
Embora a maioria das células eucarióticas esteja, continuamente, ingerindo fluidos e solutos por pinocitose, partículas grandes são ingeridas principalmente por células especializadas em fagocitose. A fagocitose, em protozoários, é uma forma de alimentação: partículas grandes captadas por endossomos chegam até os lisossomos e os produtos do processo de digestão subsequente chegam ao citosol para serem utilizados como alimento. Entretanto, poucas células em organismos multicelulares, são capazes de ingerir, eficientemente partículas grandes, e no intestino do animais, por exemplo, partículas grandes de alimento são quebradas no meio extracelular antes de serem importadas para a célula. A fagocitose é importante, para a maioria dos animais, para outros processos que não de nutrição. Em mamíferos existem dois tipos de glóbulos brancos no sangue especializados em fagocitose: macrofágos e neutrófilos que nos defendem contra infecções, ingerindo os microorganismos invasores. Para que sejam fagocitadas as partículas devem, em primeiro lugar, ligar-se a superfície do fagócito.
Em muitas células a endocitose é tão extensiva que uma grande fração da membrana plasmática é internalizada a cada hora. Os componentes da membrana plasmática (proteínas e lipídeos) são continuamente retornados à superfície celular em um ciclo endocítico-exocítico em grande escala, que é, em sua maior parte, mediado por cavidades e vesículas recobertos por clatrina. Muitos receptores da superfície da célula, que ligam macromoléculas extracelulares específicas, localizam-se em cavidades recobertas com clatrina, num processo denominado endocitose mediado por receptores. As vesículas endocíticas recobertas, rapidamente perdem sua cobertura de clatrina e se fundem com os endossomos prematuros. Muitos ligantes se dissociam de seus receptores no ambiente ácido do endossomo e acabam chegando aos lisossomos, enquanto muitos dos receptores são reciclados, via vesícula de transporte, de volta para superfície da célula para serem reutilizadas. Mas, complexo ligante-receptor pode seguir outras vias, a partir do compartimento endossomal. Em alguns casos, ambos, receptor e ligante, acabam sendo degradados nos lisossomos, causando a "down regulation" dos receptores.
a pinocitose ("célula bebendo"), que envolve a ingestão de fluidos e solutos através de vesículas pequenas (150nm de diâmetro)
a fagocitose ("célula comendo"), que envolve a ingestão de partículas grandes como microorganismos e pedaços de células, via vesículas grandes denominadas fagossomos, geralmente maior que 250nm de diâmetro.
Embora a maioria das células eucarióticas esteja, continuamente, ingerindo fluidos e solutos por pinocitose, partículas grandes são ingeridas principalmente por células especializadas em fagocitose. A fagocitose, em protozoários, é uma forma de alimentação: partículas grandes captadas por endossomos chegam até os lisossomos e os produtos do processo de digestão subsequente chegam ao citosol para serem utilizados como alimento. Entretanto, poucas células em organismos multicelulares, são capazes de ingerir, eficientemente partículas grandes, e no intestino do animais, por exemplo, partículas grandes de alimento são quebradas no meio extracelular antes de serem importadas para a célula. A fagocitose é importante, para a maioria dos animais, para outros processos que não de nutrição. Em mamíferos existem dois tipos de glóbulos brancos no sangue especializados em fagocitose: macrofágos e neutrófilos que nos defendem contra infecções, ingerindo os microorganismos invasores. Para que sejam fagocitadas as partículas devem, em primeiro lugar, ligar-se a superfície do fagócito.
Em muitas células a endocitose é tão extensiva que uma grande fração da membrana plasmática é internalizada a cada hora. Os componentes da membrana plasmática (proteínas e lipídeos) são continuamente retornados à superfície celular em um ciclo endocítico-exocítico em grande escala, que é, em sua maior parte, mediado por cavidades e vesículas recobertos por clatrina. Muitos receptores da superfície da célula, que ligam macromoléculas extracelulares específicas, localizam-se em cavidades recobertas com clatrina, num processo denominado endocitose mediado por receptores. As vesículas endocíticas recobertas, rapidamente perdem sua cobertura de clatrina e se fundem com os endossomos prematuros. Muitos ligantes se dissociam de seus receptores no ambiente ácido do endossomo e acabam chegando aos lisossomos, enquanto muitos dos receptores são reciclados, via vesícula de transporte, de volta para superfície da célula para serem reutilizadas. Mas, complexo ligante-receptor pode seguir outras vias, a partir do compartimento endossomal. Em alguns casos, ambos, receptor e ligante, acabam sendo degradados nos lisossomos, causando a "down regulation" dos receptores.
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