A nova antena Loop de Ferrite para Ondas Curtas já está plenamente desenvolvida, testada e à disposição para aquisição.

Trata-se de uma alternativa muito interessante as tradicionais “longwire” ou para quem tem necessidade de portar a antena ou reside em locais ruidosos e não tem espaço disponível.

A partir do projeto bem sucedido da antena RGP3 para Ondas Médias, foi desenvolvida uma antena para operar em frequências mais altas, com materiais e construção próprio para este fim, com o desenvolvimento de um amplificador que é utilizado de forma indutiva, ou seja, por proximidade.

O cabo do amplificador é conectado na entrada da antena externa do rádio, e a caixa amplificadora é posicionada próximo a antena loop de ferrite, que através de um processo indutivo transmite a frequência sintonizada para a entrada do rádio.

Observe no vídeo que o produto pode ser utilizado tanto em receptores portáteis como também nos rádios do tipo Icom, Kenwood, Yaesu e outros que tem entrada de antena de 50 Ohms.

A antena pode ser adquirida através do site Amantes do Rádio http://www.amantesdoradio.com.br que lhe auxiliará no uso e nas particularidades dese tipo de recepção.

Mais um produto do DX Clube do Brasil.

http://www.dxclubedobrasil.com/

No final de semana foi promovido mais um encontro na casa de Rene Passold, em Osasco, SP, que tem tudo para se tornar tradicional.

Diversos amigos se reunem, sendo que alguns com a família, para se confraternizar e reforçar laços de amizade.

Contando com a hospitalidade do casal Rene e Sueli, eu e nosso amigo Marcio Pontes, da cidade de Registro, passamos um fim de semana ao mesmo tempo tranquilo e agitado. Tranquilo pois o local e a casa é bem agradável, mas agitado pelo pouco tempo disponível para se conversar.

Este tipo de oportunidade é rara, e precisamos aproveitar ao máximo, não só para conhecer um pouco mais sobre o que cada um está fazendo em relação ao hobby, mas principalmente trocar idéias e conhecer o que cada um pensa sobre os mais diversos assuntos.

Pose durante o churrasco preparado pelo anfitrião, Rene Passold e sua esposa, regado com muita cerveja e boas conversas.

Estiveram presentes, Carlos Felipe, Samuel Schiffembauer “Zumbrão”, Sergio Partamian, Paschoal Fidelis, Guilhermo, Michel Viani (o Rei dos Transglobes), Márcio Pontes, Renato Uliana e família.

E ao longo da madrugada, a conversa foi sim, sobre rádio, como não poderia ser diferente. Conhecer o escritório onde pesquisas são realizadas com antenas e amplificadores diversos, para que se possa ofereçer - ainda que de forma artesanal - produtos que são utilizados por radioescutas em todo o Brasil, foi uma experiência muito produtiva.

É aqui onde nascem a maioria das idéias que são utilizadas pelo DXCB para a prática do hobby. São nessas reuniões onde há troca de conhecimento e experiência, que são desenvolvidas ou aprimoradas idéias e práticas para aplicação no hobby.

O mais novo produto que já está disponível para quem aprecia as ondas curtas do rádio é a antena amplificada para esta faixa de frequência.

Substituindo uma longwire que não é direcional por uma antena loop de ferrite própria para esta frequência, apresenta a vantagem da diretividade, o que possibilita diminuir eventuais fontes de ruído próximas, além de ser portátil e fácil de operar.

Nesta ocasião, Renato Uliana demonstrou seu uso com um receptor de comunicações Yaesu VR-5000. Foi possível observar na prática como esse conjunto - Antena RGP3 + amplificador indutivo - foi bem adaptado não só a rádios portáteis, mas também os considerados “de mesa” (normalmente receptores mais sofisticados em recursos).

A atividade na superfície do Sol vem se intensificando e poderá provocar interferências nas redes de comunicação da Terra nos próximos dois anos, segundo adverte um grupo de cientistas em antecipação ao lançamento de um novo observatório solar da Nasa, a agência espacial americana.

Atividade solar intensa pode prejudicar comunicações na Terra

Novas fotos feitas por telescópios espaciais mostram um aumento significativo das chamadas labaredas solares e de regiões de poderosos campos magnéticos conhecidos como pontos solares após um período com a mais baixa atividade solar em quase um século.

A atividade solar intensa pode prejudicar o campo de proteção magnética da Terra, provocando sérios problemas nos sistemas de comunicação e até mesmo nos sistemas de distribuição de energia elétrica.

Segundo os cientistas, o pico da atividade solar poderá ocorrer em meados de 2012, elevando o risco de problemas com transmissões de televisão e redes de internet e o risco de apagões durante os Jogos Olímpicos de Londres.

‘Maluco’

“Nos últimos três anos, a superfície do Sol havia se acalmado bastante por um tempo. A cada 11 anos as labaredas reaparecem, e de repente vemos a retomada dessa atividade”, afirma a astrônoma Heather Couper, ex-presidente da Associação Britânica de Astronomia.

“O Sol é uma grande massa magnética, e se há qualquer interrupção nos campos magnéticos, o Sol fica meio maluco, então temos essas incríveis explosões e labaredas e coisas que provocam fenômenos como as auroras boreais”, explica Couper.

“Quando o Sol tem uma labareda, isso pode realmente afetar as conexões elétricas no nosso planeta. Isso já provocou até mesmo no passado a interrupção dos negócios nas bolsas de valores de Tóquio e no Canadá”, diz a astrônoma.

Sem explicações

Apesar de os cientistas conhecerem bem as consequências do aumento da atividade solar, eles ainda não têm muitas explicações para a origem do fenômeno, muito menos condições de prever sua ocorrência.

Os pesquisadores esperam que o lançamento do Observatório de Dinâmica Solar da Nasa, nesta semana, os ajude a coletar dados que os ajudem a dar avisos antecipados da ocorrência de labaredas solares e de tormentas magnéticas.

Segundo eles, as consequências podem ser minimizadas com o desligamento de circuitos eletrônicos sensíveis antes das tormentas magnéticas, reduzindo o risco de danos a satélites de transmissão.

A sonda da Nasa, que deverá ser lançada no sábado, ficará na órbita da Terra por cinco anos para investigar as causas da atividade solar intensa.

Para mais notícias, visite o site da BBC Brasil

O sol bombardeia a Terra com rajadas de partículas - o chamado vento solar - mesmo quando sua atividade parece estar em baixa, afirmaram cientistas do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR, na sigla em inglês) e da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos.

Segundo os cientistas, a conclusão vai de encontro à noção de que a atividade solar pode ser medida apenas pelas manchas em sua superfície – nos ciclos de aproximadamente 11 anos, os períodos em que a atividade solar parece mais “quieta” coincidem com a fase em que há menos manchas na superfície.

Ventos em 1996 (esq) eram mais fracos do que os de 2008 (dir)

Até agora, essas manchas eram usadas para medir as mudanças de impacto do sol sobre a Terra durante esses ciclos de 11 anos.

Nas fases de maior atividade, o número de manchas aumenta. Neste período, o sol lança intensas chamas diariamente e tempestades geomagnéticas atingem a Terra frequentemente, derrubando satélites e interrompendo redes de comunicações.

“O sol continua a nos surpreender”, disse a líder da pesquisa Sarah Gibson, do Observatório de Alta Altitude do NCAR. “O vento solar pode atingir a Terra como uma mangueira de fogo, mesmo quando não há praticamente nenhuma mancha em sua superfície.”

O estudo, financiado pela Nasa e pela Fundação Nacional da Ciência, está sendo publicado nesta sexta-feira no Journal of Geophysical Research.

Manchas

Há séculos os cientistas se baseiam nas manchas solares – áreas de campos magnéticos concentrados que aparecem como manchas escuras na superfície solar – para determinar o ciclo de aproximadamente 11 anos.

Desta vez, Gibson e sua equipe se concentraram em outro processo pelo qual o sol libera energia, analisando rajadas de vento solar de alta velocidade, que carregam turbulentos campos magnéticos para fora do sistema solar.

Quando essas rajadas chegam perto da Terra, elas intensificam a energia no cinturão de radiação em torno do planeta. Isso aumenta a pressão no topo da atmosfera e pode afetar satélites de meteorologia, navegação e comunicação, em órbita nessa região, além de ameaçar os astronautas da Estação Espacial Internacional.

Os cientistas analisaram informações coletadas por instrumentos espaciais e baseados na Terra durante dois projetos, um em 1996 e outro em 2008. O ciclo solar estava em sua fase de atividade mínima durante os dois períodos.

No passado, cientistas acreditavam que essas rajadas de vento praticamente desapareciam nos períodos de quietude do sol, mas quando a equipe comparou o efeito do vento solar de agora com o de 1996, último período de calmaria do astro, concluiu que a Terra continuou sendo intensamente afetada no ano passado.

Apesar de o sol apresentar menos manchas em sua superfície do que em qualquer período de baixa dos últimos 75 anos, o efeito do astro sobre o cinturão de radiação em torno da Terra – medido pelos fluxos de elétrons – foi mais do que três vezes maior no ano passado do que em 1996.

Os cientistas também concluíram que, apesar de o Sol apresentar ainda menos manchas atualmente do que em seu período de calmaria de 1996, os ventos solares eram mais fracos 13 anos atrás.

Impacto

No momento de pico, o impacto acumulado das rajadas de vento durante um ano pode injetar tanta energia na Terra como as erupções maciças da superfície solar durante um ano no período de alta atividade do sol, afirma a co-autora do estudo Janet Kozyra, da Universidade de Michigan.

Segundo Gibson, as observações deste ano mostram que os ventos parecem finalmente ter diminuído, quase dois anos depois de as manchas terem chegado ao mínimo deste último ciclo.

Os cientistas, no entanto, afirmam que são necessários mais estudos para entender os impactos dessas rajadas de vento sobre o planeta. Para Gibson, o fato de que o sol continua afetando intensamente as atividades magnéticas na Terra nestes períodos de calma pode ter implicações para satélites e outros sistemas tecnológicos.

“Isso deve manter os cientistas ocupados tentando juntar todas as peças”, afirma ela.

Ciclo Solar – 2 anos de baixa atividade

Os ciclos solares são os declínios e fluxos da atividade magnética do Sol ao longo de um período de aproximadamente 11 anos, que afeta a formação de características solares como as proeminências e as manchas solares. Estas últimas são áreas mais frias e tênues da superfície do Sol.

Desde 2007 o Sol está anormalmente quieto, com pouca ou quase nenhuma atividade eletromagnética. No entanto, nos últimos meses pequenas manchas, ou proto-manchas, parecem surgir com maior freqüência no disco solar e enormes correntes de plasma na superfície estão ganhando intensidade. Emissões eletromagnéticas, apesar de fracas, também já estão sendo detectadas pelos radiotelescópios.

No entender de alguns pesquisadores esses sinais são uma clara evidência de que o Sol está acordando e dão maior sustentação às previsões, que agora são quase unânimes entre os cientistas.

A tempestade geomagnética mais intensa que se tem registro foi denominada Evento Carrington e ocorreu entre agosto e setembro de 1859. A intensa tormenta foi testemunhada pelo astrônomo britânico Richard Carrington, que observou o fenômeno através da projeção da imagem do sol em uma tela branca. Na ocasião, a atividade geomagnética disparou uma série de explosões nas linhas telegráficas, eletrocutando técnicos e incendiando os papéis das mensagens em código Morse.

Relatos informam que as auroras boreais foram vistas até nas latitudes médias ao sul de Cuba e Havaí. Nas Montanhas Rochosas, no oeste da América do Norte, as auroras eram tão brilhantes que acordavam os camponeses antes da hora, que pensavam estar amanhecendo. As melhores estimativas mostram que o Evento Carrington foi 50% mais intenso que a super tempestade de maio de 1921.

Mínimo de Maunder

O mínimo mais longo da história, o Mínimo de Maunder, ocorreu entre 1645 e 1715 e durou incríveis 70 anos. Manchas solares eram extremamente raras e o ciclo solar de 11 anos parecia ter se rompido. Esse período de silêncio coincidiu com a “pequena Era do Gelo” uma série de invernos implacáveis que atingiu o hemisfério Norte.

O chamado Mínimo de Maunder foi descoberto em 1893 pelo astrônomo britânico Edward W. Maunder entre a pequena quantidade de manchas solares e a ocorrência da pequena idade do gelo, quando houve uma generalizada diminuição da temperatura média no hemisfério norte e talvez de toda a Terra.

Ciclo Solar e Mini Era Glacial

Este esfriamento global, que durou cerca de 70 anos, ocorreu entre 1645 e 1715, foi muito significativo e notado na Europa, quando houve um avanço da capa de gelo ártica e ocorreram invernos muito rigorosos, registrada na literatura e em muitas pinturas, que mostram, por exemplo, o rio Tâmisa congelado nos arredores de Londres.

Por razões ainda não compreendidas, o ciclo de manchas solares se normalizou no século 18, voltando ao período de 11 anos. Como os cientistas ainda não compreendem o que disparou o Mínimo de Maunder e como pode ter influenciado o clima na Terra, a busca por sinais de que possa ocorrer de novo é um trabalho constante nas pesquisas.

A superfície do Sol tem estado relativamente limpa nos últimos dois anos, e isso preocupa vários cientistas que afirmam possa ter entrado noutro Mínimo Maunder, uma abstinência de manchas solares que durou 50 anos e que alguns ligaram à Pequena Idade do Gelo do século XVII.

Nova Mini Era Glacial ?

Pode ser esse fenômeno solar uma indicação de novo período intenso de frio, em particular no hemisfério norte ?

Não é muito provável, diz David Hathaway, físico solar do Centro Aerospacial Marshall da NASA em Huntsville, Alaska, EUA.

A questão foi levantada após uma conferência internacional que ocorreu na Universidade Estatal de Montana, onde cientistas discutiram a escassez de atividade solar no último par de anos.

“Continua morto,” diz Saku Tsuneta do Observatório Nacional Astronômico do Japão e gestor do programa da missão solar Hinode. “É uma pequena preocupação, uma preocupação muito pequena,” porque o período de inatividade parece durar mais tempo que o normal. Alguns cientistas pensam que tais períodos de inatividade, tal como o Mínimo Maunder, são responsáveis por épocas frias no passado, tais como a Pequena Idade do Gelo.

A energia do Sol conduz todo o clima e meteorologia na Terra. E Hathaway concorda que existem boas indicações que as flutuações no rendimento solar relacionadas com os ciclos das manchas solares influenciam o clima da Terra. E o Mínimo Maunder não é a única prova - os cientistas ligaram dois mínimos solares mais pequenos (períodos de tempo com muito poucas manchas solares) no princípio do século XIX a climas frios, bem como a períodos anteriores ao Mínimo Maunder deduzidos de registros anulares de árvores, afirma.

Mas o Sol não é a única coisa que influencia o nosso clima: erupções vulcânicas, fenômenos a larga-escala como o El Niño, e, mais recentemente, a acumulação de gases de estufa na atmosfera também afectam o clima global.

Aquecimento Global e o Ciclo Solar

Antes da revolução industrial, o Sol provavelmente correspondia a entre 10 e 30 por cento da variabilidade climática, disse Hathaway, mas agora que os gases do efeito de estufa começaram a acumular-se, “a contribuição do Sol está ficando cada vez menor,” acrescenta.

O último ciclo solar, que atingiu o seu máximo em 2001, foi particularmente intenso, com um aumento de tempestades solares entre 2000 e 2002. Tal intensa atividade no pico do ciclo solar tende a levar a uma menor atividade no fim do ciclo.

Sinais do atual e novo ciclo solar (que na realidade se sobrepõe ao último ciclo) começaram a aparecer em Novembro de 2006, e as suas primeiras manchas foram observadas em Janeiro deste ano, e outra vez em Abril, disse Hathaway. Este fato só por si já exclui um novo Mínimo Maunder, afirma Hathaway, dado que este ciclo solar já começou a produzir manchas, mesmo que em pouco número.

Este ciclo apenas “começou lentamente,” afirma Hathaway.

Os últimos três ciclos solares foram também o que Hathaway chama de “grandes ciclos,” que significa que tiveram mais que o número médio de manchas solares (a média situa-se entre as 110 e 120 manchas solares num dado dia durante o máximo do ciclo). Não é invulgar que tal enchente de ciclos prolíficos seja seguida por ciclos solares mais “silenciosos” (tal como o ciclo que antecedeu os últimos três grandes ciclos).

Hathaway diz que os físicos solares estão divididos no que respeita às suas previsões do novo ciclo solar - uns dizem que irá ser pequeno, outros dizem que será outro ciclo forte. As previsões variam entre um máximo de 75 e 150 manchas durante o pico. “Existem na realidade dois campos,” disse Hathaway. Qualquer que seja o número, este “não será zero,” acrescenta.

O porquê de o Sol ser tão inconstante na sua produção de manchas solares é ainda incerto. “Ainda não compreendemos totalmente como é que o Sol faz isto,” nota Hathaway.

Os cientistas, mesmo assim, sabem que dois processos no Sol influenciam a atividade das manchas solares. O primeiro é a força da região que situa na base da zona de convecção do Sol, a cerca de 30% do interior do Sol.

Esta zona pode esticar os campos magnéticos do Sol, que depois afetam a força do ciclo solar, e por isso o número de manchas solares. O segundo processo, chamado de circulação meridional, descreve o fluxo de material estelar a partir do equador para os pólos e novamente para o equador, que pode também influenciar a força do ciclo.

Mais para o fim do último ciclo solar, por exemplo, “o fluxo pareceu diminuir bastante,” enfraquecendo o ciclo e reduzindo o número de manchas, afirma Hathaway. “Foi o fluxo mais lento que já observamos,” acrescenta.

Por isso, com base em quase 400 anos de registros de manchas solares que os cientistas têm este começo lento não é invulgar. “Está apenas a levar o seu tempo,” disse Hathaway. A sua previsão pessoal é que a atividade solar começará a acelerar nos próximos meses. “Continuo a observar todos os dias,” diz.

Embora exista um debate sobre como e se o Mínimo Maunder provocou na realidade a Pequena Idade do Gelo, os cientistas propuseram algumas hipóteses de como a poderá ter desencadeado.

Uma idéia deriva do fato do Sol emitir muito mais radiação ultravioleta quando está coberto por manchas solares, o que pode afetar a química da atmosfera da Terra. A outra é que quando o Sol está ativo, produz campos magnéticos entrelaçados que bloqueiam os raios cósmicos. Alguns cientistas propuseram que a falta de manchas solares significa que estes raios cósmicos estão a bombardear a Terra e a criar nuvens, que podem arrefecer a superfície da Terra.

Mas estas idéias não foram ainda provadas, e de qualquer modo, a contribuição do Sol é pequena quando comparada com os vulcões, com o El Niño e o efeito de estufa, salienta Hathaway.

Mesmo que houvesse outro Mínimo Maunder, sofreríamos os efeitos dos gases de estufa e o clima da Terra permaneceria quente. “Não os sobrepõe de modo nenhum,” diz Hathaway.

Ciclo de Milankovich e Era Glacial

O ciclo de Milankovich é denominado em função dos ciclos da órbita terrestre que influenciam a quantidade de radiação solar que atinge diferentes partes da Terra em diferentes épocas do ano. Assim foi chamado depois que um matemático sérvio, de nome Milutin Milankovitch, explicou como esses ciclos orbitais causam o avanço e retração das calotas polares. Embora o ciclo tenha esse nome, ele não foi o primeiro a fazer a conexão entre o ciclo orbital e o clima. Adhemar (1852) e Croll (1875) foram os dois primeiros.

O matemático sérvio Milankovitch estava intrigado com o quebra-cabeça da mudança de clima, e em 1930 apresentou uma teoria de poderia explicar.

Milankovitch estudou os registros de clima, notando diferenças ao longo do tempo. Ele teorizou que a mudança global no clima era trazido a efeito através de mudanças regulares no eixo da Terra, na inclinação, e órbita, que alteraria a relação entre o planeta e o Sol, disparando as eras glaciais.

A Terra não rotaciona perfeitamente que nem uma roda em seu eixo; ela gira que nem um pião.

A cada 22000 anos, Milankovitch calculou que existe uma tênue mudança em seu balançar.

A cada 100000 anos, existe uma mudança na órbita da Terra em relação ao Sol. Sua órbita quase circular se torna mais elíptica, levando a Terra mais longe do Sol.

E finalmente, Milankovitch descobriu que a cada 41000 anos existe uma mudança de inclinação no eixo do planeta, movendo tanto para o hemisfério norte como sul, mais distante do Sol.

Estes ciclos significam que em certos períodos de tempo existe menos brilho do sol atingindo a Terra, assim levando a um menor derretimento do gelo e da neve. Ao invés de derreter, essas expansões frias de água congelada crescem.

A neve e gelo duram mais tempo, e ao longo de muitas estações, começam a se acumular. A neve reflete alguma luz solar de volta ao espaço, o que acaba contribuindo ao esfriamento.

Temperaturas caem, e as geleiras começam a avançar.

Ciclo de Milankovitch

Milankovitch calculou a energia solar recebida durante o verão na posição 65°N para os últimos 600000 anos (também fez o mesmo para a latitude 55° e 60°, mas não são exibidos aqui). As linhas sólidas mostram a insolação relativa ao presente. O valor de 70 por exemplo, mostra que no tempo passado, a insolação no verão em 65° é a mesma que foi recebida em 70° hoje e, entretanto, mais fria que o presente. Um valor menor que 65° representa condições mais quentes que o presente. Na época que Milankovitch fez esse trabalho, geralmente assumia-se que quatro glaciações ocorreram nos Alpes durante o Pleioceno, nomeados de Gunz, Mindel, Riss e Wurn. A linha pontilhada representa Koppen e a estimativa esquematizada por Milankovitch destas glaciações e seus intervalos. Glaciologistas desde então tem determinado que muito mais que quatro eras glaciais ocorreram e que o período Pleioceno é de um a dois milhões de idade, e não 600000.

Conheça mais sobre a teoria de Milankovitch (formato PDF em inglês original, conforme disponível na Internet).

Como o ciclo de Milankovitch afeta o clima na Terra

Milutin Milankovitch :

http://earthobservatory.nasa.gov/Features/Milankovitch/

Ainda não é consenso entre os cientistas que estudam os fenômenos solares, a respeito de que posição exata se encontra o ciclo solar. O ciclo solar é definido essencialmente pelo aparecimento de manchas solares, que são fenômenos que geram grande quantidade de radiação eletromagnética na superfície do Sol, e que acontece regularmente, em um ciclo aproximado de 11 anos.

O máximo solar é quando se atinge o número máximo de manchas solares, e o mínimo solar, é o período onde ocorrem o menor número dessas manchas.

Diversos países estudam o Sol, investindo muito em pesquisa, desenvolvimento de tecnologias para avaliar em tempo real diversas métricas, como vento solar, intensidade de suas emissões de rádio, como Raio-X, análise de espectro visível e de infra-vermelho, e uma infinidade de tecnologias e sensores são instalados ao redor da Terra e até no espaço, para monitorar a atividade solar.

Como pode se observar no gráfico abaixo, que representa o atual ciclo solar de número 24, sua transição para o próximo ciclo ainda é tema de controvérsia, pois a definição sobre o minimo solar normalmente é definida em consenso.

Projeção do Máximo Solar para o ano de 2012

Recententemente, a NOAA, instituto de pesquisa da Marinha americana, publicou que se chegou a um consenso em Maio de 2009. A decisão sobre a previsão do próximo solar, foi de que o mínimo solar ocorreu em dezembro de 2008. Este decisão é reportada ainda como previsão, pois o número de manchas solares projetado através dos gráficos, é válido através do mês de setembro de 2008. O painel também decidiu que o próximo ciclo solar deverá de intensidade menor do que a média, com o número máximo de manchas solares de 90. Dado a data prevista do mínimo solar e a previsão da intensidade máxima, o máximo solar agora é esperado que ocorra em Maio de 2013.

Repare que a decisão publicada se refere a um consenso, não se trata de uma decisão unânime. A maioria dos participantes do painel de discussão concordou com esta previsão.

Em função deste consenso, o gráfico a seguir projeta o próximo ciclo solar, e seu máximo ocorrendo em 2013.

Projeção do Máximo Solar para o ano de 2013 conforme último consenso entre cientistas

O fato é que este ciclo solar está muito atípico, tendo sido verificado no ciclo anterior, um comportamento anormal do Sol, no que diz respeito a sua intensa atividade, o oposto do que está acontecendo com o ciclo atual.

Comparação do ciclo solar 23 e o atual - Projetado em dezembro de 2009

Previsão Consensual do Ciclo Solar (.PPT) – Douglas Biesecker, NOAA, SEC

Aspectos Econômicos e Sociais da Meteorologia Espacial (.PPT) – Daniel Baker, LASP/Universidade do Colorado

Por que a Nasa Precisa da Previsão do Ciclo Solar (.PPT) – W. Dean Pesnell, NASA GSFC

Fonte : NOAA

http://www.swpc.noaa.gov/SolarCycle/SC24/index.html

Radiações Eletromagnéticas

A dedução matemática de natureza da luz foi feita por James Clerk Maxwell, em 1864. Ele demonstrou que a luz é produzida por cargas elétricas que estão se movimentando, portanto dizemos que ela possui características de uma onda eletromagnética que transporta energia sem transportar matéria e produz fenômenos eletromagnéticos.

Todo fenômeno eletromagnético está associado a três grandezas: o comprimento de onda (λ), que é medido em metros ou seus múltiplos e submúltiplos, a freqüência (f), que é medida hertz (Hz) e a velocidade (v) que é medida em m/s.

No caso das radiações eletromagnéticas (a luz visível, as ondas de rádio, raios-X, ultravioleta, infravermelho, raios gama, etc.) o valor da velocidade é constante e é representado pela letra “c” c=300.000.000 m/s).

A freqüência de uma onda eletromagnética está diretamente relacionada com a energia da onda. A equação que relaciona a energia com o comprimento de onda é a equação de Planck:

Onde: c é a velocidade da luz, E é a energia (joule), h é a constante de Planck (6.624 x 10-34 joule x segundo) e λ é o comprimento de onda. Max Planck (1858 – 1947) – Físico alemão, autor da teoria dos quanta, contribuiu muito para o estudo da física e, em especial, para o entendimento dos fenômenos eletromagnéticos.

Raios gama (<10-10m): produzidos pelo decaimento de substâncias radioativas;

Raios X (10-11 m – 10-8 m): originados pela desaceleração repentina de elétrons de alta energia, ao colidirem com núcleos dos átomos;

Radiação ultravioleta (10-8 m – 4 x 10-7 m): para fins práticos, é produzida por lâmpadas de vapor de mercúrio;

Luz visível (380 – 750 nm; 1 nm = 10-9 m) única faixa capaz de ser percebida pelo olho humano, é gerada por objetos quentes como o Sol ou filamentos de lâmpadas incandescentes, quando a temperatura é alta o suficiente para excitar os elétrons de um átomo;

Radiação infravermelha (0,75 nm – 1 nm): também conhecida como a radiação de calor ou radiação térmica, é produzida pela vibração de moléculas nos materiais;

Microondas (1nm – 30cm): geradas pelos elétrons defletidos por um campo magnético, como acontece nos magnétrons de forno de microondas;

Ondas de rádio (>30cm): produzidas por circuitos de oscilação de cargas elétricas como os de emissoras de TV e rádio AM e FM.

A seguir, alguns tipos de radiação eletromagnética:

Radiação infravermelha

É um tipo de radiação eletromagnética não ionizante, que, quando interage com a matéria produz vibrações nas moléculas provocando o aumento da temperatura do sistema. A radiação infravermelha é responsável pela transmissão de calor de um corpo para o outro, sem a necessidade de contato entre eles. Temos como exemplo: os raios solares, um ferro de passar roupas, aquecido, etc.

Radiação Ultravioleta

A radiação ultravioleta é um tipo de radiação eletromagnética. A principal fonte da radiação ultravioleta recebida pela Terra são os raios solares. A camada de ozônio protege a Terra dos raios ultravioletas provenientes do Sol, pois as moléculas de ozônio têm capacidade de absorverem energia neste comprimento de onda. O aumento da incidência de cataratas (problema de visão), também está associado à exposição à radiação ultravioleta. A distribuição da dose de radiação recebida pelas pessoas aumenta com a latitude e altitude.

A média global de dose de radiação devido à radiação cósmica ao nível do mar é da ordem de 0,26mSv/ano.

Radiação de Microondas

O forno de microondas, o radar para detectar velocidade, a TV a cabo, a internet por cabo axial e o telefone celular são exemplos de fontes de radiação de microondas em nosso dia-a-dia. O forno de microondas usa um gerador de microondas do tipo magnetron para produzir microondas em uma freqüência de aproximadamente 2,45GHz, e é regulado para atuar somente sobre moléculas de água (molécula polar) provocando vibrações. Isso é feito para que só os alimentos possam ser cozidos. Quando colocamos um copo com água no interior de um forno de microondas, somente a água é aquecida, a água transfere energia para o copo por condução.

No forno de microondas existe um dispositivo de segurança para impedir que a radiação escape para o meio externo, não havendo esse dispositivo, uma pessoa que estivesse próxima poderia ser cozida, literalmente de dentro para fora.

Raios X

Com a descoberta dos Raios X pelo físico Wilhelm Conrad Roentgen, em 8 de Dezembro de 1901, deu-se início aos estudos sobre emissões de partículas, provenientes de corpos radiativos, observando suas propriedades e interpretando os resultados. Naquela época, destacaram-se dois cientistas: Pierre e Marie Curie, pela descoberta do polônio e do radium.

Deve-se a eles a criação do termo: “radioatividade”. No começo do século XX, mais precisamente em 1903, Rutherford, após profundos estudos, formulou hipóteses sobre as emissões radioativas. Convém frisar, que naquela época ainda não se conhecia o átomo e os núcleos atômicos e, coube a esse cientista, a formulação de um modelo atômico que é até hoje estudado nas escolas.
Os Raios X são radiações da mesma natureza da radiação gama (outro tipo de ondas eletromagnéticas), com características idênticas. Só se diferem da radiação gama pela origem, ou seja, os raios-X não saem do núcleo do átomo e, portanto, não são energia nuclear e sim, energia atômica. Toda energia nuclear é atômica porque o núcleo pertence ao átomo, mas nem toda energia nuclear é atômica. Os raios X são emitidos quando elétrons acelerados por alta voltagem são lançados contra átomos e sofrem frenagem, perdendo energia.

Partículas e Ondas

As radiações nucleares podem ser de dois tipos. As partículas possuem massa, carga elétrica e velocidade que dependem do valor de sua energia. Já as ondas eletromagnéticas, não possuem massa e se propagam com velocidade de 300.000km/s, para qualquer valor de energia que ele possua e são da mesma natureza da luz e das ondas de transmissão de rádio e TV.

A identificação desses tipos de irradiação foi feita utilizando-se uma porção de material radioativo, com o feixe de radiações passando por entre duas placas polarizadas com um forte campo elétrico.

As partículas “Alfa” são constituídas de dois nêutrons e dois prótons caracterizando um núcleo atômico de Hélio. Devido ao seu alto peso e tamanho, elas possuem pouca penetração e são facilmente absorvidas por poucos centímetros de ar.

As partículas “Beta” são constituídas por elétrons que são emitidos pelo núcleo de um átomo. Essas partículas possuem velocidades próximas à velocidade da luz e carga elétrica negativa. O poder de penetração da radiação “Beta” é bastante superior ao das radiações “Alfa”, podendo ser absorvidas por alguns centímetros de acrílico ou plástico, na sua grande maioria.

As radiações ”X e Gama”, ao contrário das radiações a e b que têm características corpusculares, são de natureza ondulatória. Com isso, não possuem nem carga e nem massa. Isso lhes dá um grande poder de penetração nos materiais.

Devido às suas características diferentes, é possível separar os três tipos de radiação através da aplicação de um campo elétrico ou magnético. Por possuírem cargas com sinais diferentes, as radiações alfa e beta serão desviadas por esses campos para lados opostos.

Já os raios X e gama, por não possuírem carga elétrica, não serão desviados.

Radiação e Radioatividade

Define-se “Radioatividade” como sendo a emissão espontânea de radiação corpuscular e eletromagnética por um núcleo atômico que se encontra num estado excitado de energia, que podem ser do tipo alfa (α), beta (β) ou gama (γ). As radiações eletromagnéticas que possuem energia inferior a 12 eV são chamadas de radiações não-ionizantes, as quais podemos visualizar através da escala de energia mostrada na figura abaixo.

Esta escala inicia-se na faixa de radiação ultravioleta, passando pela luz visível e infravermelha de aparelhos como: microondas, telefonia celular, rádios AM e FM, e termina na faixa de freqüências extremamente baixas (ELF) da rede elétrica (comprimento de onda l = 5.000 km). As radiações não-ionizantes compreendem valores de l superiores de a 10-7m (100nm), ou seja, valores de dimensão comparável ao tamanho de um vírus. No domínio da freqüência, de acordo com a figura 5, tais radiações têm valores menores que a freqüência de 3x1015 Hz, ou seja, valores correspondentes ao início do espectro dos raios ultravioletas. A faixa do espectro eletromagnético, na qual os sistemas móveis modernos de comunicação operam, compreende freqüências entre 108Hz e 1010Hz. Isso corresponde a um valor médio de 1GHz (109Hz) que faz parte da faixa das freqüências ultra-altas ou UHF (300 MHz a 3 GHz), também denominadas ondas decimétricas, por seu comprimento de onda variar de 10 a 1 dm.

O SOL: Emite em Múltplos Comprimentos de Ondas

O Sol emite radiação ao longo de todo o espectro eletromagnético, desde os energéticos raios gama e raios X, até ondas quilométricas de rádio, passando pelo ultravioleta, visível, infravermelho e microondas. A maior parte da intensidade concentra-se no visível e não é coincidência o fato de nossos olhos serem adaptados para enxergarem nesta faixa do espectro.

Especificamente, a intensidade máxima encontrada nas emissões do espectro solar está em um comprimento de onda de 500 nm. Para detectar a radiação solar nos vários comprimentos de onda, dois fatores devem ser levados em consideração. O primeiro é tecnológico e depende de sensores adaptados ao comprimento de onda específico que se deseja analisar. O segundo fator diz respeito à atmosfera terrestre e como esta irá absorver, total ou parcialmente, diferentes faixas do espectro da radiação solar.

Camadas internas do Sol

Energia Solar Recebida

A quantidade total de energia recebida pela Terra é determinada pela projeção da sua superfície sobre um plano perpendicular a propagação da radiação. Como o planeta gira em torno do seu eixo, esta energia é distribuída, embora de forma desigual, sobre toda a sua superfície. Resulta que a radiação solar média recebida sobre a Terra, designada por insolação, é 342 W/m², valor correspondente a ¼ da constante solar. O valor real recebido na superfície do planeta depende, além dos fatores astronômicos ditados pela latitude e pela época do ano, do estado de transparência da atmosfera sobre o lugar, em particular, da nebulosidade.

O equilíbrio energético no planeta

Para manter o equilíbrio energético, a Terra deve restituir ao espaço o mesmo tanto de energia que recebe. A troca de energia entre a Terra e o espaço reduz-se substancialmente a dois componentes. Por um lado, a energia que provém do Sol em virtude de sua temperatura, e por outro, a energia que a Terra difunde no espaço, também associada à temperatura dos corpos irradiantes. A contribuição dos outros corpos celestes é totalmente irrelevante no equilíbrio energético terrestre. É também desprezível o calor proveniente do interior da Terra. O calor interno disperso é, de fato, apenas 50 cal/cm² por ano, menos de 1/5000 da energia proveniente do Sol.

Do total da radiação solar incidente nos limites da atmosfera, chega ao solo cerca de 4%, aproximadamente a metade como radiação direta e a outra metade como radiação espalhada pela atmosfera e pelas nuvens. Naturalmente, não se deve entender que toda esta energia esteja disponível para o homem. Em linhas gerais, pode-se estimar que pelo menos 30% da energia solar que atinge a Terra seja utilizada para a evaporação das águas, ao passo que uma modestíssima percentagem (entre cerca de 0,3 e 1,5%) é utilizada para síntese clorofiliana. Cerca de 0,3% é utilizada para a produção de ventos e das correntes marítimas.

A energia restante é emitida pela Terra sob a forma de radiações térmicas, ou seja, de elevado comprimento de onda.

Camadas internas da Terra

Referências

CNEN

Padre Roberto Landell de Moura - Cientista brasileiro pioneiro na invenção do rádio e telefone sem fio

Por Eduardo Ribeiro
eduribeiro@megabrasil.com.br

Era uma aula até certo ponto despretenciosa de Rádio-jornalismo, com o professor chileno Júlio Zapata.

Vivíamos tempos bicudos (1977 se a memória não me falha) e víamos sombras em tudo e em todos. E com Zapata não era diferente: um chileno no Brasil, em plena ditadura, dando aulas no curso de jornalismo numa faculdade, digamos assim, burguesa, era, no mínimo, muito estranho. Mas como suas aulas situavam-se entre as mais agradáveis e mobilizadoras do curso, passávamos por cima de eventuais desconfianças, com participações sempre marcantes.

Naquela aula Zapata fez uma revelação que deixou a todos atônitos e incrédulos: o rádio não havia sido inventado pelo italiano Guglielmo Marconi, como até os livros de história brasileiros ensinavam, e sim pelo padre e cientista gaúcho Roberto Landell de Moura, em fins do século XIX, aqui mesmo no Brasil, em transmissões feitas (algumas delas) entre a Avenida Paulista e o Morro de Santana.

Ficamos chocados e desconcertados com aquela revelação e mais ainda por ela ter sido feita por um professor estrangeiro, que certamente conhecia mais de nossa história do que qualquer um de nós.

Pela nossa cabeça passou de tudo, inclusive a idéia de ser aquela uma farsa ou uma brincadeira de mau gosto. Como poderia o rádio ter sido inventado no Brasil, por um cientista brasileiro, e ninguém, no próprio País saber disso? Se na época já fossem conhecidas as tais pegadinhas, sem dúvida alguma aquela seria uma delas, para testar nossa capacidade de reação.

Porém o professor Zapata, no curso, deu evidências mais do que suficientes para que todos nós deixássemos de duvidar de suas afirmações e foi além: indignado com o desconhecimento (e desprezo) dos brasileiros com um de seus mais ilustres filhos, lançou na sala de aula um desafio: que o grupo tomasse para si aquela causa resgatando o padre gaúcho para a história. E certamente o fez por dever de ofício, como já devia ter feito inúmeras vezes, em outros ambientes profissionais e acadêmicos, sem muita esperança de que a provocação tivesse algum resultado prático.

E estava certíssimo, a não ser pela presença, entre nós, de um tal Hamilton Almeida, que, à época, chamávamos de Benê, apelido tirado de seu primeiro nome, Benedito.

Hamilton comprou a pauta, foi à luta e decidiu que ela seria a grande reportagem de sua vida. Faz mais de 20 anos que pesquisa a vida e a obra de Roberto Landell de Moura, padre cientista, renegado e perseguido pela Igreja Católica, que esteve à frente de seu tempo, com experimentos que anteciparam algumas das mais importantes invenções do século XX.

Duas décadas depois de ter editado no Brasil os livros “O outro lado das telecomunicações - A saga do Padre Landell” (Editora Sulina) e “Landell de Moura” (Editora Tchê/RBS - coleção Esses Gaúchos), ele foi lançado na Alemanha pela Editora Debras Verlag, da cidade de Konstanz. O nome do livro é “Pater und Wissenschaftler” (Padre e cientista) e o lançamento ocorreu durante um evento para radioamadores realizado nos dias 4 e 5 de dezembro deste ano na cidade de Dortmund. Um segundo e maior lançamento será realizado em junho de 2005, provavelmente com a presença do autor, numa exposição mundial de radioamadores - a Hamradio -, na cidade de Friedrichshafen.

Hamilton precisou ser lançado na Alemanha para ganhar reconhecimento no Brasil. Suas primeiras obras, editadas no Sul, não conseguiram romper a barreira geográfica e desse modo perderam o efeito multiplicador tão necessário para o reconhecimento de um trabalho dessa magnitude.

Mais do que ele, obviamente perdeu o Brasil e, claro, a História, que continuou, por mais este período, ignorando as peripécias de um dos maiores gênios dos séculos XIX e XX.

Isso pode estar agora mudando, graças à edição alemã. Por conta dela, Hamilton ganhou um espaço privilegiado na mídia brasileira e a saga do Padre Landell, pelo visto, começa a ser recontada. Jornais, sites e agências de todo o País abriram espaço para o livro e isso despertou o interesse de dezenas de pesquisadores, cienteistas e professores que procuraram o autor para saber outros detalhes dessa história desconcertante que quase ninguém conhecia.

Está aberto, portanto, o caminho para que novos pesquisadores se debrucem sobre o Padre Landell de Moura e sua obra e, mais do que isso, para que a História do Brasil possa ganhar esse importante reforço, ainda que tardiamente. Se isso ocorrer, logo logo Padre Landell estará sendo ensinado nos cursos básicos e também na Universidade, ganhando, quem sabe, o mundo, como nosso reconhecido Santos Dumont.

Para contar a história do Padre Landell, Hamilton pesquisou durante vários anos em diversas cidades brasileiras. Revirou bibliotecas, entrevistou familiares e pessoas que tiveram algum tipo de envolvimento com Padre Landell ou seus inventos, manuseou jornais e revistas daquele período, checou, enfim, como bom repórter, todas as pistas e evidências que obteve. E fez tudo isso com dinheiro do próprio bolso e nas horas vagas, sem qualquer apoio oficial.

Desconhecido da mídia e do grande público, o trabalho de Hamilton circulava com certa desenvoltura entre radioamadores por razões óbvias. Um desses radioamadores era o editor alemão Heinz Prange, e ele ficou simplesmente fascinado com a história. Nascia, desse modo, em meados do ano 2000, a decisão de publicar uma nova obra de Hamilton sobre o Padre Landell, porém em alemão e na Alemanha. Trata-se, portanto, de uma obra nova, que atualiza e amplia significativamente os dois livros escritos anteriormente.

Nela se descobre que Padre Landell foi precursor não só do rádio, mas também da televisão e do teletipo, entre outras descobertas. E que, apesar da sua genialidade, o padre cientista não recebeu apoio de ninguém, tendo sido, ao contrário, ignorado e perseguido. Quis unir a religião à ciência e acabou acusado de ter pacto com o diabo. Patenteou seus inventos no Brasil e nos Estados Unidos, realizou experimentos e, ainda assim, não foi reconhecido em sua época. No Brasil, chegaram a destruir os seus aparelhos e impedir seus estudos, por considerá-lo uma espécie de bruxo.

Padre Landell também aperfeiçoou o sistema de telegrafia sem fio e transmitiu pela primeira vez no mundo em ondas contínuas, que são superiores às ondas amortecidas utilizadas nos primeiros tempos das radiocomunicações por outros cientistas. Recomendou o emprego das ondas curtas para aumentar as distâncias das transmissões quando elas não eram sequer cogitadas pelos outros cientistas. Para a transmissão de mensagens, ele também se utilizava da luz, o mesmo princípio que aperfeiçoou as comunicações modernas, empregando-se o laser e as fibras ópticas. Numa época em que as telecomunicações eram precárias até mesmo entre cidades vizinhas, ele já acreditava na possibilidade das comunicações interplanetárias. Morreu no anonimato e sua obra até hoje é pouco conhecida. Com o tempo, as suas invenções acabaram sendo reinventadas por outros cientistas, que ficaram com a fama e a glória.

O jornalista Hamilton Almeida, nascido na cidade de Guarulhos (São Paulo), começou sua carreira em revistas técnicas na capital paulista, e em meados dos anos 80 mudou-se para Porto Alegre. Ali trabalhou por vários anos na editoria de Economia do Zero Hora, sendo posteriormente transferido para Buenos Aires, como correspondente. Ficou cerca de oito anos na capital argentina, os últimos pela Gazeta Mercantil Latino-americana. Em 2000, regressou ao Brasil deixando pouco depois o jornal, num dos cortes feitos pela empresa, àquela altura já em crise. Atualmente, ele integra a equipe do Departamento de Análise

Fonte: Site Comunique-se, 22/12/2004

Saiba mais sobre a história de Padre Roberto Landell de Moura acessando :

http://www.sarmento.eng.br/Padre_Roberto_Landell_de_Moura.htm

Patente da invenção do telefone sem fio concedida ao Padre Landell de Moura

Conceito Básico de Radiação Eletromagnética e Ondas

Em primeiro lugar, devemos definir o que são ondas eletromagnéticas e radiação eletromagnética, para chegarmos na particular a faixa de freqüências denominadas de Alta Freqüência.

As ondas eletromagnéticas são uma combinação de um campo elétrico e de um campo magnético que se propagam simultaneamente através do espaço transportando energia. A luz visível por exemplo, cobre apenas uma pequena parte do espectro de radiação eletromagnética possível. O conceito de ondas eletromagnéticas foi postulado por James Clerk Maxwell e confirmado experimentalmente por Heinrich Hertz.

E uma de suas principais aplicações é a transmissão de ondas de rádio, que transportam informação, tal como a voz humana, música, sinais de todos os tipos, como transmissão de fax, imagens, vídeo e tudo aquilo que as ondas de rádio podem transportar.

Por sua vez, o que denominamos de radiação eletromagnética é composta por ondas que se propagam pelo espaço, algumas das quais são percebidas pelo olho humano como luz. A radiação eletromagnética compõe-se de um campo elétrico e um magnético, que oscilam perpendicularmente um ao outro e à direção da propagação de energia. A radiação eletromagnética é classificada de acordo com a freqüência da onda, que em ordem crescente por freqüência da onda são: ondas de rádios, microondas, radiação terahertz (Raios T), radiação infravermelha, luz visível, radiação ultravioleta, Raios-X e Radiação Gama.

Um importante aspecto da natureza das ondas é a freqüência. A freqüência de uma onda é sua taxa de oscilação e é medida em Hertz, a unidade SI (Sistema Internacional) de freqüência, onde um hertz é igual a uma oscilação por segundo. No caso da luz que é uma onda, normalmente tem um espectro de freqüências que somados juntos formam a onda resultante. Diferentes freqüências formam diferentes ângulos de refração.

Uma onda consiste nos sucessivos baixos e altos e a distância entre dois pontos altos ou baixos é chamado de comprimento de onda. Ondas eletromagnéticas variam de acordo com o tamanho, de ondas de tamanhos de prédios a ondas gama pequenas menores que um núcleo de um átomo. A freqüência é inversamente proporcional ao comprimento da onda, de acordo com a equação:

V = f λ

Onde v é a velocidade da onda, f é a freqüência e λ (lambda) é o comprimento da onda. Na passagem de um meio material para o outro, a velocidade da onda muda, mas a freqüência permanece constante

Ondas de Rádio – Alta Freqüência

A região das ondas de rádio estende-se desde alguns hertz até aproximadamente (10)9 Hz (comprimento de onda de muitos quilômetros até mais ou menos 30 cm).

Assim, temos a banda (ou faixa) de Ondas Médias (em inglês MW – Medium Waves), utilizadas para transmissão de emissoras de radiodifusão, o popular “AM” que se inicia em 530 kHz até 1700 kHz.

Já dentro da faixa de VHF (Very High Frequency) especificamente compreendida entre em 88 MHz até 108 MHz estão as emissoras de radiodifusão em FM (Freqüência Modulada). Também dentro da faixa de VHF estão outros sistemas de rádio, como os canais baixos da Televisão indo até a faixa de UHF (Ultra High Frequency) onde estão os canais altos da TV e outros sistemas de rádio.

A faixa de Alta Freqüência compreende o intervalo de 3000 kHz até 30000 kHz, e é conhecida também como Ondas Curtas é de nosso particular interesse.

É na faixa de ondas curtas é que ocorrem as transmissões de radiodifusão regional e internacional, e esta faixa de freqüências, sofre influencia direta do Sol e da hora do dia, em relação a seu alcance e qualidade do sinal.

E em termos gerais, as ondas de rádio sofrem influencia direta das radiações emitidas pelo Sol, que é a estrela principal de nosso sistema Solar, e fornece toda a gama conhecida de radiações eletromagnéticas, luz, Raios X, ultravioleta e etc.

E a interação do Sol com nosso planeta Terra é o responsável em última instancia pelo que podemos utilizar em termos de sinais de rádio, inclusive nos modernos sistemas de satélite de comunicações e até no sistema de posicionamento global GPS.

Ionosfera

A ionosfera é a parte superior da atmosfera, que se estende a partir de aproximadamente 50 km até 2000 km acima da superfície da Terra. A parte que temos interesse em particular para transmissão de sinais eletromagnéticos são os 500 km mais baixos. Na ionosfera, a radiação do Sol (primordialmente Raios-X, ultravioleta e partículas) bombardeia as moléculas de gás e causa a liberação de elétrons deste. Estes são chamados de “elétrons livres” e apresentam carga negativa. As moléculas que perdem elétrons se tornam carregados positivamente O nome dado para moléculas ou átomos carregados é “íons” e estes íons positivos é o que é posteriormente chamado de ionosfera. Os elétrons livres e íons fazem com que a radiação de alta freqüência que está se movendo para cima ser refletida de volta a Terra, um efeito chamado de refração. Esta flexão permite que os sinais viajem de volta até a superfície da terra em alcance de bem acima da linha do horizonte, conferindo a radiação de alta freqüência sua característica única de alcançar longas distâncias. Quando a radiação do Sol não está mais presente durante o período da noite, muitos dos elétrons se aglomeram novamente com os íons, mas alguns permanecem livres ao longo da noite. Um importante parâmetro para a propagação eletromagnética é a quantidade de elétrons livres que estão presentes; isto é denominado de “densidade de elétrons”. Quanto maior a densidade de elétrons, mais radiação de alta freqüência é flexionada à superfície da terra.

Camadas da Ionosfera

Existem três camadas importantes da ionosfera sumarizados na tabela abaixo:

Camada Elevação Aproximada Importância Quando presente
F 140 – 400 km Região principal de “reflexão” Sempre – mais forte durante o dia
E 90 – 140 km Região de “reflexão” de baixa freqüência Sempre – mas muito fraco durante a noite
D 50 – 90 km Principal região de absorção Apenas durante o dia

Camada F

A camada F é a mais significativa da ionosfera e cuja parte central apresenta a maior densidade de elétrons da atmosfera da Terra. Esta é a principal região aonde a radiação de alta freqüência vinda de baixo é refletida de volta. Nós usamos o termo “reflexão” na tabela porque a flexão se parece como uma reflexão. Tecnicamente, este processo de flexão é chamado de refração, mas nós podemos pensar nisso como uma reflexão a partir da camada F. Durante o dia a camada F se separa em duas camadas, chamadas de F1 e F2. A F2 é a mais forte e importante camada.

Camada E

A representação da parte central desta camada contém outro pico ou valor máximo de densidade de elétrons. Entretanto existem poucos elétrons da camada E1 comparada à camada F e, portanto geralmente não é tão importante na flexão de radiação de alta freqüência como é a camada F. Algumas baixas freqüências dentro da faixa de radiação de alta freqüência, particularmente durante o dia, serão “refletidas” por esta camada, a qual, por star mais baixo do que a camada F pode resultar em alcance menor. Esta camada é altamente variável em espaço e tempo. Algumas vezes distúrbios irão causar reflexões anômalas em partes da camada E. Quando isto ocorre se fala que uma camada “Esporádica E” está presente.

Camada D

Esta camada contém alguns elétrons livres e íons, mas também muitas mais moléculas normais (ou neutras significando que não estão carregadas) e átomos. Quando a radiação interage com um elétron faz com que este se mova. Se o elétron corre para uma molécula neutra ou átomo, ele é absorvido assim como é a energia da radiação. Entretanto o efeito primário desta camada é absorver a radiação. Isto é ruim para as transmissões porque quando a radiação é absorvida, o sinal é perdido. Quanto mais baixa a freqüência da transmissão mais elétrons são movidos e mais sujeitos a serem absorvidos. Assim, quanto menor a freqüência mais a camada D absorve a energia da transmissão.

Efeitos diurnos

“Diurno” se refere ao ciclo dia-noite que ocorre durante as 24 horas na Terra. O Sol apresenta um grande efeito nas características da ionosfera. Durante as horas do dia quando se recebe a luz do Sol, a densidade de elétrons nas camadas E e F é aproximadamente 100 vezes maior do que a noite. A camada D desaparece completamente durante a noite.

Ciclo Solar

Adicionalmente as mudanças da radiação solar devido a hora do dia, também existem mudanças na radiação solar devido ao Sol em si. O Sol sofre um ciclo solar de aproximadamente 11 anos de mudanças de radiação. O numero de manchas solares seguem o mesmo ciclo solar de 11 anos, entretanto o ciclo solar é algumas vezes referido como ciclo de manchas solares. Durante o período de máximo solar (mais manchas solares) a ionosfera apresenta maior densidade de elétrons que qualquer outro período.

Sumário dos efeitos do Ciclo Solar e Diurno nas camadas D, E e F

Ambos os efeitos diurnos e o ciclo solar afetam a quantidade de elétrons livres em todas as três camadas da ionosfera. A densidade de elétrons é máxima durante a tarde e durante períodos de máximo solar. As densidades de elétrons também são maiores durante o verão em comparação ao inverno e mais próximo a linha do equador quando comparado aos pólos devido a radiação solar ser mais direta nesta região.

Conclusão

Assim, conforme a faixa de freqüência dentro do intervalo de 3000 kHz a 30000 kHz, conforme o período do dia (ou noite), conforme a estação do ano, e conforme o comportamento do Sol durante o ciclo solar tem grande variação no alcance das ondas de rádio em ondas curtas.

Basicamente, a ionosfera funciona como um grande defletor que faz com que os sinais de rádio emitidos pelas antenas das emissoras viajem até a ionosfera, seja refletido de volta a Terra, e que por sua vez retorna a ionosfera, sendo refletido diversas vezes, alcançando grandes distâncias.

Por outro lado, durante o dia, por exemplo, a ionosfera absorve grande parte da energia das ondas de radio da faixa de ondas médias, e é por isso que estes sinais tem curto alcance durante o dia. Já a noite, quando a ionosfera não sofre os efeitos diretos da radiação do Sol, não há tanta absorção dos sinais de rádio em ondas médias, e assim, os sinais podem viajar por centenas e milhares de quilômetros.

Desta forma, conhecendo como se comporta o Sol, o ciclo solar e seus principais fenômenos e indicadores que hoje são mensurados por sofisticados equipamento desenvolvidos e mantidos por diversos países; conhecendo também como se comporta a Ionosfera e como esta interage com o Sol; conhecendo os aspectos básicos da sazonalidade da Terra, como podemos observar nas diferenças dos sinais de rádio recebidos no verão e no inverno, por exemplo; podemos ter uma visão ampla de como é complexo a natureza que nos cerca, que é quem em última instância, dá a permissão – ou não – para usarmos as ondas de rádio em nossa atual civilização.

Conheça um pouco mais sobre como as ondas de rádio se propagam acessando a página principal:

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A superlotação dos caminhos por onde viajam as ondas eletromagnéticas que transportam um número cada vez maior de sinais de rádio, televisão e telefone ameaça o sistema de comunicações de toda a Terra. Esquema sobre o uso das rotas do céu.

Há algo no ar além dos aviões de carreira: a superlotação dos caminhos por onde viajam as ondas eletromagnéticas que transportam um número cada vez maior de sinais de rádio, TV e telefone. Como desafogar esse trânsito

Quando alguém, dentro do ônibus ou do carro, é obrigado a enfrentar o trânsito infernal de qualquer grande cidade não imagina que acima de sua cabeça outro meio de transporte também disputa um espaço cada vez mais concorrido. São as ondas eletromagnéticas de variadas intensidades, amplitudes e freqüências, que vão e vêm carregando todo tipo de mensagens e imagens. Não se pode vê-las, mas elas estão lá, assim como em toda parte ao redor do mundo certos tipos de ondas, como algumas de radiodifusão e todas as de televisão, conseguem atravessar a ionosfera terrestre, a 100 mil metros de altitude, e se propagar pelo Cosmo.

É muito difícil estimar o número de todos os tipos de ondas eletromagnéticas que trafegam pela atmosfera. Para se ter uma idéia basta pensar que existem dezenas de milhares de estações de radiodifusão e pouco mais de mil estações de TV espalhadas pelo mundo. Somem-se a esse número os milhões de aparelhos de radiocomunicação instalados em aviões civis e militares, navios, carros de polícia e de bombeiros, ambulâncias, radioamadores e serviços de telecomunicações estatais e privados via satélite. Se todas as ondas eletromagnéticas fossem visíveis a olho nu, o mundo certamente ficaria irreconhecível.

O atual congestionamento do espectro eletromagnético é uma boa medida da necessidade de comunicação entre as pessoas. Desde os primeiros passos da civilização, essa necessidade levou o homem a criar meios de enviar mensagens a distância. Para trocar informações, enviar notícias e saudações já foram usadas as mais diversas formas de comunicação, como pombos-correio, nuvens de fumaça ou mensageiros a cavalo, em carroças ou em navios. Há não mais de cem anos uma mensagem demorava cerca de um mês para ir de navio do Ocidente ao Japão. Até que em 1864 James Clerk Maxwell, professor de Física experimental em Cambridge, na Inglaterra, provou que uma corrente elétrica poderia se propagar à velocidade da luz (300 mil quilômetros por segundo) na forma de ondas.

Pouco tempo depois. em 1888, o físico alemão Heinrich Hertz demonstrou que a previsão de Maxwell era verdadeira. Mas foi o físico italiano Guglielmo Marconi quem primeiro usou as ondas eletromagnéticas em 1901 para transmitir uma mensagem através do Oceano Atlântico. O eletromagnetismo é uma das quatro forças fundamentais que compõem o Universo junto com a gravitação e as interações nucleares forte e fraca. Uma forma de enxergar o campo magnético (um dos componentes das ondas eletromagnéticas) é fazer a velha experiência escolar de espalhar limalha de ferro numa cartolina e colocar sobre ela uma barra de ímã imediatamente as minúsculas partículas metálicas se alinham ao longo do campo.

Embora ainda não se conheça tudo sobre essa energia, ela tem sido amplamente explorada nos últimos cinqüenta anos. Depois que se descobriu que uma onda eletromagnética pode se propagar por longas distâncias, o desafio tem sido o de aperfeiçoar técnicas para fazê-la carregar uma quantidade cada vez maior de informação mais e mais longe. Essa onda é chamada portadora porque transporta uma mensagem embutida na variação de sua amplitude e na freqüência com que oscila. Para alguém transmitir um sinal qualquer basta fazer com que um pulso de corrente elétrica passe por uma antena. Como a energia elétrica pode ser uma corrente alternada porque está constantemente alternando sua polarização, entre positivo e negativo , no momento em que o pulso é positivo a corrente provoca uma oscilação magnética no campo à volta da antena em certo sentido. Quando o pulso fica negativo, a oscilação é no sentido oposto. Assim, a constância desse movimento alternado cria uma onda.

A grande idéia de Marconi foi a de influir nos pulsos elétricos que passam pela antena de forma similar às batidas dos tambores usados para enviar mensagens entre tribos africanas. Aumentar e diminuir a velocidade das batidas dos pulsos (ou seu ciclo) altera a freqüência com que a onda eletromagnética sobe e desce. Da mesma forma que aumentar e diminuir a força do pulso interfere no tamanho da onda. Foi a Primeira Guerra Mundial que desencadeou a exploração das freqüências de ondas de rádio como meio de comunicação, com a produção em massa de transmissores e receptores encomendados pelos exércitos em conflito. Foi também a partir daí que a atividade radiofônica começou a ser controlada pelos governos.

No final dos anos 20, somente nos Estados Unidos já existiam 732 estações transmissoras de programas de rádio que, particularmente nas maiores cidades, sobrepunham suas ondas umas às outras, criando interferências que tornavam incompreensível a recepção. Para pôr ordem nessa torre de Babel, as autoridades começaram então a regulamentar o uso do que se chamava impropriamente o “éter” (os espaços por onde as ondas se propagam). O rápido crescimento do número de estações de radiodifusão mostrou que as ondas eletromagnéticas são um recurso limitado, que, se não for bem distribuído, gera uma grande confusão. É um recurso natural tanto quanto o são a água e o ar.

A rigor, as ondas servem da mesma forma que as embalagens de produtos das prateleiras dos supermercados: as latas de ervilha devem conter ervilhas que serão compradas por quem quer consumir ervilhas. O fabricante de xampu não pode usar uma lata de ervilhas para vender seu produto pela simples razão de que quem estiver precisando de xampu não vai buscá-lo na prateleira de latas de ervilhas. Como as ondas eletromagnéticas são utilizadas para o transporte de todo tipo de comunicação, podem ser entendidas como embalagens de produtos muito diferentes. Basta imaginar como seria absurdo um piloto de linha aérea ligar o aparelho de comunicação do avião e ouvir música de uma estação de rádio comercial em vez das instruções do controlador de vôo do aeroporto.

Para evitar desastres como esse, a solução foi definir um tipo de onda para cada tipo de usuário. Disciplinou-se o uso do espectro das ondas eletromagnéticas: uma distribuição dessas ondas de acordo com a freqüência. É uma escala dividida em bandas ou faixas ocupadas por ondas que vão das freqüências mais baixas, 30 ciclos por segundo ou 30 hertz (em homenagem ao cientista alemão) até as mais altas de 300 gigahertz ou 300 bilhões de hertz. As ondas curtas e médias são refletidas pela ionosfera e por isso mesmo usadas pelos serviços de radiodifusão que desejam atingir locais distantes geralmente estações de rádio estatais, como a Radiobrás com sua Voz do Brasil, a Voz da América, do governo americano, ou a emissora pública BBC de Londres.

Da mesma forma fazem os radioamadores, cujos equipamentos têm potência para alcançar outros países. As telecomunicações via satélite, por sua vez, usam freqüências extremamente altas, chamadas microondas, porque conseguem atravessar todas as camadas da atmosfera. Portanto, cada usuário deve utilizar determinada faixa de comprimento de onda, ou faixa de freqüência, alocada para o fim a que ele se propõe. A divisão desse espectro foi definida por um acordo internacional de 1959, mas desde então sucessivas reuniões da União Internacional de Telecomunicações (UIT), ligada à ONU, têm aperfeiçoado e realocado algumas faixas na medida da evolução da tecnologia. Embora o espectro da UIT tenha limites bem definidos, cada país membro da organização estabeleceu pequenas variações de acordo com suas próprias necessidades.

Como se pode perceber na escala do espectro brasileiro, algumas faixas já estão bastante congestionadas. Em São Paulo, onde existe o maior fluxo de telecomunicações do país, na faixa de freqüências muito altas (VHF. do inglês very high frequencies), que vai de 30 megahertz (30 milhões de hertz) até 300 megahertz. não cabe mais nada. É por ela que são transmitidos os sinais de televisão VHF, como os da Rede Globo ou os do SBT, de algumas estações de rádio FM (freqüência modulada) e ainda comunicações de navios, aviões e até de alguns radioamadores. Embora uma imagem de TV precise de um total de 6 megahertz (MHz), tanto na faixa de VHF como na de UHF (ultra high frequencies, dos 300 MHz até os 3 GHz gigahertz), cabem de fato apenas sete canais na faixa de VHF e pouco mais de dez na de UHF.

Isso porque, além de serem obrigados a compartilhar esse espaço com outros serviços, os canais receberam do governo mais 6 MHz para que não houvesse interferência entre um e outro, o que inevitavelmente aconteceria se existissem emissoras do 2 ao 13. Sendo assim. quem deseja a concessão de uma nova estação de TV em São Paulo precisa utilizar as UHF, como já é o caso da TV +, que ocupa o canal 29, e a TV Jovem Pan, canal 16, ainda em caráter experimental. Este ano deverão estar no ar mais dois ou três canais em UHF, entre eles o 32 da TV Abril.

Embora a situação de São Paulo não seja a mesma em todo o país, o espectro brasileiro já encontra alguma dificuldade para acomodar todas as transformações pelas quais as telecomunicações passaram nos últimos vinte anos. Tanto que o mapa da distribuição de serviços por faixas de onda está sendo revisto pelo Dentel, órgão do Ministério das Comunicações que regula o assunto. Algumas faixas já foram redefinidas. “O mapa mais atualizado e disponível é de 1975 e de lá para cá muita coisa mudou, como as comunicações no meio rural, por exemplo, explica Ivan Pereira Pena, diretor da área de telecomunicações do Dentel. Como a telefonia rural ainda é muito precária, os fazendeiros se comunicam por rádio, numa determinada freqüência que. evidentemente, não pode ser pública.

O exemplo do congestionamento paulista, porém, nem chega perto da situação muito mais estrangulada do espectro americano. Nos Estados Unidos, no caso das TVs, além da ocupação total da faixa de VHF em quase todas as grandes cidades, boa parte das UHF também estão sendo usadas. Outros tipos de serviço criam um aperto ainda mais difícil de administrar. Apenas o governo, incluindo as forças armadas, utiliza boa parte do espectro para telecomunicações reservadas. Pesquisas científicas em Radioastronomia, outro tanto. O caso da telefonia móvel é bem representativo. Esse tipo de telefone funciona à base de ondas de rádio, geralmente em VHF, e pode ser transportado para todo lugar, dentro do carro ou até mesmo na pasta. A demanda pela telefonia móvel cresceu muito nos Estados Unidos nos últimos anos; para atendê-la, as companhias telefônicas reivindicam a ocupação de faixas de UHF, em sua maior parte originalmente destinadas às redes de TV.

Concorrem por esse mesmo espaço os serviços de radiofonia móvel que atendem à polícia e aos bombeiros. Sem falar nas grandes redes de TV que querem investir na HDTV televisão de alta definição. É que a HDTV, ainda em desenvolvimento, precisará de faixas 50 a 100 por cento maiores que as das televisões comuns. Embora também o brasileiro ainda esteja distante da maravilha que será a HDTV, está próximo de usufruir a comodidade da telefonia móvel. No ano passado, o governo abriu concorrência para que empresas privadas comecem a explorar esse mercado em São Paulo, Rio de Janeiro e Brasília. Ainda não existe decisão oficial acerca da faixa de onda a ser usada por esses telefones, mas é muito provável que seja em UHF.

Como a tendência geral é aumentar o número de usuários de um espaço que fisicamente não pode crescer, governos e universidades de vários países, entre eles o Brasil, estão patrocinando estudos para maximizar o aproveitamento do espectro. Uma hipótese é a digitalização de sinais transformar os sinais de rádio e TV em sinais digitais, a linguagem usada pelos computadores , o que reduziria bastante o espaço ocupado por uma transmissão. Mas ainda resta desenvolver tecnologia de baixo custo para esse fim. “O maior desafio é definir uma tecnologia que possa ser produzida em massa”, observa Joseph Straubhaar, professor do Departamento de Telecomunicações da Universidade do Estado de Michigan, temporariamente lecionando na Universidade de São Paulo. Enquanto isso não acontece, existe uma alternativa que pode desafogar bastante o congestionamento do espectro: o uso dos cabos de fibra ótica, capazes de transportar quantidades colossais de dados por um fio de fibra de vidro da espessura de um cabelo, sem ocupar o espectro eletromagnético no meio ambiente.

Para saber mais:

A revolução das pizzas

(SUPER número 3, ano 9)

Confusão ganha a guerra eletrônica

Nos momentos finais da Segunda Guerra Mundial, o primeiro-ministro britânico Winston Churchill previu que os futuros conflitos passariam a ser travados principalmente entre engenheiros eletrônicos militares. Quarenta anos depois, os fatos lhe dão razão: o novo campo de batalha é efetivamente o espectro eletromagnético. Mas, ao contrário da distribuição organizada que existe entre os usuários dos serviços pacíficos, é justamente a confusão o que mais interessa aos guerreiros eletrônicos. Foi assim que os argentinos conseguiram pôr a pique o navio britânico Sheffield na Guerra das Malvinas, em 1982.

Um caça supersônico argentino Etendard localizou o Sheffield utilizando um sinal de radar com ondas eletromagnéticas tão precisas e potentes que os marinheiros ingleses o confundiram com os sinais de radar de seus próprios caças Harrier. Depois foi só lançar um missil Exocet também equipado com um sofisticado sistema de orientação eletrônica. O radar do Sheffield apenas percebeu seu engano segundos antes do impacto. Na guerra eletrônica as melhores armas são as que conseguem fazer o melhor uso de determinadas faixas de ondas. Como a informação rápida e exata é imprescindível até mesmo para a menor das unidades de combate, ganha quem possuir os equipamentos com os quais se possa comunicar sem que o inimigo interfira.

Fonte:

http://super.abril.com.br/superarquivo/1990/conteudo_111905.shtml