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78 Unidade III Unidade III 7 FLUÍDOS 7.1 Introdução A definição de fluido normalmente é dada pela comparação com o sólido: um sólido tem formato fixo e os fluidos adquirem o formato do seu recipiente. Os fluidos são os líquidos e os gases (BRUNETTI, 2008; OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). Isso acontece porque as moléculas que formam os sólidos são mais compactadas que as moléculas que formam os líquidos e os gases. A figura 39 ilustra esse grau de compactação. Sólido Líquido Gasoso Figura 39 – Compactação entre as moléculas nos estados sólido, líquido e gasoso As moléculas estão sujeitas a diversas forças: as atrações intermoleculares, o peso e a vibração devido à energia térmica, que representaremos como sendo uma função da temperatura. Dependendo da interação entre essas três forças, as moléculas vão adotar um ou outro padrão de compactação. O processo de mudança de estado da matéria é um balanço entre forças de agregação (peso e atração intermolecular) e desagregante (vibração). Vamos analisar essa relação. 79 FÍSICA E BIOFÍSICA Lembrete Essas forças de atração intermolecular são chamadas de Forças de Van der Waals e dependem da polaridade das moléculas. Como pode ser observado na figura 39, as moléculas do estado sólido estão compactadas. Isso acontece porque a força desagregante, resultante da vibração das moléculas, é menor que as forças de agregação. Se aumentarmos a temperatura do sistema, a vibração das moléculas aumenta, até o ponto de se equilibrar com as forças de agregação. Neste ponto, as moléculas conseguem certa mobilidade entre si, podendo escorregar umas sobre as outras, porém, sem se distanciar. Esse é o estado líquido. Se aumentarmos mais ainda a temperatura e, por consequência, a vibração das moléculas, haverá o ponto em que a força de desagregação supera a de agregação e as moléculas ganham uma mobilidade total. Esse é o estado gasoso. O peso é uma força devida à ação da gravidade e à vibração das moléculas e já foi discutida na unidade sobre energia, então vamos entender o que são essas forças de atração intermoleculares. As moléculas são formadas por átomos. Se dois átomos estão ligados entre si por uma ligação iônica, um átomo se tornou positivo e o outro se tornou negativo e o par passa a ter um polo positivo e outro negativo, se comportando de uma maneira semelhante a um imã: o polo positivo passa a atrair o polo negativo de outra molécula e vice‑versa. Se dois átomos estão unidos por uma ligação covalente, essa polaridade é menos intensa, mas existe. São as chamadas forças de Van der Waals, e a intensidade dessa força depende da eletropositividade e eletronegatividade dos átomos, além da geometria da molécula. 7.2 Pressão hidrostática e o Princípio de Pascal Quando estudamos em física o conceito de força, imaginamos sujeitos empurrando blocos e desenhamos este sujeito como sendo um vetor, isto é, uma flecha aplicando a força num ponto infinitesimalmente pequeno. Apesar de facilitar o raciocínio, essa metáfora não condiz com a realidade, já que não existe um ponto tão pequeno. A força de um sujeito empurrando blocos está aplicada numa área do tamanho das mãos dele e a relação entre uma força e a área onde essa força está sendo aplicada é chamada de pressão. A área de aplicação tem uma influência enorme na aplicação de uma força. Por exemplo: uma modelo profissional pesa, aproximadamente, 45 kg e se ela pisar de maneira errada, pondo metade do seu peso sobre um salto agulha, o esforço no solo é o equivalente ao peso de 80 elefantes de 4 toneladas, considerando a pata do elefante com 60 cm de diâmetro! Isso é o efeito da pressão exercida. 80 Unidade III Os fluidos tomam a forma do recipiente onde se encontram e exercem pressão sobre as paredes desse recipiente e, como as moléculas do fluido possuem mobilidade umas em relação às outras, qualquer esforço dentro do fluido resulta numa reacomodação das moléculas e a distribuição desse esforço por todo fluido. Esse é o Princípio de Pascal, descoberto pelo cientista francês Blaise Pascal (1623–1662). A figura 40 ilustra a ideia do princípio de Pascal. Quando o martelo atinge a rolha à esquerda, a pressão gerada se espalha por todo o líquido e resulta numa força que expulsa a rolha à direita. A força da martelada é transferida de A para B. A B Figura 40 – Princípio de Pascal Isso quer dizer que, se o fluido estiver parado, há uma homogeneidade na distribuição da pressão e essa pressão é chamada pressão hidrostática. Apesar de o prefixo “hidro” sugerir água, a hidrostática é o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados a todos os fluidos parados (estática). A pressão vai receber diversos nomes, dependendo da forma como é medida. Por exemplo: • Pressão atmosférica: quando é medida a pressão do ar parado num ambiente aberto. • Pressão manométrica: é a pressão de um fluido num recipiente fechado, medida com um manômetro. • Pressão absoluta: é a pressão de um fluido num recipiente fechado, em relação ao ambiente aberto, ou seja, é a pressão manométrica mais a pressão atmosférica. • Pressão dinâmica: é a pressão de impacto de um fluido em movimento. A grandeza física que mede pressão no Sistema Internacional é o Pascal (Pa), equivalente a 1 N/m2. Em outras unidades, a pressão pode ser expressa em milímetro de mercúrio (1 mmHg = 133,32 Pa), em atmosferas (1 atm = 101.325 Pa), quilograma‑força por centímetro quadrado (1 kgf/cm² = 98 066,52 Pa) e libra‑peso por polegada quadrada (1 psi = 6.894,76 Pa). 81 FÍSICA E BIOFÍSICA 7.3 Teorema de Stevin e os vasos comunicantes Imagine frascos com geometrias diferentes, contendo o mesmo líquido, preenchidos todos à mesma altura, conforme mostrado na figura 41. Os volumes são diferentes e, portanto, os pesos dos frascos são diferentes, mas a pressão exercida pelo líquido no fundo dos frascos é a mesma. Esse fato é conhecido como paradoxo hidrostático. Figura 41 – Paradoxo hidrostático O paradoxo hidrostático foi resolvido pelo cientista Simon Stevin (1548–1620), que percebeu que a pressão exercida por um fluido é proporcional, somente, à coluna de fluido. Nos casos apresentados na figura 41, a pressão no fundo dos frascos é proporcional à altura H e não ao formato do frasco. Juntando os conceitos do Princípio de Stevin e do Princípio de Pascal, temos o Princípio dos Vasos Comunicantes. Se a pressão se distribui de maneira uniforme num fluido e a pressão só depende da coluna de líquido, então a altura do líquido em diferentes vasos que se comunicam tende a se igualar, conforme mostrado na figura 42. Figura 42 – Princípio dos vasos comunicantes Esses três princípios têm grande aplicação nas áreas biológicas e da saúde. As veias e artérias do sistema sanguíneo, por exemplo, formam uma grande rede de vasos comunicantes. Quando uma pessoa está em pé, a pressão do sangue na região das pernas é maior que a pressão do sangue na cabeça (Princípio de Stevin). Se a pessoa sofrer uma queda súbita de pressão, o primeiro órgão que vai sentir essa queda de pressão será o cérebro e, ao desmaiar, a pessoa cairá ao chão e as pressões serão igualadas (Princípio de Pascal). Se a pessoa sofrer um ferimento que gere uma hemorragia que não seja interrompida, perderá todo o sangue devido ao Princípio dos Vasos Comunicantes. 82 Unidade III Observação Cuidado! Alguns sites utilizam a Lei de Stevin para explicar o Princípio de Pascal. Não confunda. 7.4 Princípio de Arquimedes O nome desse princípio é em homenagem ao sábio grego Arquimedes de Siracusa (287 a.C.–212 a.C.). Arquimedes percebeu que, ao entrar numa banheira, o volume da água que transbordava da banheira era igual ao volume de seu corpo que estava imerso. Ao descobrir isso, conseguiu demonstrar que a quantidade de ouro usada na coroa do rei Hierão II era menor do que a quantidade de ouro enviada ao ourives, apesar de o peso da coroa entregue ser o mesmo do ouro enviado. Quando um corpo é imerso num fluido, ele desloca a quantidade defluido correspondente ao seu volume. Ao fazê‑lo, recebe uma reação contrária, equivalente ao peso do fluido deslocado. Essa reação é chamada de empuxo. A figura 43 mostra as forças em um corpo submerso. Empuxo Peso Figura 43 – Forças às quais um corpo submerso está submetido Se o peso é maior que o empuxo, o corpo afunda. Se o peso for menor que o empuxo, o corpo flutua. Peixes ósseos utilizam o Princípio de Arquimedes para controlar a profundidade que desejam atingir. Esses peixes possuem um órgão chamado bexiga natatória, que tem a capacidade de se inflar. Ao inflar a bexiga natatória, o peixe altera seu volume e, portanto, o volume de líquido deslocado pelo seu corpo e, dessa forma, aumenta o empuxo sobre seu corpo. O peixe sobe. Se o peixe esvaziar a bexiga natatória, desloca menos água e seu empuxo diminui e o peixe afunda. 83 FÍSICA E BIOFÍSICA 7.5 Hidrodinâmica e escoamento de fluidos Os fluidos são compostos por moléculas que têm certa liberdade entre si. Quando um fluido se movimenta, essas partículas também se movimentam de maneira independente, o que torna muito difícil o estudo dos diversos fenômenos associados à hidrodinâmica. Para estudarmos um escoamento de um fluído, o primeiro passo é estabelecer as fronteiras do estudo, que são chamadas superfícies de controle. A junção das superfícies de controle forma um volume de controle. Vazão é a quantidade de fluido que passa por uma superfície de controle em função do tempo. A vazão pode ser expressa em termos de massa (kg/h) ou em termos de volume (m3/h). Quando a densidade do fluido não se altera ao longo do escoamento, o fluido é chamado incompressível e quando a densidade se altera ao longo do escoamento, o fluido é chamado compressível. Os líquidos são incompressíveis e os gases escoando em baixa velocidade também podem ser considerados fluidos incompressíveis. Se todas as condições do escoamento não se alteram ao longo do tempo, o escoamento é dito em regime permanente e, se as condições ainda não se estabilizaram, o escoamento é dito em regime transiente. Observe o volume de controle mostrado na figura 44. Um fluido incompressível escoando por esse volume, entra pela área 1 e sai pela área 2. Como o fluido é incompressível, sua densidade não se altera e o fluido não pode se acumular dentro do volume de controle. Como a área A1 é maior que a área A2, para que não haja acúmulos dentro do volume de controle, a velocidade do escoamento V1 deve ser menor que a velocidade V2. A equação 6 é a equação da continuidade. A1 A2V1 V2 Figura 44 – Aplicação da equação da continuidade A V A V1 1 2 2× = × (6) Num escoamento sob as mesmas condições do exemplo anterior, mas numa geometria mais complexa, como mostrado no volume de controle da figura 45, existe uma conversão das parcelas que compõem a energia mecânica, mas a energia mecânica na entrada do volume de controle e na saída do volume de controle é a mesma. Isso é uma decorrência da Primeira Lei da Termodinâmica. 84 Unidade III A1 P1 P2 H2 H1 A2 V1 V2 Figura 45 – Conservação de energia num escoamento O resultado disso é a Equação de Bernoulli (7). P m V gH P m V gH1 1 2 1 2 2 2 22 2 + + = + +. . . . . .ρ ρ (7) Onde: P1 é a pressão no ponto 1 e é a parcela referente à energia interna; m V. 1 2 2 é a parcela referente à energia cinética do fluido no ponto 1; p.g.H1 é a parcela referente à energia potencial do fluido no ponto 1. O mesmo vale para o ponto 2. 7.6 Efeitos da atração intermolecular Não é só a mudança de estado físico que é influenciada pelas forças de atração intermolecular. Algumas propriedades físicas do fluido também são influenciadas por essas forças, que existem não somente dentro do fluido como na interface entre o fluido e o ar, ou ainda entre o fluido e as paredes do recipiente. 7.6.1 Tensão superficial Imagine as moléculas que compõem o fluido como sendo esferas, como mostrado na figura 46. As moléculas sofrem a ação das forças intermoleculares, que são maiores entre as moléculas do fluido do que entre as moléculas do fluido e do ar, então desprezaremos o efeito do ar. 85 FÍSICA E BIOFÍSICA Figura 46 – Atração intermolecular numa gota As moléculas que estão no meio da gota, sofrem o efeito de forças de atração em todos os lados. Como as moléculas vizinhas são iguais, as forças são iguais e acabam se anulando. As moléculas que estão na camada que fica no limite entre o fluido e o ar não sofrem os mesmos efeitos por todos os lados. Isso intensifica a atração entre as moléculas adjacentes, formando uma camada mais resistente. Esse efeito é conhecido como tensão superficial. A tensão superficial é um fenômeno físico de grande importância para os sistemas biológicos. Dentro do pulmão acontecem as trocas gasosas: sai o gás carbônico e entra o oxigênio. Para penetrar no sangue, o oxigênio precisa vencer a tensão superficial do sangue. Isso só é possível porque o corpo produz uma substância que reduz a tensão superficial do sangue. Uma substância que reduz a tensão superficial é chamada surfactante. A tensão superficial também é importante para reter o oxigênio em rios e lagos, o que é fundamental para a vida aquática. A presença de dejetos contendo sabão, que é rico em surfactantes, facilita a eliminação desse oxigênio. Alguns animais, como o inseto Jesus, mostrado na figura 47, consegue literalmente andar sobre a água já que seu peso, distribuído ao longo das 6 patas, não é suficiente para romper a tensão superficial. Figura 47 – Inseto Jesus apoiado sobre uma lâmina de água 86 Unidade III 7.6.2 Capilaridade Outro efeito causado pela atração intermolecular é a capilaridade, que é o resultado entre a atração das moléculas do fluido com as paredes do recipiente. Observe a figura 48. As atrações entre moléculas são semelhantes ao magnetismo induzido por imãs. Quando aproximamos um imã a um grupo de esferas metálicas, elas se acumulam umas sobre as outras, como mostrado no imã no centro da foto. Da mesma forma, as moléculas da parede do recipiente atrairão as moléculas do fluido de modo a que umas se acumulem sobre as outras. Figura 48 – Efeito do magnetismo sobre esferas Quando um líquido é colocado em um recipiente, a superfície do líquido fica levemente curvada nas proximidades das paredes do recipiente. Isso acontece por causa da interação entre as moléculas do líquido e as da parede do recipiente. Da mesma forma que a força de atração magnética, a força de interação intermolecular depende da distância entre as moléculas e somente as moléculas nas proximidades das paredes sofrem o efeito da interação. No meio do recipiente, a superfície do líquido fica sob efeito apenas da gravidade e fica plana. Quando colocado em um recipiente estreito, todas as moléculas do líquido ficam contidas a pequenas distâncias da parede do recipiente e este efeito de atração entre as paredes fica muito grande, formando uma curvatura acentuada, chamada menisco. A figura 49 mostra a formação do menisco, dificultando a leitura do volume numa proveta. 87 FÍSICA E BIOFÍSICA Figura 49 – Formação de menisco numa proveta Quanto mais próximas as paredes estiverem, como num tubo de pequeno diâmetro, mais intenso é o efeito da interação intermolecular e maior a altura de empilhamento das moléculas do líquido, provocando a ascensão do líquido pelo tubo. Num tubo extremamente fino, que chamamos capilar, esse efeito é bastante intenso (capilaridade). O conceito de capilaridade é usado para explicar o transporte da seiva bruta, que é uma solução de água e sais minerais, desde o solo até as folhas das árvores, percorrendo as células do xilema (traqueídes e elementos dos vasos). A Teoria de Dixon, ou Teoria da Sucção das Folhas, é a teoria mais aceita para explicar esse fenômeno e baseia‑se fundamentalmente no processo de transpiração. O vegetal transpira pelas folhas e a continuidade da coluna líquida é garantida pelo efeito da capilaridade dentro dos veios do tronco (OKUNO;CALDAS; CHOW, 1986). 7.6.3 Difusão e osmose Moléculas de materiais diferentes possuem arranjos atômicos diferentes e, portanto, possuem tamanhos diferentes. Para simplificar, vamos imaginar as moléculas como sendo esferas. Quando colocamos um monte de esferas num recipiente, as esferas se acomodam num padrão repetitivo por todo recipiente. Se misturarmos o conteúdo desse recipiente, esse padrão será retomado naturalmente. Se uma esfera maior for colocada dentro desse recipiente, o padrão de arranjo das esferas será alterado nas proximidades da esfera grande, mas continuará o mesmo ao longo do recipiente. Essa diferença de padrões irá provocar tensões no contato entre as esferas, que sempre tendem a retomar seu arranjo natural. 88 Unidade III Como explicado, os fluidos não suportam tensões e se deformam continuamente quando submetidos a qualquer esforço. Quando temos um fluido puro, todas as moléculas têm o mesmo tamanho. Quando misturamos outra substância, existe a tendência natural de as moléculas se rearranjarem continuamente para equilibrar a tensão provocada pelo encontro de moléculas de tamanhos diferentes. Esse rearranjo provoca o espalhamento natural da segunda substância até o ponto que a distribuição se torne homogênea. Esse processo é chamado difusão. A figura 50 mostra um exemplo da difusão. Num tubo de ensaio, temos uma solução de 1g/L de açúcar e as moléculas de açúcar estão distribuídas de uma forma homogênea por toda água. O mesmo acontece com a solução de 3g/L. Quando se misturam os conteúdos dos dois frascos, as moléculas de açúcar irão migrar de um lado para o outro naturalmente, tonando a distribuição homogênea novamente. Ao dividir o conteúdo da mistura, teremos 2g/L em ambos os lados. 1 L de água 1 L de água 1 L de água 2g de açúcar 2g de açúcar 1 L de água 1g de açúcar A DC B 3g de açúcar Separando‑se essa solução nos dois frascos Figura 50 – Exemplo de um processo de difusão A difusão é um processo que acontece naturalmente, com as moléculas grandes migrando do lado mais concentrado para o lado menos concentrado. O que acontece se o processo for bloqueado por uma membrana semipermeável? Uma membrana semipermeável é uma barreira física que permite a passagem de moléculas pequenas e barra a passagem de moléculas grandes. Pode ser comparada a uma peneira que faz a separação em nível molecular. 89 FÍSICA E BIOFÍSICA A membrana impedirá que as moléculas do açúcar migrem do lado mais concentrado para o menos concentrado e as tensões provocadas pela diferença de concentrações continuarão agindo sobre os fluidos. Novamente, vale o conceito de que fluidos de deformam continuamente sob efeito de uma tensão. Observe a figura 51. Para equilibrar as tensões, o lado mais concentrado (água + glicose) atrai o solvente do outro lado. Por causa dessa atração, existe a tendência de elevação do nível da solução, na medida em que ela é diluída. Esse processo chama‑se osmose e a pressão resultante do esforço (p) gerado pela elevação do nível, no lado da solução, é chamada pressão osmótica. Solução (água + glicose) p Membrana semipermeável Solvente (água) Figura 51 – Exemplo de osmose A osmose é afetada pela diferença de pressão entre os lados da membrana semipermeável. Se a pressão gerada pela força p, indicada na figura 51, for maior que a pressão osmótica, o processo de migração de moléculas inverterá o sentido, saindo moléculas de solvente do lado mais concentrado para o lado menos concentrado, aumentando mais ainda a concentração. Esse processo é conhecido como osmose reversa. A passagem de moléculas de água e de substâncias dissolvidas no sangue através das membranas celulares dos diversos tecidos do corpo é um exemplo de difusão, e a absorção de água e nutrientes do sangue pelos rins é um exemplo de osmose (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). 7.6.4 Viscosidade Viscosidade é a resistência que um fluido apresenta ao escoar. Essa resistência surge devido ao atrito entre as moléculas que formam o fluido e esse atrito é o resultado de dois fatores: da agitação molecular devido à temperatura do fluido e das forças de atração intermoleculares. 90 Unidade III A viscosidade se comporta de maneira diferente nos gases e nos líquidos. Nos gases, a viscosidade aumenta com o aumento da temperatura e, nos líquidos, a viscosidade cai com o aumento da temperatura. Além disso, a viscosidade dos gases é muito mais baixa que a dos líquidos e, por isso, não costuma ser considerada. Nos líquidos, a viscosidade é muito influenciada pelas forças entre as moléculas: quando as interações intermoleculares são fortes, elas mantêm as moléculas unidas e restringem seus movimentos. Então, a viscosidade diminui quando a temperatura aumenta, pois as moléculas vibram mais em temperaturas mais altas e podem mover‑se mais facilmente. A viscosidade dos fluidos também pode variar com o esforço aplicado sobre o fluido, chamado cisalhamento, e pode variar com o tempo. Novamente, a razão está na estrutura molecular. Vamos analisar o caso da gelatina. No momento em que misturamos o conteúdo do envelope com a água quente, as moléculas de colágeno, presentes no pó, são afastadas umas das outras por efeito da temperatura. Enquanto essas moléculas estão afastadas, é fácil mexer a mistura da água com o pó da gelatina. Ao resfriarmos a mistura, as moléculas do colágeno voltam a se aproximar umas das outras, por causa da atração intermolecular, e formam a textura característica da gelatina. Se mexermos a gelatina pronta com uma colher, teremos que fazer um esforço maior para quebrar essa estrutura, mas esse esforço, que é mais intenso num primeiro momento, torna‑se menor ao longo do tempo, depois que a estrutura da gelatina estiver bem quebrada. Se deixarmos essa gelatina em repouso na geladeira, ela refaz as estruturas que foram quebradas e volta a ficar lisa depois de um tempo. Um fluido que não sofre os efeitos do cisalhamento ou do tempo é chamado de fluido newtoniano, em homenagem ao físico Isaac Newton, e a água e os óleos lubrificantes são exemplos de fluidos newtonianos. Os demais fluidos são chamados de fluidos não newtonianos. São exemplos de fluidos não newtonianos: • Plástico de Bingham: são fluidos que precisam de um esforço inicial para começar o escoamento e depois se comportam como fluido newtoniano. Exemplo: ketchup. • Reopético: são fluidos cuja viscosidade aumenta ao longo do tempo em que é submetido ao esforço. Exemplo: sangue. • Tixotrópico: a viscosidade diminui conforme a duração da tensão de cisalhamento. Exemplo: tinta. • Dilatante: a viscosidade aumenta conforme o aumento do esforço. Exemplo: areia de praia molhada. • Pseudoplástico: a viscosidade aparente diminui conforme o aumento da tensão. Exemplo: iogurte. 91 FÍSICA E BIOFÍSICA Observação A escolha do comportamento viscoso afeta a formulação de produtos alimentícios e farmacêuticos. Imagine uma pasta de dentes que seja difícil de sair da bisnaga. 8 FUNDAMENTOS DE RADIOPROTEÇÃO 8.1 Introdução Quando estudamos Química, no Ensino Médio, estudamos o átomo e seus componentes: prótons, elétrons e nêutrons. Porém, o objetivo de entender‑se o átomo, no ensino da química, é explicar a dinâmica das reações químicas, e este estudo enfoca o que acontece na eletrosfera, não aprofundando nos detalhes relacionados ao núcleo. A tabela periódica mostra 118 elementos, mas se contarmos todos os elementos e seus isótopos conhecidos há mais de 2500 combinações diferentes de prótons e nêutrons no núcleo com, apenas, cerca de 300 dessas combinações estáveis (YOUNG et al., 2009). No núcleo do átomo encontram‑se os prótons e nêutrons, sendo que os prótons possuem carga elétrica positiva e os nêutrons possuem carga neutra. Cargas de mesmo sinal tendem à repulsão, mas os prótons são mantidos compactados no núcleo por uma força chamada força nuclear forte. Um conceito que não é trabalhado no Ensino Médio é que, além dos prótons, elétrons e nêutrons, existemcentenas de partículas subatômicas, que são menores e só foram descobertas com a construção de aceleradores de partículas de alta potência. Além disso, os prótons e os nêutrons são formados por outras partículas menores, chamadas quark. É da interação entre os quarks que surge a força nuclear forte. Para a força nuclear forte conseguir equilibrar a repulsão entre os prótons, precisa existir uma relação entre a quantidade de prótons e a de nêutrons, caso contrário, a tendência é que o núcleo do átomo se fragmente, dando origem a outros elementos, liberando partículas subatômicas (que possuem massa e velocidade e, portanto, energia cinética) e parte da energia do núcleo. Chamamos de radiação a propagação dessa energia sob várias formas. A radiação pode ser classificada em (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986): • radiação corpuscular: é a energia contida nas partículas subatômicas emitidas; • radiação eletromagnética: é a energia eliminada sob a forma de ondas eletromagnéticas, mas as ondas eletromagnéticas possuem um caráter dual, tanto de onda como de partícula, já que são formadas por fótons. 92 Unidade III Tanto a radiação corpuscular quanto a radiação eletromagnética conseguem atravessar substâncias, pois essas partículas conseguem viajar pelo espaço entre os átomos. Ao fazê‑lo, essas partículas perdem energia nas interações com os átomos e promovem uma remoção de elétrons (ionização), modificando seu comportamento químico. Saiba mais Por causa dos acidentes nucleares, surgiram muitos mitos em relação às aplicações da radiação. O livro Perdendo o Medo da Radioatividade procura eliminar alguns desses mitos. DAMASIO, F.; TAVARES, A. Perdendo o medo da radioatividade: pelo menos o medo de entendê‑la. São Paulo: Autores Associados, 2010. 8.2 Principais formas de radiação 8.2.1 Radiação alfa (a) Radiação alfa é a emissão de uma partícula formada por 2 prótons e 2 nêutrons. Isso é equivalente a um núcleo do átomo de hélio. Essa emissão ocorre, normalmente, em núcleos pesados demais para serem estáveis; assim, ao emitir uma partícula alfa, o núcleo reduz a sua massa em 4 unidades de massa atômica. A partícula alfa possui energia cinética suficiente para seguir numa trajetória de poucos centímetros no ar, ou distâncias menores ainda em sólidos, antes de parar por causa das diversas colisões (YOUNG et al., 2009). Por ser muito grande, essa partícula não consegue penetrar na pele humana, e um feixe de radiação alfa pode ser barrado com uma folha de alumínio de 21mm (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). Como existe a emissão de prótons, um átomo cujo núcleo emitiu uma partícula alfa passa a se comportar como sendo outro elemento. O urânio‑238, por exemplo, ao emitir uma partícula alfa, deixa de ser urânio e passa a ser tório‑234, como mostrado na equação 8. 92 238 90 234U Th→ + α (8) A partícula alfa possui carga positiva e, portanto, atrai elétrons. Por isso é uma partícula ionizante, apesar de seu pequeno poder de penetração. 93 FÍSICA E BIOFÍSICA 8.2.2 Radiação beta (b) Existem três tipos de radiação beta (YOUNG, et al. 2009): • Radiação beta negativa (b‑): é a transformação de um nêutron em um próton, resultando na emissão de um elétron e de um antineutrino a partir do núcleo. • Radiação beta positiva (b+): é a transformação de um próton em um nêutron, resultando na emissão de um pósitron e de um neutrino a partir do núcleo. • Captura de elétrons pelo núcleo: um elétron da primeira camada pode ser capturado pelo núcleo, transformando um próton em um nêutron e emitindo um neutrino. Essas relações podem parecer confusas, inicialmente, se você tentar imaginar essas partículas como sendo bolinhas. Estamos falando de partículas subatômicas que, assim como a luz, têm um comportamento dual: ora se comportando como matéria, ora se comportando como energia e, muitas vezes, esses conceitos podem se confundir. É necessário ter em mente que os prótons e nêutrons são partículas formadas por quarks e são 6 tipos de quarks diferentes, dois dos quais formam os prótons e nêutrons: o quark up e o quark down. A figura 52 mostra um próton e um nêutron com seus devidos quarks. O próton é formado por 1 quark down e 2 quarks up, enquanto o nêutron é formado por 2 quark down e 1 quark up. Note que para transformar um próton em um nêutron, ou vice‑versa, basta transformar um quark. Próton Nêutron Figura 52 – Um próton e um nêutron com seus devidos quarks As radiações beta possuem um poder de penetração muito maior que o das partículas alfa e, ao passar por um meio material, perde sua energia ao ionizar os átomos que encontra pelo caminho. Para blindar a radiação beta, pode ser usado o plástico ou alumínio (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). Os neutrinos e antineutrinos gerados na emissão da radiação beta são partículas extremamente pequenas, que quase não possuem massa, possuem carga elétrica neutra e praticamente não interagem com outras partículas (GARCIA, 1998). 94 Unidade III 8.2.3 Radiação gama A energia dentro do núcleo dos átomos é quantizada. Isso quer dizer que os valores possíveis de energia no núcleo são valores específicos e não é possível se obter valores intermediários. Quando acontece uma emissão de radiação corpuscular (alfa ou beta), o núcleo perdeu material e o núcleo resultante fica num estado de energia maior que o necessário, então há emissão de radiação gama. O mesmo pode acontecer se esse núcleo receber energia por meio da colisão com alguma outra partícula (YOUNG et al., 2009). Outra fonte de radiação gama é o encontro entre uma partícula e uma antipartícula, como um elétron e um pósitron. Quando essas partículas se encontram, se anulam mutuamente, gerando a emissão de fótons. Esse fenômeno é conhecido como aniquilação (GARCIA, 1998). A radiação gama não altera o núcleo. É somente a emissão eletromagnética, semelhante à luz, mas com um comprimento de onda diferente. Essa emissão é formada de fótons e é extremamente penetrante. Ela age pelo efeito fotoelétrico, no qual os fótons são absorvidos pelos elétrons dos átomos, que passam a uma camada superior, ou ainda, ionizando a matéria (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). 8.2.4 Raio X Os raios X também são ondas eletromagnéticas, como a luz e a radiação gama, e estão relacionados aos elétrons pertencentes à eletrosfera. São produzidos pela frenagem de elétrons emitidos por um catodo, no interior de uma ampola com vácuo, e são constituídos por ondas eletromagnéticas de várias frequências e intensidades. A maior parte (99%) da energia cinética dos elétrons é perdida sob a forma de calor e apenas 1% dela é convertida em raios X (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). 8.2.5 Feixe de nêutrons Os nêutrons são partículas sem carga e não produzem ionização por ação direta, mas fazem isso pela transferência de energia cinética para outras partículas, podendo gerar ionização. Podem percorrer grandes distâncias através da matéria, sem interagir com o núcleo dos átomos, o que lhes dá um grande poder de penetração. Podem ser blindados por materiais ricos em hidrogênio, como parafina ou água (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). 8.2.6 Famílias radioativas Os elementos instáveis vão realizando emissões sucessivas, até que o núcleo atinja a estabilidade. Se uma emissão não for suficiente para estabilizá‑lo, ele sofrerá outras emissões até a estabilização. Em cada emissão, os núcleos emitem radiações dos tipos alfa, beta positiva, beta negativa e gama, dependendo da configuração que o núcleo chega a cada emissão (CARDOSO, 2011). 95 FÍSICA E BIOFÍSICA Essa sequência tem um formato repetitivo porque dependem da configuração do núcleo; então, o urânio‑238 tem a configuração nuclear adequada para emitir uma partícula alfa e se tornar um tório‑234 que, por sua vez, tem a configuração para emitir uma partícula beta negativa e se tornar um protactínio‑234, e assim por diante. Essas sequências naturais são chamadas séries radioativas. No estudo da radioatividade, constatou‑se que existem apenas três séries oufamílias radioativas naturais, conhecidas como: • Série do actínio: começa com o urânio‑235 e termina no chumbo‑207, que é estável. • Série do urânio: começa com o urânio‑238 e termina no chumbo‑206, que é estável. • Série do tório: começa com o tório‑232 e termina no chumbo‑208, que é estável. Com o desenvolvimento de reatores nucleares e máquinas aceleradoras de partículas, muitos radioisótopos puderam ser “fabricados” (produzidos), utilizando‑se isótopos estáveis como matéria‑prima. Com isso, surgiram as séries radioativas artificiais, algumas de curta duração (CARDOSO, 2011). 8.3 Aplicações da radiação Inúmeras aplicações da radiação química, novas técnicas nucleares, são desenvolvidas em diversas áreas, destacando‑se a medicina, a indústria e a agricultura. Os radioisótopos ou radiativos emitem radiações que podem até atravessar a matéria ou serem absorvidas por elas e a radiação emitida por esses elementos pode ser detectada por meio de aparelhos denominados de detectores de radiação. Os radioisótopos podem ser usados em pequenas quantidades e pode ser usado para acompanhar o seu percurso dentro de um organismo, os detectores de radiação que realizam esse processo são chamados de traçadores radioativos. Saiba mais As aplicações militares da energia nuclear povoaram o imaginário mundial durante o período da Guerra Fria, em especial no cinema. O filme “O Dia Seguinte” comoveu tanto a opinião pública que forçou uma mudança na política armamentista do presidente americano Ronald Reagan. Vale a pena assistir. O DIA seguinte (Título original: The Day After). Dir. Nicholas Meyer. 1 DVD. EUA, 1983. 96 Unidade III 8.3.1 Aplicação na medicina Várias técnicas médicas que utilizam radiações estão disponíveis hoje em dia, tais como a radiografia convencional, a tomografia computadorizada, a mamografia etc. Para o tratamento de doenças como o câncer, por exemplo, uma das técnicas utilizadas é a radioterapia (SOARES; PEREIRA; FLÔR, 2011). A medicina nuclear é uma área da medicina que usa os radioisótopos para diagnóstico ou para terapia de algumas doenças. Os radioisótopos podem ser administrados a um paciente, e esse radioisótopo, quando entra no organismo do paciente, passa a emitir a radiação no local (órgão) de preferência. Um exemplo é o iodo‑131, que tem meia‑vida de 8 dias e emite partículas beta e gama. O iodo tem preferência pela tireoide, portanto, o indivíduo ingere uma solução como o iodo‑131, que é absorvida pela glândula tireoide. Com o auxílio de um detector de radiação, pode‑se verificar se o iodo foi parcialmente ou totalmente absorvido. Este detector é associado a um aparelho que permite obter um mapeamento da tireoide. O mapeamento realizado da tireoide do paciente é então comparado ao mapa padrão de uma tireoide normal para a realização do diagnóstico (NOUAILHETAS, 2006). Os radiofármacos são medicamentos marcados com material radioativo, esses medicamentos permitem identificar tumores e doenças e também são usados como auxílio de terapias utilizando material radioativo (XAVIER et al., 2007). No Brasil, grande parte dos radiofármacos é produzida pelo Instituto de Pesquisa Energéticas e Nucleares (IPEN). Os radiofármacos são produzidos com qualidade rigorosamente controlada para administração em seres humanos destinados ao diagnóstico e terapia de várias patologias. Um exemplo de radiofármaco é o tecnécio‑99, utilizado na cintilografia de diversos órgãos (rins, cérebro, fígado, pulmão, osso, coração). A cintilografia é uma técnica eficiente no diagnóstico de patologias. Este método utiliza substâncias radioativas e um aparelho capaz de medir a sua presença nos diferentes órgãos do corpo humano. O aparelho mede emissões radioativas e transformam essas informações em imagens. A oncologia, por exemplo, pode usar essa técnica para identificar a presença de tumor ou metástase (NOUAILHETAS, 2006). A radioterapia teve origem na aplicação do rádio para a destruição das células cancerosas, uma vez que as células tumorais são mais sensíveis à radiação que as células normais. Atualmente, outros radioisótopos são usados para a terapia, apresentado uma maior eficácia. Dentre os radioisótopos usados estão o iodo‑131, o césio‑137 e o cobalto‑60. Atualmente, a bomba de cobalto (aparelho que emite o cobalto‑60) é um aparelho muito usado nas radioterapias, este aparelho permite a passagem de um feixe de radiação concentrado sobre a região que será tratada. 8.3.2 Aplicação na agricultura A Resolução RDC n° 21 de 26/01/2001, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária, define como irradiação de alimentos o processo físico de tratamento que consiste em submeter o alimento, já embalado ou a granel, a doses controladas de radiação ionizante, com finalidades sanitária, fitossanitária e/ou tecnológica (BRASIL, 2001). 97 FÍSICA E BIOFÍSICA Essa resolução não define as doses fixas de irradiação para os alimentos, ela determina que a dose mínima deva ser suficiente para chegar à finalidade pretendida e a dose máxima não deva comprometer as propriedades dos alimentos, ou seja, é preciso preservar a qualidade físico‑química, sensorial e microbiológica do alimento irradiado (BRASIL, 2001). As fontes de radiação autorizadas são: isótopos radioativos emissores de radiação gama: Cobalto‑60 e Césio‑137; raios X gerados por máquinas que trabalham com energias de até 5 MeV; elétrons gerados por máquinas que trabalham com energias de até 10 MeV (BRASIL, 2001). A irradiação de alimentos geralmente é realizada pelo radioisótopo cobalto‑60, e podem ser irradiados alimentos in natura ou industrializados. Essa técnica é usada para a conservação dos alimentos, porque reduz a perda por processos naturais, como brotamento, maturação e envelhecimento. Além disso, essa técnica elimina microrganismos patogênicos e pragas nas várias fases do desenvolvimento que infestam as lavouras causando grandes prejuízos ao agricultor (XAVIER et al., 2007). A irradiação não deixa resíduos nos alimentos, portanto, a irradiação possui vantagens sob o tratamento com produtos químicos, térmicos ou a combinação entre os dois processos. Os alimentos que serão irradiados são colocados em recipientes especiais e introduzidos no interior da câmara de irradiação. A organização mundial da saúde recomenda a sua aplicação, pois há mínimas alterações na estrutura química dos alimentos (XAVIER et al., 2007). Um exemplo de alimento irradiado é a batata, que quando irradiada pode ser armazenada por mais de um ano sem danos à sua estrutura, ou seja, elas não murcham ou brotam (NOUAILHETAS, 2006). A radiação gama pode ser usada para diversos tipos de alimentos, dentre eles estão peixes, moluscos e crustáceos. Esses alimentos contêm uma grande quantidade de micro‑organismos patogênicos, podendo ocasionar intoxicações alimentares nos consumidores. A irradiação gama nesses alimentos pode eliminar de maneira satisfatória esses micro‑organismos (SANTOS et al., 2010). O estudo do crescimento, metabolismo e absorção de nutrientes (água e fertilizantes) das plantas é feito com radioisótopos, usados como traçadores. Por exemplo, com os traçadores radioativos, pode‑se mapear o caminho que o fertilizante percorre na planta, assim, esse mapeamento indica o local mais adequado para colocar o fertilizante. Os isótopos mais empregados são carbono‑14, fósforo‑32, enxofre‑35, cálcio‑45, hidrogênio‑3, potássio‑42 (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). A eliminação de certos insetos já foi feita com sucesso por meio do processo de irradiação com a finalidade de esterilização. Na ilha de Curaçao, insetos machos foram irradiados com cobalto‑60 e foram soltos na ilha a uma razão de 400 indivíduos por milha quadrada e, após a quarta geração, os insetos foram eliminados (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). 8.3.3 Datação por carbono‑14 A técnica da datação por meio do carbono‑14 existe desde 1950, mas em 1960 o método foi desenvolvido por Willard F. Libby, o qual recebeu o prêmio Nobel em Química (XAVIERet al., 2007). 98 Unidade III A formação do carbono‑14 é o resultado da absorção contínua dos nêutrons, vindos dos raios cômicos, pelos átomos de nitrogênio, presentes nas altas camadas da atmosfera. Quando o carbono‑14 combina com o oxigênio e forma o CO2, da mesma forma que o isótopo estável, é absorvido pelas plantas durante a fotossíntese. A equação 9 mostra a formação do carbono 14. O nêutron proveniente dos raios cósmicos atinge o núcleo do nitrogênio, é absorvido pelo núcleo e promove a expulsão de um próton e um elétron, ou seja, de um átomo de hidrogênio. 7 14 0 1 6 14 1 1N n C H+ → + (9) Os raios cósmicos formam o carbono‑14 a uma taxa constante, então a proporção entre carbono‑14 e o isótopo estável carbono 12 é constante. Os animais se alimentam das plantas e, portanto, também consomem o carbono‑14, reproduzindo essa proporção dentro de seu organismo. Este ciclo para quando o organismo morre e então a quantidade de carbono‑14, que é instável, começa a diminuir. A meia vida do carbono‑14 é de 5.730 anos, logo, se medirmos a quantidade de carbono‑14 existente num material orgânico, como um fóssil, por exemplo, é possível determinar a sua da idade (XAVIER et al., 2007). A técnica baseada no carbono‑14 pode ser usada com materiais que, de alguma forma, tem carbono na sua estrutura como solos, ossos, conchas marinhas, madeira etc. Para determinar a idade de rochas que têm milhões ou bilhões de anos, outra técnica é empregada, usa‑se o urânio‑238 (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). 8.4 Efeitos biológicos da radiação Em meados do séc. XX haviam poucos estudos realizados sobre os efeitos da radiação de alta energia, como raios X e raios gama, sobre o organismo vivo. Com a explosão das bombas nucleares, no final da Segunda Guerra Mundial, houve a necessidade de se conhecer mais a força do átomo. Estudos demonstraram que as radiações de alta energia incidindo em organismos vivos geram íons, estados excitados e radicais livres, causando danos às biomoléculas, mutação no DNA e morte celular (SOARES; PEREIRA; FLÔR, 2011). A transformação de uma molécula específica (água, proteína, açúcar e ácidos nucleicos) pela ação da radiação pode levar a diversas consequências, dependendo da molécula atingida. Quando um corpo é exposto a uma radiação, ele absorve uma quantidade de energia dessa radiação, esta é chamada dose absorvida. Quanto maior a dose absorvida pelo corpo maior os danos provocados pela radiação. Quando a dose absorvida não causa morte celular, independente de produzir ou não efeitos biológicos, é chamada de dose subletal. A interação da radiação com o tecido humano pode gerar efeitos biológicos, este efeito pode variar dependendo da radiossensibilidade da célula e da dose da radiação absorvida. A radiação pode afetar a célula de forma direta, pela ionização de moléculas no interior da célula, ou indireta, pela ação de radicais livres formados pelo processo de ionização (AUGUSTO, 2006). 99 FÍSICA E BIOFÍSICA 8.4.1 Efeitos indiretos da radiação A água é a substância mais abundante no organismo biológico e participa de diversas reações metabólicas. Quando a radiação ionizante atinge a molécula de água, provoca alterações na sua composição química. Essa modificação química da molécula da água chama‑se radiólise da água e pode gerar substâncias reativas, os chamados radicais livres, como o radical hidroxila (OH‑). Os radicais livres originados da radiólise da água interagem quimicamente entre si ou com moléculas que se encontram próximas a eles; como consequência, há a formação de novas moléculas que podem ser danificadas (GARCIA, 1998). Devido à sua grande reatividade, os radicais livres podem interferir no metabolismo dos lipídios, proteínas e carboidratos e ocasionar danos ao DNA. O radical hidroxila (OH‑) pode, por exemplo, iniciar a oxidação de lipídios (rancificação) de gorduras, atualmente denominado de peroxidação lipídica. Um dos efeitos desse processo é a alteração nas membranas biológicas. Outros estudos em radiobiologia que demonstraram o efeito das radiações de alta energia sobre organismos indicaram que as radiações podem provocar lesões no DNA (mutações). Uma mutação em certos genes pode levar ao aparecimento de tumores (AUGUSTO, 2006). 8.4.2 Radiação direta Os efeitos diretos da radiação são produzidos quando a energia da radiação é absorvida diretamente pelas biomoléculas (moléculas das células), tais como proteínas e o DNA. O DNA é responsável diretamente pela síntese de enzimas. Quando o DNA sofre a ação da radiação direta (ionização) ou indireta (pela ação dos radicais livres) pode ocorrer uma ou várias mutações genéticas (modificação nas bases do DNA) ou quebras da molécula do DNA; como consequência, há a alteração na informação genética do indivíduo. Células com mutações em genes funcionais podem apresentar alterações metabólicas. Uma mutação na fase embrionária, por exemplo, pode resultar na má formação dos tecidos, órgãos e membros ou, se a mutação ocorrer no início da fecundação, pode ocorrer a inviabilização da gestação. O organismo dispõe de sistemas especializados em reparar as alterações moleculares e, geralmente, esse reparo é bem eficiente. Mas quando o organismo não consegue reparar a lesão, a mutação está instalada e pode, inclusive, ser propagada para as próximas gerações. O acúmulo de mutações na célula pode resultar em prejuízos para órgãos ou tecidos. Uma possibilidade é o desenvolvimento do câncer. No entanto, mutações induzidas por radiação nem sempre evoluem para o câncer; células que sofrem a irradiação têm maior chance de desenvolver a doença quando comparadas a uma célula que não sofreu a ação da radiação. Quanto maior a dose absorvida da radiação maior a probabilidade do surgimento do câncer. As quebras da fita do DNA podem impedir que as células sofram divisão celular ou também formem rearranjos dos fragmentos, gerando cromossomos aberrantes. 100 Unidade III Os efeitos biológicos da radiação ionizante podem ser: • Somáticos: ocorre quando as lesões são geradas no próprio indivíduo que recebeu a radiação. • Genéticos: quando o efeito da radiação se manifesta nos seus descendentes. A figura 53 mostra um fluxograma resumindo os efeitos da radiação no organismo. efeito indireto H2O ‑> H ++OH‑ problemas hereditários não há problemas célula normal célula somática célula sobreviveu DNA restaurado DNA danificado DNA modificado célula germinativa Efeito direto doenças sim sim sim não não não Figura 53 – Fluxograma resumindo os efeitos da radiação no organismo 8.5 Medições da radioatividade 8.5.1 Atividade (A) Um núcleo instável emite radiação em busca de sua estabilidade. Não importa seu estado inicial, ele sempre acaba atingindo um ponto onde fica estabilizado, por isso interrompe a emissão de radioatividade. A cada emissão de partículas, o núcleo perde um pouco da sua massa, por isso o processo de emissão é chamado de decaimento, ou ainda, desintegração. A atividade de uma substância é uma medida da taxa que uma amostra de uma substância radioativa faz seu decaimento. A unidade no Sistema Internacional é o Becquerel e 1 Bq equivale a 1 desintegração por segundo (GARCIA, 1998). Por menor que seja a amostra, muitos átomos decaem simultaneamente, então outra unidade bastante usada é o Curie. O Curie (Ci) é uma comparação do decaimento da amostra com o decaimento de uma amostra de 1g de rádio‑226, então: 1 Ci = 3,7 x 1010 Bq ou seja 3,7.1010 decaimentos por segundo (10) Todavia, a atividade de uma substância radioativa não é constante com o tempo. Cada substância radioativa tem sua taxa característica de variação de atividade. Essa taxa característica é medida em termos do tempo que uma amostra leva para perder metade da sua atividade. Esse tempo é chamado meia vida. A equação 11 mostra a relação entre a atividade inicial e a atividade final, em função do tempo. 101 FÍSICA E BIOFÍSICA A A e t t = ⋅ − ⋅ 0 0 693 1 2 , /(11) Onde: A = atividade após o tempo t; A0 = atividade inicial; t = tempo; t1/2 = meia vida da substância. 8.5.2 Exposição (X) Os raios X e a radiação gama, ao interagir com os átomos do meio por onde estão propagando, produzem a ionização de alguns desses átomos. A exposição é a relação da quantidade de elétrons removidos (ionização) numa massa de ar submetida à radiação. Historicamente, a unidade utilizada para a exposição é o Röntgen (R), que equivale a 2,58.10‑4 C/kg (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). Lembrete A unidade C é o Coulomb e é a medida de carga elétrica no Sistema Internacional. 1 elétron possui 1,602.10‑19 C. 8.5.3 Dose absorvida (D) A exposição é definida para a ionização no ar e não serve para descrever a ionização em outros tipos de meio. Além disso, as mudanças químicas e biológicas dependem da quantidade de energia absorvida, ou seja, a medida dose absorvida como sendo a quantidade de energia por unidade de massa do absorvedor (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). A primeira unidade estabelecida para a medida de absorção foi o rad, que foi definida de tal forma que uma exposição à radiação X ou radiação gama de 1R resultasse numa dose absorvida pela água de 1 rad, ou seja, as unidades são equivalentes. Em 1975, o Sistema Internacional de unidades adotou o Gray (Gy), que equivale a 1 J/kg ou 1 Gy = 100 rad. 102 Unidade III 8.5.4 Dose equivalente (H) Os efeitos químicos e biológicos que ocorrem num corpo exposto à radiação também dependem do tipo da radiação incidente e na distribuição da energia absorvida. Para uma mesma dose absorvida por um meio, o dano será maior quanto mais concentrada for a incidência e uma partícula alfa provoca mais efeito que os raios X. Para estabelecer um parâmetro de comparação, foi estabelecida a grandeza dose equivalente, definida como um produto entre a dose absorvida, um fator de qualidade Q, relacionado ao tipo de radiação. O fator de qualidade do raio X e da radiação gama é 1, mas esse valor cresce para outros tipos de radiação. A dose equivalente é medida em Sievert (Sv) e 1 Sv equivale a 1 Gy (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). 8.6 Proteção radiológica Mundialmente, há órgãos internacionais como a ICRP (International Commission on Radiological Protection) e a ICRU (International Commission on Radiation Units and Measurements) que determinam a grandeza de medida da radiação e os limites máximos permitidos de dose para os indivíduos que trabalham com radiação e para o público em geral. No Brasil, a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é o órgão responsável que rege o uso da radiação no país (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). As Diretrizes Básicas de Proteção Radiológica estabelecem os requisitos básicos de proteção radiológica das pessoas em relação à exposição à radiação ionizante. Essas normas estabelecem condições de manuseio, produção, armazenagem, transporte e utilização de fontes radioativas. Os requisitos básicos de proteção radiológicas determinam que nenhuma prática será aceita, pela CNEN, que não produza benefícios para os indivíduos expostos ou para a sociedade. A CNEN e a ICRP recomendam limites de doses equivalentes diferentes para os que trabalham com a radiação e para o público em geral. Para os trabalhadores com radiação, é aceitável que o risco do trabalho com radiação seja comparado a nível médio anual de mortalidade devido a acidentes de trabalho, ou seja, que não exceda 1 em 10.000. É recomendado que a exposição desnecessária seja evitada. Para prevenir acidentes ou aumento de exposição ao radioativo, os trabalhadores devem fazer uso de máscaras, para evitar a inalação de gases radioativos. Ao manipular o radioativo na forma líquida, nunca se deve pipetar com a boca, colocar os dedos na boca, lavar as mãos sempre que possível com água e sabão, usar luvas e roupas especiais, para que o radioativo não seja absorvido pela pele do indivíduo (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). Quando o organismo for irradiado por uma fonte externa, deve‑se diminuir ao máximo o tempo e a permanência da fonte de radiação. Além disso, é necessário permanecer a uma distância recomendada e possuir uma blindagem apropriada. Deve‑se ainda fazer o uso de detectores de radiação apropriados para cada tipo de radiação. 103 FÍSICA E BIOFÍSICA A exposição médica de pacientes precisa ser justificada sempre com benefício do paciente ou de diagnóstico ou terapêutico. 8.7 Equipamentos de detecção de radiação Eletroscópio de Lauritsen O eletroscópio de Lauritsen funciona devido à repulsão que dois corpos apresentam quando estão eletrizados com cargas de mesmo sinal. Quando uma radiação ionizante entra no aparelho, ela ioniza o meio. Os cátions migram para um eletrodo negativo, enquanto os elétrons se dirigem para o eletrodo positivo. A chegada dessas cargas diminui a diferença de potencial elétrico entre os eletrodos. O eletroscópio de Lauritsen é usado como dosímetro de bolso e serve para estimar a dose recebida por pessoas que estão sujeitas às radiações (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). O Geiger‑Müller (G‑M) Esse tipo de detector tem sido largamente usado. Ele é constituído por um tubo cilíndrico dotado de uma janela que está bloqueada por uma membrana de mica. O volume interno é preenchido por uma mistura gasosa composta de um gás nobre com um gás halógeno (cloro, ou bromo), ou um gás orgânico, como o metano, álcool etílico ou o butano. O tubo Geiger‑Müller possui dois eletrodos. O ânodo é colocado no interior do tubo, enquanto a parede metálica do instrumento serve de cátodo. A amostra radioativa é posta à frente da janela. Quando suas radiações penetram no interior do tubo, então são produzidos muitos íons na massa gasosa, os quais migram para os eletrodos de acordo com as suas polaridades. A chegada de cargas com sinal contrário reduz a diferença de potencial entre os eletrodos, e essa variação pode, então, ser detectada e contada por um circuito eletrônico ligado ao tubo. Como o gás no interior do tubo é ionizado, leva um tempo para que o gás retorne ao seu estado fundamental e seja utilizado em uma nova medição. Esse tempo é medido na ordem de 1 milissegundo, o que provoca um atraso na leitura desse instrumento (OKUNO; CALDAS; CHOW, 1986). As principais vantagens do medidor Geiger‑Müller são o baixo preço e a transportabilidade. Cintiladores sólidos e líquidos Alguns cristais cintilam (brilham) quando submetidos à radiação e essa luz pode ser detectada por sensores fotoelétricos e amplificadas por circuitos eletrônicos. 104 Unidade III Resumo Fluidos Fluidos são os estados da matéria que não têm formato fixo: os líquidos e os gases, cujas moléculas são menos compactadas que nos sólidos. Essas moléculas estão sujeitas a forças de atração intermoleculares, ao peso e à vibração devido à energia térmica. O estado da matéria que uma substância adquire depende do balanço entre essas forças. Os fluidos exercem pressão sobre as paredes do recipiente em que se encontram e, como as moléculas do fluido possuem mobilidade, qualquer esforço resulta numa reacomodação das moléculas e é distribuído por todo o recipiente. Esse é o Princípio de Pascal. Dependendo de como a pressão é exercida, ela pode adquirir outros nomes como pressão hidrostática, atmosférica, manométrica, absoluta ou dinâmica. A pressão é medida em Pascal (Pa), no Sistema Internacional. Frascos com geometrias diferentes, mas com o mesmo líquido e preenchidos todos à mesma altura, exercem a mesma pressão no fundo dos frascos, apesar dos pesos dos frascos serem diferentes. Esse é o Paradoxo Hidrostático. Isso acontece porque a pressão num fluido é proporcional, apenas, à coluna de fluido. Esse é o Teorema de Stevin. Como a pressão se distribui de maneira uniforme num fluido, a altura do líquido em vasos que se comunicam tende a se igualar. É o Princípio dos Vasos Comunicantes. Quando um corpo é imerso num fluido, ele recebe uma reação contrária, equivalente ao peso do fluido deslocado. Essa reação é chamada deempuxo. Se o peso é maior que o empuxo, o corpo afunda. Se o peso for menor que o empuxo, o corpo flutua. Quando o fluido está em movimento, é necessário estabelecer as fronteiras do estudo, as superfícies de controle. A junção das superfícies de controle forma um volume de controle. Vazão é a quantidade de fluido que passa por uma superfície de controle em função do tempo. Se a densidade do fluido não se altera, é chamado incompressível, e quando se altera ao longo do escoamento, é chamado compressível. Se todas as condições do escoamento não se alteram ao longo do tempo, o escoamento está em regime permanente. Caso contrário, o escoamento está e em regime transiente. 105 FÍSICA E BIOFÍSICA Um fluido incompressível, escoando por um volume de controle, entra por uma superfície e sai por outra. Se não houver acúmulo, o volume que entrou tem que ser igual ao volume que saiu ou, de outra forma, o produto entre a velocidade de entrada e área de entrada deve ser igual ao produto entre a velocidade de entrada e área de saída. Esse é o sentido da Equação da Continuidade. Quando há uma conversão de energia no meio do escoamento, como uma variação de altura, o estudo passa a ser uma decorrência da Primeira Lei da Termodinâmica e o resultado disso é a Equação de Bernoulli. Algumas propriedades dos fluidos são dependentes das forças de atração intermoleculares. São de interesse, dentro das ciências biológicas e da saúde: a tensão superficial, a capilaridade, a difusão, a osmose e a viscosidade. A viscosidade dos fluidos pode variar com o cisalhamento e com o tempo. Um fluido que não sofre os efeitos do cisalhamento ou do tempo é chamado de fluido newtoniano e os demais são chamados de fluidos não newtonianos. A água é um exemplo de fluido newtoniano. Os não newtonianos podem ser divididos em: Plástico de Bingham (ketchup), Reopético (sangue), Tixotrópico (tinta), Dilatante (areia de praia molhada) e Pseudoplástico (iogurte). Fundamentos de radioproteção Se considerarmos todos os elementos da tabela periódica e todos os isótopos conhecidos, encontraremos mais de 2500 tipos de núcleos com combinações diferentes de prótons e nêutrons, mas apenas 300 combinações são estáveis. Além disso, no núcleo do átomo encontram‑se centenas de partículas diferentes. Os prótons são cargas positivas que tenderiam à repulsão não fosse a ação da força nuclear forte, mas isso só acontece se a quantidade de prótons e a de nêutrons resultarem em um equilíbrio, caso contrário, o núcleo se fragmenta, liberando partículas subatômicas e parte da energia do núcleo. Essa propagação é a radiação e pode ser classificada em radiação corpuscular e radiação eletromagnética. A radiação corpuscular também consegue atravessar substâncias, pois as partículas viajam pelo espaço entre os átomos, mas perdem parte de sua energia nas interações com os átomos do meio. Existem diversos tipos de radiação corpuscular: 106 Unidade III • A radiação alfa, que é a emissão de uma partícula formada por 2 prótons e 2 nêutrons. Esta partícula não consegue penetrar na pele humana, e um feixe de radiação alfa pode ser facilmente barrado. • A radiação beta negativa: é a transformação de um nêutron em um próton, resultando na emissão de um elétron e de um antineutrino. • A radiação beta positiva: é a transformação de um próton em um nêutron, resultando na emissão de um pósitron e de um neutrino. • Os feixes de nêutrons: não possuem carga elétrica e produzem ionização pela transferência de energia cinética para outras partículas, podendo gerar ionização. Podem percorrer grandes distâncias sem interagir com o núcleo dos átomos, o que lhe dá um grande poder de penetração. Os pósitrons e elétrons emitidos nas radiações beta são muito menores, por isso, possuem um poder de penetração muito maior que o das partículas alfa. Os neutrinos e antineutrinos são partículas extremamente pequenas, que quase não possuem massa, possuem carga elétrica neutra e não interagem com outras partículas. A radiação eletromagnética está relacionada à quantidade de energia dentro do núcleo. Essas quantidades de energia são valores específicos e não é possível se obter valores intermediários. Quando acontece uma emissão de radiação corpuscular, o núcleo resultante fica num estado de energia maior que o necessário, e o excesso de energia é eliminado na forma de radiação gama. A radiação gama é uma emissão eletromagnética, semelhante à luz, mas com um comprimento de onda diferente. Os raios X também são ondas eletromagnéticas com outro comprimento de onda. Os núcleos instáveis realizam emissões sucessivas até atingir a estabilidade. Esse rearranjo sucessivo segue uma sequência específica porque dependem da configuração do núcleo, então o urânio‑238 tem a configuração nuclear adequada para emitir uma partícula alfa e se tornar um tório‑234 que, por sua vez, tem a configuração para emitir uma partícula beta negativa e se tornar um protactínio‑234, e assim por diante. Essas sequências naturais são chamadas séries radioativas. A medicina nuclear usa os radioisótopos para diagnóstico ou para terapia de algumas doenças. Por exemplo, utilizam‑se radioisótopos como biomarcadores e na destruição das células tumorais. Na agricultura, os 107 FÍSICA E BIOFÍSICA radioisótopos são usados no controle fitossanitário de alimentos, no estudo do crescimento, metabolismo, absorção de nutrientes (água e fertilizantes) das plantas e no controle de pragas. Alguns radioisótopos são usados na datação de materiais fósseis. A proporção entre carbono‑14 e o carbono‑12 é constante na atmosfera, e essa proporção é reproduzida nas plantas e animais. Quando o organismo morre, a quantidade de carbono‑14 começa a diminuir, possibilitando determinar a idade de um fóssil ou outro material de origem orgânica. A radiação provoca efeitos diretos e indiretos nos organismo biológico, tanto de maneira direta quanto indireta. A forma indireta é pela ionização de substâncias químicas, formando radicais livres que reagem com biomoléculas, interferindo no metabolismo e ocasionando danos ao DNA. Os efeitos diretos são os danos diretos ao DNA. As mutações induzidas por radiação nem sempre evoluem para o câncer, porém, quanto maior a dose absorvida maior a probabilidade do surgimento do câncer. As quebras do DNA, induzidas por radiação, podem impedir a divisão celular ou formar rearranjos de fragmentos de DNA, gerando cromossomos aberrantes. Os efeitos podem ser somáticos ou genéticos. O comportamento dos radioisótopos é avaliado por diversas grandezas físicas. São as principais a atividade, a exposição, a dose absorvida e a dose equivalente. Quem determina as medidas de segurança internacionais para produtos radioativos são órgãos como a ICRP (International Commission on Radiological Protection) e a ICRU (International Commission on Radiation Units and Measurements). No Brasil, a CNEN (Comissão Nacional de Energia Nuclear) é o órgão que controla o uso da radiação no país. Os trabalhadores devem fazer uso de máscaras, para evitar a inalação de gases radioativos e, ao manipular o radioativo na forma líquida, nunca se deve pipetar com a boca, ou ainda, colocar os dedos na boca. Lavar as mãos sempre que possível com água e sabão, usar luvas e roupas especiais, para que o radioativo não seja absorvido pela pele. Deve‑se fazer o uso de detectores de radiação apropriados para cada tipo de radiação. Para medir a quantidade de radiação que existe num ambiente utilizam‑se vários aparelhos. Os dois aparelhos mais comuns são o eletroscópio de Lauritsen e o aparelho de Geiger‑Müller. Também são usados cintiladores, que são substâncias que brilham quando submetidos à radiação, e essa luz pode ser detectada por sensores fotoelétricos e amplificadas por circuitos eletrônicos. 108 Unidade III Exercícios Questão 1. (Enade 2008) A composição do ar foi estudada no século XVIII por meio de experimentos que envolviam a queimaem ambientes fechados, que, por sua vez, levou ao descobrimento do chamado “ar fixo”, que hoje chamamos gás carbônico e sobre o qual há um grande interesse socioambiental na atualidade. Um experimento comum nas aulas de Ciências, que repete um desses antigos ensaios, consiste em colocar uma vela em um prato com água e abafá‑la com um copo, de acordo com o esquema abaixo. Fonte: Vera et al. (2011) Esse experimento permitiu que se compreendesse mais acerca da composição do ar, conduzindo à descoberta do oxigênio, capaz de tornar o ar respirável novamente. Nota‑se que a vela se apaga e que o nível de água dentro do copo se eleva. A observação atenta revela que o nível da água se eleva mais rapidamente após o apagamento da vela. Esse resultado permite demonstrar um fenômeno: A) físico, pois evidencia que o apagamento da vela diminuiu a temperatura do ar, que se contrai, permitindo a entrada da água, nada devendo ao gás carbônico. B) físico, pois evidencia que o apagamento da vela aumenta o volume de gás carbônico na água, aumentando seu volume, o que implica aumento de seu nível no copo. C) químico, pois evidencia que a queima da chama consome oxigênio e a água entra no copo para ocupar o lugar vazio, nada devendo ao gás carbônico. D) químico, pois evidencia que o gás carbônico produzido se dissolve na água que está no copo, e isso faz aparecer ácido carbônico, o que aumenta o volume da água. E) físico e químico, pois ocorre o efeito combinado do consumo químico do oxigênio, da dissolução do gás carbônico e da expansão física da água do copo. Resposta correta: alternativa A. 109 FÍSICA E BIOFÍSICA Análise das alternativas Justificativa geral: a presente questão trata do fenômeno físico de dilatação dos gases, devido ao aumento da temperatura. Tal experimento é clássico, sendo que há relatos sobre ele que datam de mais de 2.200 anos atrás (JASTROW, 1936). No experimento descrito, uma vela acesa é colocada sobre um prato com água. Em seguida um copo é colocado sobre a vela acesa. Após a colocação do copo a vela queima em média por uns 10 segundos e depois a vela se apaga. Tal experimento, apesar de extremamente simples, dá margem a erros de interpretação. Sobre o aumento do nível da água após o apagamento da vela, há muitos que afirmam, de forma errônea, que o nível da água sobe devido à queima do oxigênio contido no copo (VERA et al, 2011). Na verdade uma observação atenta, como destacado no enunciado da questão, indica que o nível da água no copo sobe de forma pronunciada após a chama apagar‑se, o que é um indicativo da participação da temperatura no fenômeno. A chama da vela, ao apagar‑se, diminui a temperatura interna no copo, a queda da temperatura leva a uma queda da pressão interna do copo, a pressão externa (pressão atmosférica) continua a mesma, e assim ocorre a subida do nível da água no copo (VITZ, 2000). Se considerarmos o gás do copo como um gás ideal, temos que a equação dos gases ideais se aplica. Tal equação é a seguinte: PV = nRT onde: P é a pressão do gás, V o volume do gás, n o número de moles do gás, R a constante dos gases e T a temperatura do gás ideal. A) Alternativa correta. Justificativa: consideramos que não há variação na quantidade de gás dentro do copo (o número de moles de gás é constante). Assim, quando a chama está acesa, temos uma temperatura relativamente alta, e com o apagamento da vela há um decréscimo da temperatura interna. Assim, o produto PV (Pressão x Volume) tem que cair também, ou seja, a pressão do gás cai, permitindo a subida do nível da água no copo e uma diminuição do volume do gás. A pressão no final equilibra‑se com a pressão externa (pressão atmosférica), mas o volume do ar dentro do copo cai, causando o aumento do nível da água. B) Alternativa incorreta. Justificativa: a alternativa “B” está incorreta, pois afirma que “o apagamento da vela aumenta o volume de gás carbônico na água, aumentando seu volume, o que implica aumento de seu nível no copo”. Não há aumento de volume de gás no copo, e sim uma diminuição de volume devido ao resfriamento após o apagamento da vela. C) Alternativa incorreta. Justificativa: a alternativa “C” está errada, pois afirma: “químico, pois evidencia que a queima da chama consome oxigênio e a água entra no copo para ocupar o lugar vazio, nada devendo ao gás carbônico”. O aumento do nível de água deve‑se à diminuição da temperatura, e não ao nível de oxigênio. 110 Unidade III D) Alternativa incorreta. Justificativa: a alternativa “D” está errada, pois afirma: “químico, pois evidencia que o gás carbônico produzido se dissolve na água que está no copo, e isso faz aparecer ácido carbônico, o que aumenta o volume da água”. Não há aumento significativo do volume da água. O fenômeno é físico, devido à diminuição da temperatura após o apagamento da chama da vela. E) Alternativa incorreta. Justificativa: a alternativa “E” está errada, pois afirma: “físico e químico, pois ocorre o efeito combinado do consumo químico do oxigênio, da dissolução do gás carbônico e da expansão física da água do copo”. A subida do nível da água, após o apagamento da chama da vela, é devido à diminuição da temperatura do gás inserido no copo. Questão 2. (Enade 2011) A irradiação é uma técnica eficiente na conservação dos alimentos, pois reduz as perdas naturais causadas por processos fisiológicos, além de eliminar ou reduzir parasitas e pragas, sem causar qualquer prejuízo ao alimento, tornando‑os também mais seguros ao consumidor. Em relação ao texto, avalie as afirmações que se seguem. I − Na irradiação de alimentos, o tratamento é realizado com radiação ionizante. II − Os principais tipos de radiações ionizantes são as radiações alfa, beta, gama, raios X e nêutrons. III − A partícula beta é formada por dois prótons e dois nêutrons e, por isso, é semelhante ao núcleo de hélio. IV − A partícula alfa tem a massa do elétron e pode ser negativa ou positiva. V − Os raios gamas são ondas eletromagnéticas extremamente penetrantes. É correto apenas o que se afirma em: A) I, II e III. B) I, II e V. C) I, III e IV. D) II, IV e V. E) III, IV e V. Resolução desta questão na plataforma. 111 FIGURAS E ILUSTRAÇÕES Figura 1a 5171913.JPG. Disponível em: <http://www.morguefile.com/archive/display/107306>. Acesso em: 15 nov. 2013. Figura 1b Tsunami no Japão. Disponível em: <http://memoria.ebc.com.br/agenciabrasil/sites/_agenciabrasil/files/ gallery_assist/29/gallery_assist665618/prev/11032011‑11032011TV21.jpg>. Acesso em: 15 nov. 2013. Figura 1c 0001251444729.JPG. Disponível em: <http://cdn.morguefile.com/imageData/public/files/d/ drummerboy/preview/fldr_2004_11_26/file0001251444729.jpg>. Acesso em: 15 nov. 2013. Figura 4 Plataforma Draupner, no Mar do Norte. HAVER, S. A possible freak wave event measured at the Draupner jacket. Jan. 1 1995. Proc. Rogue Waves, 2004, p. 2. Disponível em <http://www.ifremer.fr/ web‑com/stw2004/rw/fullpapers/walk_on_haver.pdf>. Acesso em: 16 nov. 2013. Figura 5 Trecho do histórico de ondas do mar assolando a plataforma Draupner. TAYLOR, P. H. et. al. The nature of the draupner giant wave of 1st january 1995 and the associated sea‑state, and how to estimate directional spreading from an eulerian surface elevation time history. In: 9th International Workshop on Wave Hindcasting and Forecasting, 2011, p. 1. Figura 6 Decomposição de ondas para o caso da plataforma Draupner. TAYLOR, P. H. et. al. The nature of the draupner giant wave of 1st january 1995 and the associated sea‑state, and how to estimate directional spreading from an eulerian surface elevation time history. In: 9th International Workshop on Wave Hindcasting and Forecasting, 2011, p. 11. Figura 7 000481937826.JPG. Disponível em: <http://cdn.morguefile.com/imageData/public/files/d/d3designs/ preview/fldr_2003_12_30/file000481937826.jpg>. Acesso em: 15 nov. 2013. Figura 11 8975/00_094.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_8975/00_094.jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. 112 Figura 12a 8975/32.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_8975/32. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 12b 8975/33.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_8975/33. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 13 Órgão de Corti. TORTORA, G. J.; DERRICKSON, B. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia 8 ed. São Paulo: ArtMed, 2012, p. 340. (Minha Biblioteca). Figura 18 6875/145.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_6875/145. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 19 6875/146.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_6875/146. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 20 4010/120.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_4010/120. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 21a 9664/12.JPG. Disponível em <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9664/12. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 21b 9664/13.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9664/13. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 26 Olho composto e um omatídeo em cortes. MOYSES, C. D.; SCHULTE, P. M. Princípios de fisiologia animal. 2 ed. São Paulo: ArtMed, 2010, p. 321. (Minha Biblioteca). Disponível em: <http://online. minhabiblioteca.com.br/books/9788536323244/page/321>. Acesso em: 6 jan. 2014. 113 Figura 29 984/0003.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_984/0003. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 30 9621/075.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9621/075. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 31 1252/015.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_1252/015. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 32 1260/002.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_1260/002. png>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 33 1231/03.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_1231/03. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 34 9144/06.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9144/06. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 36 9790/105.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9790/105. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 37 9790/106.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9790/106. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 38 9788/102.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9788/102. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. 114 Figura 39 1647/09.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_1647/09. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 40 8020/65.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_8020/65. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 41 6929/A_16_8.PNG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_6929/A_16_8.png>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 42 9602/221.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9602/221. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 43 9602/231.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9602/231. gIF>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 44 9602/244.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9602/244. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 45 9602/247.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9602/247. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 46 9688/295.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9688/295. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 47 8011/108.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_8011/108. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. 115 Figura 48 9670/01.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9670/01. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 49 9692/IMAGEM0145.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/ conteudo_9692/imagem0145.jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 50a 8510/108.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_8510/108. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 50b 8510/110.JPG. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_8510/110. jpg>. Acesso em: 10 fev. 2014. Figura 51 9735/127.GIF. Disponível em: <http://www.objetivo.br/conteudoonline/imagens/conteudo_9735/127. gif>. Acesso em: 10 fev. 2014. REFERÊNCIAS Audiovisuais A GUERRA elétrica: a disputa entre Edison, Westinghouse e Tesla. (Título original: War of Currents). Dir. Axel Engstfeld. Discovery Channel, 2004. COSMOS. Dir. Adrian Malone. 1 DVD. Série em 13 episódios. EUA: KCET, 1980. O DIA seguinte (Título original: The Day After). Dir. Nicholas Meyer. 1 DVD. EUA, 1983. Textuais ABNT. NBR 10152:1987 (versão corrigida). Níveis de ruído para conforto acústico – Procedimento. Rio de Janeiro, 1992. ATKINS, P. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001. 116 AUGUSTO, O. Radicais livres: bons maus e naturais. São Paulo: Oficina de Texto, 2006. B.P. BP statistical review of world energy. Jun. 2013. Disponível em: <http://www.bp.com/content/ dam/bp/pdf/statistical‑review/statistical_review_of_world_energy_2013.pdf>. Acesso em: 6 jan. 2014. BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) 2001. Resolução RDC n° 21, de 26 de janeiro de 2001. Aprova o regulamento técnico para irradiação de alimentos. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/connect/791ccc804a9b6b1b9672d64600696f00/ Resolucao_RDC_n_21_de_26_de_janeiro_de_2001.pdf?MOD=AJPERES> Acesso em: 11 jan. 2014. ___. Ministério do Trabalho e Emprego. Norma Regulamentadora n. 15, Atividades e Operações Insalubres – EPI. Portaria Portaria MTB n.º 3.214, de 8 de junho de 1978. Publicada no DOU. 6 jul. 1978. ___. Resolução RDC n. 21, de 26 de jan. 2001. Agência Nacional de Vigilância Sanitária aprova o Regulamento Técnico para Irradiação de Alimentos. Diário Oficial da União, Brasília, n. 20‑E, 29 de janeiro de 2001. Seção 1, p. 35. Disponível em: <http://portal.anvisa.gov.br/wps/wcm/conne ct/791ccc804a9b6b1b9672d64600696f00/Resolucao_RDC_n_21_de_26_de_janeiro_de_2001. pdf?MOD=AJPERES>. Acesso em: 10 jan. 2014. BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos. 2. ed. revisada. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008. CANDELLA, R. N.; CANDELLA, M. V. Investigações sobre a ocorrência de ondas anormais em Arraial do Cabo, RJ. Revista Brasileira de Geofísica, n. 28(4), p. 551‑561. 2010. Disponível em: <http://www. scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102‑261X2010000400002&lng=en&tlng=pt.10.1590/ S0102‑261X2010000400002. Acesso em: 16 nov. 2013. CARDOSO, E. M. Apostila educativa: radioatividade. Rio de Janeiro: Comissão Nacional de Energia Nuclear, 2011. Disponível em: <http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/radio.pdf>. Acesso em: 13 jan. 2014. CARMO, L. I. C. Efeitos do ruído ambiental no organismo humano e suas manifestações auditivas. 1999. Disponível em: <http://resgatebrasiliavirtual.com.br/moodle/file.php/1/E‑book/Materiais_para_ Download/Ruido/Efeitos%20do%20Ruido%20sobre%20o%20organismo%20humano.pdf>. Acesso em: 17 nov. 2013. CASEY, S. A onda: em busca das gigantes do oceano. São Paulo: Editora Zahar, 2010. CBO. Bases da Oftalmologia. v. 1 e 2, 2 ed. Guanabara Koogan (Minha Biblioteca). Disponível em: <http://online.minhabiblioteca.com.br/books/978‑85‑700‑6530‑8/page/695>. Acesso em: 06 jan. 2014. CEMBER, H. Introduction to health physics. 3. ed. Nova York: McGraw‑Hill, 1996. COSTA, S. D.; CRUZ, O. L. M.; OLIVEIRA, J. A. A. Otorrinolaringologia: princípios e prática. São Paulo: Editora Artmed, 2006. 117 DAMASIO, F.; TAVARES, A. Perdendo o medo da radioatividade: pelo menos o medo de entendê‑la.
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