EMP Pulso Eletromagnético

Quem tem mais de 40 anos lembra da chamada guerra fria entre Estados Unidos e a antiga União Soviética ou aqueles que por meio de revistas, livros, internet ou qualquer outro meio de comunicação tomaram conhecimento dessa parte da história recente…Essas duas nações estavam constantemente em sinal de alerta atômico e ao mesmo tempo nenhuma delas queria ser a primeira a apertar o botão vermelho.
Eu sempre considerei a tecnologia soviética mais avançada que a tecnologia americana e tenho motivos para crer nisso, prova disso é que os americanos não entendiam porque os russos desenvolveram uma tecnologia mais avançada em termos de válvulas termiônicas, deixando de lado os transistores e circuitos integrados a base de material semicondutor, portanto.

Os americanos suspeitavam que havia algo nas válvulas que as tornavam superiores em alguns aspectos aos transistores que eram bem menores e necessitavam menos energia. E os estrategistas americanos, não puderam inicialmente perceber exatamente o que estava por traz disso….
A resposta para essa questão surgiu com um estudo mais profundo sobre o que ocorreria com a explosão de uma bomba atômica nas camadas altas da atmosfera: Uma produção enorme de EMP (abrviação em inglês de Electro-Magnetic-Pulse ou Pulso Eletromagnético).
A ideia dos russo era brilhante: Entre a Terra e a alta atmosfera do nosso planeta (ionosfera) que se comporta como como um condutor elétrico, há a atmosfera que se comporta como isolante. O resultado disso é que a alta atmosfera e a própria Terra formam um gigantesco capacitor capaz de armazenar uma tremenda carga elétrica. Foi calculado que a Terra se comporta como um capacitor esférico de aproximadamente 1 Farad e que a tensão desenvolvida entre as armaduras(ionosfera e a Terra) chegaria a milhões de volts.

Segundo Roble e Tzur (1986), em condições de tempo bom, existe um campo elétrico atmosférico, de aproximadamente 100 V/m, que aponta para baixo, da carga positiva (distribuída na atmosfera próximo à superfície da Terra) para a carga negativa (distribuída na superfície da Terra).
A explicação para a existência deste campo elétrico foi apresentada por Charles T.Wilson, em 1929, que considerou a Terra como sendo um capacitor esférico. Uma das placas deste capacitor é a superfície da Terra, enquanto que a outra placa é uma camada da atmosfera, conhecida como ionosfera, cuja base situa-se a uma altitude de aproximadamente 50 km. O ar, cuja condutividade é muito baixa quando comparada com a condutividade do solo, que por sua vez é da mesma ordem de grandeza da ionosfera. Esta hipótese ficou conhecida como teoria do capacitor esférico (Rakov e Uman, 2003). Entre a ionosfera e a superfície da Terra há uma diferença de potencial de 200.000V (Rycroft, Israelsson e Price, 2000).

Se um artefato atômico fosse detonado nas camadas altas da atmosfera ocorreria a ionização do local da explosão pelo calor gerado a esse enorme capacitor seria colocado em curto descarregando toda sua energia. Essa energia produzida, um pulso eletromagnético, ou seja, uma onda elétrica de potência milhões de vezes superior a qualquer emissora de rádio e ocupando uma larga faixa do espectro eletromagnético em todas as direções

Os russos sabiam que os aparelhos que usavam válvulas são imunes aos efeitos desses campos eletromagnéticos ao contrário dos transistores e circuitos integrados. Os circuitos integrados e os chips atualmente podem ser destruídos facilmente por qualquer pulso de tensão um pouco maior com que aquela que devem funcionar.
Portanto, com a explosão na ionosfera ninguém sofreria ferimentos ou destruição de cidades mas todos os equipamentos desenvolvidos pelos americanos para equipar suas armas, radares, aviões, sistema de comunicação, mísseis seriam imediatamente destruídos pelo pulso. Por outro lado os equipamentos dos russos baseados nas “válvulas” continuariam a funcionar normalmente.

Vivemos em uma época em que somos totalmente dependentes da eletricidade e de sistemas de comunicação baseados em chips e circuitos eletrônicos. Tudo a nossa volta desde cartões de bancos até satélites de serviços trabalham nesse sistema sem falar nessa maquina na sua frente e nas redes de computadores, sobretudo a internet. Fenômenos no sol como erupções solares e ejeção de massa coronal intensa podem causar tempestades geomagnéticas que são potencialmente perigosas e destrutivas para esse frágil sistema digital e até analógico que facilitam nossas vidas. Esse exemplo que dei a cima sobre uma explosão atômica na ionosfera é só para ilustrar esse tema. Pense bem, um curto balckout de, digamos 3 horas pode transformar a vida de uma cidade ou até de um pais e ja aconteceu no passado.
O que é certo, é que uma forte tempestade solar ou uma forte tempestade magnética pode acabar com a sociedade tecnológica como a conhecemos. O fenômeno tem potência suficiente para, de uma vez só, destruir qualquer tipo de tecnologia.

Em Março 1989, Québec sofreu um completo apagão. Tudo começou a 10 de Março quando nuvens de plasma deixaram o Sol em direção à Terra. A 12 de março, começaram as primeiras flutuações de tensão na rede de transmissão da Hydro-Québec. O Centro de Controle do sistema fez o seu melhor para manter o sistema estável.
As tempestades solares afetam muito mais que as linhas eléctricas. Elas interferem com os satélites, equipamentos de comunicação rádio, telefones celulares, emissões de televisão e comunicações de ondas curtas.

Radiações Ionizantes e não Ionizantes

O planeta Terra esta exposto a todo tipo de radiação. Aqui no Princípios Biogeofísicos , vamos monitorar alguns tipos de radiação, mas temos que compreender alguns fundamentos sobre esse tema...
Muito se fala em radiação, mas nem toda radiação é nociva. Mas, afinal o que é radiação ?

Em física, a radiação é um processo no qual  partículas energéticas ou ondas de energia viajam através de um meio ou espaço. Existem dois tipos distintos de radiação; ionizantes e não ionizantes. A palavra radiação é comumente usado em referência à radiação ionizante,isto é, com energia suficiente para ionizar um átomo, mas também pode se referir a radiação não-ionizante (por exemplo, ondas de rádio, de calor ou de luz visível ).

As radiações ionizantes e não ionizantes podem ser prejudiciais para os organismos e pode resultar em alterações no ambiente natural. Mas, em geral, a radiação ionizante é muito mais prejudicial aos organismos vivos por unidade de energia depositada, porque os íons produzidos causam danos ao DNA. Radiação não ionizante é geralmente prejudicial aos organismos apenas na proporção do calor que emitem. Vamos entender melhor…As radiações eletromagnéticas mais conhecidas são: luz, microondas, ondas de rádio, radar, laser, raios X, radiação gama e raios cósmicos. As radiações sob a forma de partículas, com massa, carga eléctrica, carga magnética mais comuns são os feixes de elétrons, os feixes de prótons, radiação beta, radiação alfa. Lembrando que as radiações ionizantes existem no Planeta Terra desde a sua origem, sendo portanto um fenômeno natural.

Íons..elétrons..ionização….!!!…mas o que significa tudo isso…?
Vamos por parte entendendo primeiramente o que é um Íon.
Para que os átomos adquiram uma estabilidade, eles tendem a ganhar ou perder elétrons de tal forma que a última camada fique completa (a eletrosféra é dividida em camadas). A última camada eletrônica do átomo de cloro tem 7 elétrons. Para completar 8 elétrons na última camada, esse átomo deverá receber 1 elétron. Porém caso ganhe o elétron que lhe falta, o átomo de cloro deixará de ser neutro, pois terá 17 prótons e 18 elétrons, mas a tendência é sempre haver um equilíbrio, isto é a neutralidade. Essas reações acontecem na natureza constantemente e sem causar nenhum dano, mas se essa ionização acontecer por emissão de radiações de alta frequência, como raio X, radiação gama ou por materiais radioativos, esses átomos torna-se elétricamente carregados e quando a ionização acontece dentro de uma célula viva, sua estrutura química pode ser modificada. A exposição à radiação ionizante pode danificar nossas células e afetar o nosso material genético (DNA), causando doenças graves, levando até à morte. Assista o vídeo...

Ondas Gravitacionais

Ondas gravitacionais são "ondulações" no tecido do espaço-tempo causadas por alguns dos processos mais violentos e energéticos do Universo. Albert Einstein previu a existência de ondas gravitacionais em 1916 em sua teoria geral da relatividade. A matemática de Einstein mostrou que objetos massivos de aceleração (como estrelas de nêutrons ou buracos negros orbitando uns aos outros) iriam perturbar o espaço-tempo de tal maneira que "ondas" de espaço distorcido irradiam da fonte (como o movimento das ondas causadas um pedra lançada em um lago). Além disso, essas ondulações viajariam na velocidade da luz através do Universo, carregando consigo informações sobre suas origens cataclísmicas, bem como pistas inestimáveis ​​para a natureza da própria gravidade.

As ondas gravitacionais mais fortes são produzidas por eventos catastróficos, como colisões de buracos negros, o colapso de núcleos estelares (supernovas), estrelas de nêutrons ou estrelas anãs brancas, a rotação ligeiramente instável de estrelas de nêutrons que não são esferas perfeitas e possivelmente até mesmo os remanescentes de radiação gravitacional criada pelo nascimento do Universo.
Embora se previsse que as ondas gravitacionais existissem em 1916, a prova real de sua existência não chegaria até 1974, 20 anos após a morte de Einstein. Naquele ano, dois astrônomos que trabalhavam no Observatório de Rádio de Arecibo, em Porto Rico, descobriram um pulsar binário, duas estrelas extremamente densas e pesadas em órbita ao redor umas das outras. Esse era exatamente o tipo de sistema que, de acordo com a relatividade geral, deveria irradiar ondas gravitacionais. Sabendo que essa descoberta poderia ser usada para testar a audaciosa previsão de Einstein, os astrônomos começaram a medir como o período da órbita das estrelas mudou com o tempo. Após oito anos de observações, eles determinaram que as estrelas estavam se aproximando umas das outras como prevista pela relatividade geral  emitindo ondas gravitacionais (o que removeria a energia do sistema e faria com que as estrelas se aproximassem cada vez mais). Este sistema tem sido monitorado por mais de 40 anos e as mudanças observadas na órbita concordam tão bem com a relatividade geral que não há dúvida de que está emitindo ondas gravitacionais. Para uma discussão mais detalhada dessa descoberta e do trabalho, consulte Look Deeper.
Desde então, muitos astrônomos e físicos estudaram o tempo das emissões de rádio pulsares e encontraram efeitos semelhantes, confirmando a existência de ondas gravitacionais. Mas essas confirmações sempre vieram indireta ou matematicamente e não através do contato físico real.

Tudo isso mudou em 14 de setembro de 2015, quando o LIGO detectou fisicamente as distorções no espaço-tempo causadas pela passagem de ondas gravitacionais geradas por dois buracos negros em colisão de quase 1,3 bilhão de anos-luz de distância! A descoberta do LIGO entrará para a história como uma das maiores realizações científicas da humanidade.

Para nossa sorte aqui na Terra, enquanto os processos que geram ondas gravitacionais podem ser extremamente violentos e destrutivos, quando as ondas chegam à Terra, são bilhões de vezes menores. Na verdade, quando as ondas gravitacionais da primeira detecção do LIGO nos alcançaram, a quantidade de oscilação do espaço-tempo que elas geraram era milhares de vezes menor do que o núcleo de um átomo ! Essas medições inconcebivelmente pequenas são o motivo para que o LIGO foi projetado. Para descobrir como o LIGO pode realizar essa tarefa, visite o Interferômetro do LIGO [Aqui]
Fonte: https://www.ligo.caltech

O Eletromagnetismo

Em nossas publicações constantemente vamos nos referir a campos magnéticos e eletromagnetismos. Esta breve introdução vai dar um noção dos conceitos que envolvem essa propriedade.
Em 1820, um cientista dinamarquês chamado Hans Oersted descobriu que uma agulha magnética podia ser desviada de sua posição de repouso, se um fio com corrente elétrica fosse colocado perto da bússola. Esta deflexão da bússola só ocorreu quando a corrente  fluía pelo fio de metal. Quando a corrente era interrompido, a agulha da bússola voltava à sua posição de repouso.
Conclusão de Oersted: Todo condutor percorrido por corrente elétrica, cria em torno de si um campo eletromagnético (figura abaixo).

O termo eletromagnetismo é definido como a produção de um campo magnético por um fluxo de corrente no condutor. Nós precisamos entender o eletromagnetismo com maior detalhe para entender como ele pode ser usado para realizar trabalho.

Enrolando um condutor de corrente (fio de cobre encapado) em torno de um material de núcleo metálico este pode ser facilmente magnetizado, formando um eletroímã. O campo magnético será concentrada no núcleo. Este arranjo é chamado um solenoide. Quanto mais voltas do fio de cobre envolvendo esse núcleo, mais forte serão eletroímã e mais forte as linhas de foça magnéticas.
Todo eletroímã ou até um simples condutor de eletricidade produz um campo eletromagnético quando ligados a uma fonte de energia elétrica.

Mas primeiro vamos entender o que é um campo magnético:
O magnetismo é a expressão de uma forma de energia, normalmente associada a forças de atração e de repulsão entre alguns tipos de materiais, chamados de Ímãs. Os ímãs naturais encontrados na natureza, são chamados de Magnetita (figura abaixo), são compostos por Óxido de Ferro (Fe3O4).

Os ímãs artificiais são materiais geralmente compostos de metais e ligas cerâmicas aos quais se transmitem as propriedades magnéticas podendo ser temporários ou permanentes. Os temporários são fabricados com ferro doce (mais puro) e os permanentes com ligas de aço (Ferro e Carbono), geralmente contendo Níquel ou Cobalto.
A ciências  ainda não conhece totalmente a natureza das forças magnéticas de atração e repulsão, embora seja conhecida as leis que orientam suas ações e como utilizá-las. Nesses materiais magnéticos existe uma poriedade (força) chamada Campo Magnético.
Campo magnético é a região ao redor de um imã, na qual ocorre uma força magnética de atração ou repulsão. O campo magnético pode ser definido pela medida da força que o campo exerce sobre o movimento das partículas de carga, tal como um elétron.
A representação visual do campo magnético é feita através de linhas de forças, também conhecidas por linhas de indução magnética ou linhas de fluxo magnético, que são linhas  imaginárias fechadas que envolvem o material magnético, que saem do pólo norte e entram no pólo sul (figura abaixo).

Para medir a densidade de campo magnético, densidade de fluxo magnético ou campo magnético, é usada a unidade Tesla (T).

No mesmo ano que Oersted comprovou a existência de um campo magnético produzido pela corrente elétrica, o cientista francês André Marie Ampère, preocupou-se em descobrir as características desse campo. Nos anos seguintes, outros pesquisadores como Michael
Faraday, Karl Friedrich Gauss e James Clerk Maxwell continuaram investigando e desenvolveram muitos dos conceitos básicos do eletromagnetismo.
Assista ao vídeo…

O que é o Ano-Luz...?

Um ano-luz é uma unidade de distância. É a distância que a luz percorre em um ano. A luz se move a uma velocidade de cerca de 300.000 quilômetros km por segundo (299 792 458 m/s).
Por que usar essa unidade de medida...?
Na Terra, um quilômetro pode parecer muito. Mas no universo, o km é muito pequeno para ser útil. Por exemplo, a distância até a mais próxima galáxia da Via Láctea é a galáxia de Andrômeda, uma galáxia espiral localizada a cerca de 2,54 milhões de anos-luz de distância da Terra. Este é um número tão grande que torna-se difícil escrever e difícil de interpretar em quilômetros. Assim, os astrônomos usam outras unidades de distância.

No nosso sistema solar, nós tendemos  descrever distâncias em termos de Unidade Astronômica (UA). A UA é definida como a distância média entre a Terra e o sol (cerca de 150 milhões de km). O planeta mercúrio esta a aproximadamente 1/3 de uma UA do Sol e Plutão cerca de 40 UA do sol. A UA, no entanto, não é grande o suficiente para falar de distâncias de objetos fora do nosso sistema solar.

Para distâncias até outras partes da Via Láctea (ou ainda mais), os astrônomos usam unidades do ano-luz ou o parsec. O parsec é igual a 3,3 anos-luz.
Usando o ano-luz, podemos dizer que:
A  supernova de Caranguejo eta a cerca de 4.000 anos-luz de distância.
A Via Láctea tem cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro.
A galáxia de Andrômeda dista da Terra 2,3 milhões de anos-luz de distância.
Se você pudesse viajar à velocidade da luz, você seria capaz de circular o equador da Terra cerca de 7,5 vezes em apenas um segundo...!

Usando um ano-luz como uma medida de distância tem outra vantagem, ela ajuda a determinar a idade. Digamos que uma estrela está a 1 milhão de anos-luz de distância. A luz dessa estrela viajou à velocidade da luz para chegar até nós. Por isso, a luz dessa estrela demorou 1 milhão de anos para chegar aqui, e a luz que estamos vendo foi criado há 1 milhão de anos. Então, a estrela que estamos vendo é realmente como a estrela parecia há milhão de anos, e não como é hoje. Da mesma forma, o nosso Sol está a 8,3 minutos-luz de distância da Terra.