Princípios eletrofísicos e térmicos INTRODUÇÃO

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Princípios eletrofísicos e térmicos INTRODUÇÃO
Pós-graduação em Fisioterapia em UTI 
Pós-graduação Fisioterapia Respiratória e Cardiovascular, Conclusão 
Pós-graduação em Fisioterapia Traumato-Ortopédica com Ênfase em Terapias Manuais e Posturais. UNOPAR, Conclusão 
Pós-graduação em Fisioterapia Desportiva. UNINTER, Conclusão 
Superior Completo Fisioterapia. Faculdade São Lucas, Conclusão 2014.2
 Prof. Uallace Chaves Cavalcante
A eletroterapia embora esteja sendo bastante difundida junto com a fisioterapia, disciplina da qual faz parte, é uma área que já existe há muitos anos. Quero iniciar esta aula com um trecho de uma carta do conhecido Benjamin Franklin: 
Neste trecho da carta, escrita em 1757, fica bem visível como era rudimentar a aplicação dos recursos elétricos utilizados na época, além de mostrar que eram feitas de forma empíricas. 
Embora tenha sido assim no começo, estas descobertas foram os primeiros passos para uma eletroterapia que hoje busca se fundamentar em experimentos científicos. 
A eletroterapia atualmente abrange vários recursos utilizados na Fisioterapia. Há quem a divida em: eletroterapia, termoterapia e fototerapia. A primeira é aquela em que funcionam os equipamentos que aplicam corrente elétrica no tecido através de eletrodos ( Tens, Corrente Russa, C. Galvânica etc.); na segunda funcionam os recursos que geram calor (Microondas, Ondas curtas etc.)
e na terceira os tipos de radiações eletromagnéticas visíveis ou não, como: Laser, Infra-vermelho, Ultra-violeta etc
A eletroterapia tem sido uma das habilidades-chave da fisioterapia, com uma longa história na prática clínica desde seu princípio mais remoto, com o uso de calor, frio e estimulação elétrica.
Nos últimos anos, tem-se visto o acréscimo de inúmeros outros agentes de tratamento ao repertório. Apesar dessa história e de sua ampla e contínua utilização, 
tanto os princípios físicos quanto fisiológicos subjacentes ao seu uso ainda são com freqüência mal compreendidos e as evidências de sua eficácia - ou não-eficácia - geralmente não são levadas em conta na prática diária.
chama atenção para a importância do papel do conhecimento e das evidências na tomada de decisão clínica. Ele observa que tanto a quantidade quanto a qualidade das evidências vêm melhorando de forma regular e fornece um modelo útil para a tomada de decisão em eletroterapia.
É essencial que façamos nosso aprendizado a partir das teorias básicas (tanto físicas quanto fisiológicas) e das evidências das pesquisas, assim como de reflexões sobre nossa experiência na prática clínica.
Este material pode, portanto, ser usado para selecionar o tratamento adequado para indivíduos cujas metas terapêuticas já tenhamos identificado claramente.
inter-relação entre teoria, aprendizado, tomada de decisão e efeitos clínicos. 
Os agentes eletrofísicos são usados pelos fisioterapeutas para tratar uma grande variedade de condições. Esses agentes incluem ondas eletromagnéticas e sonoras, além de correntes estimuladoras de músculos e nervos.
Em parte, essas técnicas são usadas para induzir o aquecimento dos tecidos.
Esta aula contém, em termos simples, uma introdução aos efeitos do calor nos tecidos e à física básica necessária para compreender o restante do assunto.
Durante séculos, os antigos filósofos especularam sobre a natureza do calor e do frio. As opiniões eram divididas quanto ao fato de o calor ser uma substância ou um efeito do movimento das partículas, 
mas no século XVIII, os físicos e bioquímicos chegaram à conclusão de que a velocidade de movimento das moléculas constituintes do corpo ou objeto dava aos nossos sentidos a impressão de calor ou de frio.
Dr. J. P. Joule, de Manchester, no ano de 1840, desempenhou com precisão uma pesquisa sobre a relação entre o trabalho feito ao se mover um aparelho elaborado para agitar a água e o calor desenvolvido ao realizá-lo. Ele mostrou de maneira muito clara que a quantidade de calor produzido por fricção dependia da quantidade de trabalho feito.
Subseqüentemente, seu trabalho também contribuiu para a teoria da correlação das forças e em 1847 ele enunciou a lei da conservação de energia (a base da primeira lei da termodinâmica). 
Tornou-se aceita a visão que o calor pode ser considerado uma forma de energia que pode ser transformada em outras formas de energia, como elétrica ou mecânica.
A teoria supunha que, quando um corpo é aquecido, a elevação na temperatura deve-se ao aumento da energia do movimento das moléculas naquele corpo. A teoria ia além e explicava a transmissão da energia radiante de um corpo para outro, como a do sol para um indivíduo sobre a terra.
Foram encontradas evidências a favor da suposição de que a luz é uma onda eletromagnética e exatamente as mesmas evidências foram obtidas com relação à energia radiante. 
Apesar do fato das ondas de calor radiante (ou seja, radiações infravermelho) terem um comprimento de onda mais longo do que as ondas de luz, suas características físicas são as mesmas.
Sugere-se, portanto, que as moléculas de um corpo quente se acham em um estado de rápida vibração ou são o centro de distúrbios periódicos rápidos, produzindo ondas eletromagnéticas que correm entre o corpo quente e o corpo que as recebe e causando, assim, um movimento similar nas moléculas.
O senso de calor pode assim ser estimulado em um organismo por meio de ondas de energia de calor radiante que começam em um objeto quente, do mesmo modo que o sentido da visão é estimulado por ondas de luz que começam em um objeto luminoso. Uma compreensão do movimento das ondas é central para dominar a física de qualquer forma de terapia que utilize energia elétrica ou mecânica
termoterapia
Podemos entender como termoterapia os processos que usam as mudanças de temperatura no corpo para realizar algum tipo de tratamento, seja ele terapêutico, seja eletivo e estético.
Como recurso terapêutico no processo de reabilitação, a fonte de calor pode ser originada de maneira elétrica, magnética, química ou mecânica, proporcionando alterações metabólicas de acordo com o intuito do profissional de saúde, que utilizará a técnica a fim de obter alguns resultados específicos.
Por meio do calor, é possível alterar a velocidade metabólica e a atividade excretora, sendo realizada a vasodilatação periférica, ampliando o aporte de oxigênio.
Nas articulações, que estão entre as regiões que mais sofrem com avarias e ferimentos no corpo humano, o calor também eleva a produção do líquido sinovial, que hidrata a cartilagem e deixa essa estrutura mais resistente, aumentando a espessura capsular e melhorando a absorção de cargas. 
A termoterapia pode ser classificada, basicamente, em dois tipos. A de calor superficial, por exemplo, inclui o uso de compressas e bolsas quentes, mantas térmicas, bem como os banhos de imersão em água aquecida e banhos de parafina, além das lâmpadas infravermelhas.
Já na aplicação da termoterapia de calor profundo, é possível enumerar a diatermia de micro-ondas, a de ondas curtas e a que possivelmente é a mais popular atualmente, que é o ultrassom. Nesses casos, o uso primordial é para cicatrizações teciduais e mais relaxamento estrutural.
Para isso apresentamos uma descrição geral do movimento das ondas antes de dar um tratamento mais detalhado à eletricidade, ao magnetismo e ao ultrassom.
MOVIMENTO DAS ONDAS
O movimento das ondas transfere energia de um local para o outro. Pense em uma rolha flutuando em um lago onde cai uma pedra. As ondulações se movem para longe do ponto onde a pedra penetra na água e parte da energia da pedra é transferida para a beira do lago. 
A rolha sobe e desce boiando, mas não se move dentro do lago. Um modo fácil de demonstrar o movimento das ondas é usar uma mola de brinquedo. Existem dois tipos de ondas: ondas transversas, que podem ser simuladas levantando e abaixando uma extremidadeda mola rapidamente, como mostra a Figura 1.1,
e as ondas longitudinais, que podem ser demonstradas estendendo a mola em seu comprimento e soltando-a em seguida (Fig. 1.2).
As ondas de água, o movimento de uma corda de violino e as ondas eletromagéticas, como as usadas na diatermia de ondas curtas, terapia com infravermelho e corrente interferencial, são exemplos de ondas transversas. 
O som, do modo usado na terapia por ultra-som, propaga-se principalmente com ondas longitudinais. 
É muito mais difícil ilustrar uma onda longitudinal do que uma onda transversa. Se a mola com a onda correndo para baixo dela (Fig. 1.2) é comparada com uma mola não estendida, podem ser vistas algumas regiões onde as espirais estão mais separadas. 
A parte da mola onde as espirais estão pouco separadas é chamada de região de compressão e a região onde estão mais separadas é denominada de região de rarefação
As ondas do mar são geralmente descritas em termos de picos e depressões. O movimento para cima para a crista da onda, descendo para uma depressão e voltando para a crista novamente é conhecido como ciclo de oscilação.
Uma rolha flutuando no mar bóia subindo e descendo enquanto as ondas passam. A diferença na altura da rolha entre uma crista e uma depressão é o dobro da amplitude. 
Talvez um modo mais simples de visualizar a amplitude seja como a diferença na altura da água acima da superfície do mar entre um mar calmo e liso e a crista da onda.
O número de cristas de onda passando pela rolha em um segundo é a freqüência de onda (/). A freqüência é medida em hertz (Hz), onde 1 Hz é 1 ciclo/segundo. O tempo que decorre entre duas cristas de onda adjacentes passando pela rolha é o período (T) da oscilação.
Este tem unidades de tempo; se cada ciclo leva T segundos, haverá 1/T ciclos em cada segundo. O número de ciclos que ocorre em um segundo já foi definido como freqüência e desse modo pode ser escrito do seguinte modo: 
ƒ= 1/T, ou [1] T=1/ ƒ [2] 
A distância entre a crista de duas ondas adjacentes é o comprimento de onda (A). A Figura 1.3A e B mostra uma onda congelada em dois momentos, em um curto intervalo de tempo. 
Reflexão e retração de ondas 
Quando ondas que estão percorrendo um meio chegam à superfície de um segundo meio, parte da energia é refletida de volta para o primeiro meio e parte da energia é transmitida para dentro do segundo meio. A proporção da energia total que é refletida é determinada pelas propriedades dos dois meios envolvidos.
A Figura 1.6 mostra o que acontece quando as ondas são refletidas por uma superfície reta (plana). Uma linha imaginária que é perpendicular à superfície é chamada de normal. 
A lei da reflexão afirma que o ângulo entre a onda incidente (que está chegando) e a normal é sempre igual ao ângulo entre a onda refletida e a normal. Se uma onda incidente se acha em incidência normal, a onda é refletida de volta ao longo de seu trajeto.
As ondas que são transmitidas para dentro do segundo meio podem também sofrer refração. Refração é o desvio da luz em direção à normal quando ela passa de um meio para outro no qual a velocidade de onda é mais baixa, ou se afastando da normal quando a velocidade da onda no segundo meio é mais alta.
Isso está representado na Figura 1.7. Por exemplo, a luz se desvia em direção à normal quando sai do ar e entra na água já que corre mais lentamente na água do que no ar e, desse modo, uma piscina pode parecer mais rasa do que realmente é. Como já foi discutido, as ondas transportam energia. Há condições, contudo, nas quais o transporte de energia pode ser interrompido e a energia pode ser localizada.
Isso acontece em uma onda estacionaria (parada). Uma onda estacionaria é produzida quando uma onda incidente encontra uma onda refletida retornando com a mesma amplitude. Quando as duas ondas se encontram, a amplitude total é a soma das duas amplitudes individuais. Portanto, como pode ser visto na Figura 1.8A,
se a depressão de uma onda coincide com a crista da outra, as duas ondas se cancelam. Se, contudo, a crista de uma encontra a crista da outra, o movimento da onda é reforçado (Fig. 1.8B) e a amplitude total é duplicada. 
Na onda estacionaria reforçada há pontos que sempre têm amplitude zero; esses são chamados de nodos. Similarmente, há pontos que sempre têm a maior amplitude e são chamados de antinodos
Nodos e antinodos são mostrados na Figura 1.8B. A distância entre nodos adjacentes, ou antinodos, é a metade do comprimento da onda. 
Polarização 
Ao bater a mola de brinquedo para cima e para baixo para produzir uma onda transversa, tem-se um número infinito de escolhas quanto a qual direção movê-la, desde que o movimento esteja em ângulo reto com a linha da mola. Se a mola é sempre movida em uma direção fixa, é dito que a onda está polarizada 
As ondas estão apenas naquele plano. Contudo, se as ondas (ou direções nas quais a mola é movida) estão em inúmeras direções diferentes, as ondas estão despolarizadas.
É possível polarizar as ondas passando-as através de um filtro que permite a passagem apenas de ondas que estejam em um plano. Isso pode ser visualizado analisando um pedaço de cartão com um rasgo estreito e longo. Esse permite que as ondas formadas no plano do rasgo passem através dele, mas não as outras - o cartão portanto age como um filtro polarizador. 
ELETRICIDADE E MAGNETISMO 
Os efeitos das cargas elétricas são familiares a todos, mesmo quando não estão cientes de suas causas. A "estática" experimentada ao escovar um cabelo recém-lavado ou ao despir-se e a carga elétrica óbvia no relâmpago são exemplos dos efeitos das cargas. 
Corrente elétrica 
Há dois tipos de corrente elétrica. A corrente direta (CD) é aquela na qual o fluxo de elétrons está em uma direção apenas e a corrente alternada (CA) é aquela na qual a corrente flui primeiro por um caminho e depois por outro.
Ao considerar os circuitos elétricos, é mais fácil pensar primeiro nas correntes diretas. Uma seção subseqüente salienta as diferenças entre circuitos com CA e CD. 
Resistência e lei de Ohm 
O fluxo de carga elétrica através de um condutor é análogo ao fluxo de água através dos canos. Se a água é bombeada pelo sistema, canos estreitos irão impor mais resistência ao fluxo do que canos largos. Os condutores elétricos também oferecem uma resistência ao fluxo de carga. 
A medida que partículas com carga se movem através de um condutor, elas colidem com outros condutores de carga e com os átomos residentes; os constituintes do condutor desse modo impedem o fluxo de corrente. 
Georg Ohm foi capaz de demonstrar que a corrente fluindo em um circuito é proporcional à diferença de potencial através dele. Sua lei (lei de Ohm), enunciada formalmente, é:
A corrente fluindo através de um condutor metálico é proporcional à diferença de potencial que existe através dele, desde que todas as condições físicas permaneçam constantes.
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