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Ondas eletromagnéticas, Ondas Sonoras e 
Ondas Magnéticas em sistemas vivos 
 
Definições conceituais: 
Em termos físicos uma onda pode ser definida como uma perturbação oscilante no 
universo, geralmente um pulso de energia, que se propaga no espaço e é periódica no 
tempo. Para caracterizar as ondas usamos as seguintes grandezas, representadas na 
figura 1 abaixo: 
• Amplitude – A (m): corresponde à altura da onda, marcada pela distância entre 
o ponto de equilíbrio (repouso) da onda até a crista. Note que a “crista” indica o ponto 
máximo da onda, enquanto o “vale”, representa a ponto mínimo da onda no espaço. 
• Comprimento de onda – λ (m): é a distância entre dois vales ou duas cristas 
sucessivas. 
• Velocidade de propagação – v (m/s): quanto de espaço é percorrido por uma 
crista em determinado tempo. A velocidade de propagação de uma onda depende do 
meio em que ela está se propagando e das características das ondas. De acordo com 
o meio, geralmente v é uma constante. Assim, quando uma onda muda seu meio de 
propagação, a sua velocidade pode mudar. 
• Frequência – f (Hz): corresponde ao número de cristas da onda em determinado 
intervalo de tempo em um ponto no espaço. A frequência de uma onda não depende do 
meio de propagação, apenas da oscilação da fonte que produz a onda. 
 
Figura 1 – Características físicas de uma onda. 
 
A depender de sua natureza física, as ondas podem ser classificadas em dois 
tipos: 
 
• Ondas Mecânicas: são as ondas que só existem em um meio material, por 
exemplo, as ondas sonoras. 
• Ondas Eletromagnéticas: são as ondas que propagam independente se existe 
ou não um meio material, por exemplo, as ondas de rádio, ondas de campo elétrico e 
magnético e a luz. 
 
As ondas são constituintes do universo. É impossível imaginar a nossa realidade 
de universo sem a presença das oscilações energéticas que nos circunda, das mais 
variadas formas: luzes, sons, calor etc. A presença das ondas é tão expressiva que, na 
década de 1990, surgiu a Teoria das Cordas, que tenta explicar o universo através de 
padrões oscilatórios da energia (veja Nota 1). 
https://www.todamateria.com.br/ondas-mecanicas/
https://www.todamateria.com.br/ondas-eletromagneticas/
Diante disso, os sistemas vivos obviamente interagem, em diversos níveis, com 
as ondas. É das ondas eletromagnéticas que provém a energia para sustentar toda a 
vida (fotossíntese é o processo primordial de transformação de energia física da luz em 
energia metabólica para sustentar toda a cadeia trófica existente.). Também, é através 
de cores e sons que ocorre grande parte da interação dos sistemas vivos com o meio e 
entre si; ou seja, a comunicação entre sistemas vivos e o sensoriamento ou percepção 
do ambiente ocorrem através de ondas: emissão e recepção de ondas. As ondas são 
importantes para a regulação de biociclos em todos os seres vivos em diferentes escalas 
temporais – processos cronobiológicos. E, por fim, é através do conhecimento de ondas 
que foram desenvolvidas muitas tecnologias para avanços biomédicos que ocorreram 
após a 2ª Grande Guerra, com a aplicação prática do que até então eram teorias da 
física quântica. Dentre esses avanços vale destacar o imageamento diagnósticos por 
raios-x, por ultrassom e por ressonância magnética, o uso de radioterapia e contrastes 
radioativos como marcadores ou traçadores. 
Nota 1: 
A teoria das cordas afirma que as menores unidades constituintes da matéria 
existente e das partículas elementares da natureza são minúsculas cordas vibratórias 
oscilantes feitas de energia, e que, variando a oscilação e vibração dessas, cria-se a 
matéria conhecida, em todos seus aspectos, incluindo as partículas componentes das 
forças fraca, forte, eletromagnética e a própria gravidade. Há ainda a inclusão das 
ondas, como exemplo a luz, que é constituída por fótons, as quais são, na verdade, em 
seu máximo interior formadas por minúsculas cordas. Tal característica da luz, de ser 
onda e partícula ao mesmo tempo, denomina-se dualidade onda-partícula. Para mais 
informação sobre essa dualidade, assista ao vídeo do link - 
https://www.youtube.com/watch?v=oSUHXeiaQ98&t=153s. Se interessa em saber mais 
um pouco sobre teoria das cordas, assista ao vídeo do link - 
https://www.youtube.com/watch?v=whwJGiQEryo. 
Ondas mecânicas e sistemas vivos: 
Dentre os tipos de ondas mecânicas que interagem com sistemas vivos, as ondas 
sonoras são as mais significativas. Isso porque todos os organismos que conhecemos, 
desde a célula mais simples até a biosfera em seu conjunto, percebem sons e 
respondem a esses estímulos sonoros, bem como, emitem som. 
Existe uma infinidade de mecanismos fisiológicos dentro da diversidade de 
sistemas vivos, para captar e para emitir ondas sonoras: desde organismos com 
sistemas auditivos e emissores complexos e específicos até o mais rudimentar sistema 
relacionado à percepção das pressões ou vibrações causadas pelas ondas sonoras nas 
membranas celulares. 
Se perguntarmos para qualquer pessoa: qual a importância do som para os seres 
vivos? Certamente a resposta será: para comunicação. Contudo, os sistemas vivos 
interagem com as ondas sonoras de outras formas além da comunicação, que seria a 
vocalização e audiição. As ondas sonoras servem também como forma de perceber o 
ambiente e como eficiente artefato de caça, como no caso da ecolocalição ou biossonar, 
como nos morcegos e cetáceos. Nas plantas, as ondas sonoras são utilizadas para 
busca de água pelas raízes, como estímulo para reprodução sexuada e como 
sinalizador para processos bioquímicos. 
https://www.youtube.com/watch?v=oSUHXeiaQ98&t=153s
https://www.youtube.com/watch?v=whwJGiQEryo
No caso de localização, o eco ou refração das ondas sonoras emitidas pelo animal 
é processado como distância, do ponto de emissão, tamanho e forma de objetos e 
presas. Esse é basicamente o mesmo princípio de equipamentos de ultrassom para 
imageamento diagnóstico e de sonares. Para caça, as ondas sonoras são emitidas em 
alta frequencia para atordoar presas, que perdem o sentido de direção ou equilíbrio, 
facilitando a captura pelo predador. No caso das plantas, estudos mostraram que as 
raízes de diversas plantas crescem em direção ao som de água corrente, mesmo sem 
a presença de água. Algumas espécies abrem as suas flores ou liberam seus grãos de 
pólen apenas com o zunido das asas de um polinizador específico e, por fim, plantas de 
sub-bosque ativam as suas enzimas fotossintetizantes ao som da alvorada produzido 
por pássaros e insetos, abrindo estômatos e iniciando a absorção de CO2 nas primeiras 
horas do dia, mesmo quando ainda não há luz no seu habitat, o que tem sido 
considerado como “somsíntese”, que é a substituição da luz pelo som na síntese de 
moléculas orgânicas usando CO2 inorgânico. 
Todas essas respostas biológicas relacionadas às ondas sonoras serão estudas 
com maiores detalhes nas disciplinas específicas do curso de biologia, como fisiologia 
geral, fisiologia humana e fisiologia vegetal além de ecologias. O que precisamos 
destacar nesse momento é que todas essas respostas biológicas ao som são relativas 
à sua característica física de transporte de energia na forma de pressão. Ou seja, a 
energia discreta das ondas sonoras é uma variação de força por área. 
Como são ondas mecânicas, as ondas sonoras só propagam na matéria e, 
portanto, seguem as leis da física newtoniana. Sendo assim, a energia que a onda 
sonora propaga pode também ser entendia como pressão. Imagine uma sala fechada 
de volume conhecido. Uma caixa de som com um potente autofalante é colocada dentro 
dessa sala e o som é elevado. A energia (E) da onda sonora será capaz de fazer as 
janelas e as paredes dessa sala tremerem e essa energia será proporcional ao volume 
(v) de ar da sala, da seguinte maneira: E/v. Matematicamente, a razão entre E e v é 
igual a força dividida pela área, que é a relação de pressão. 
Ou seja, as ondas sonorassão capazes de ser traduzidas em oscilações de 
pressão no ambiente. É através dessas oscilações de pressão causadas pelo som em 
relação a pressão do ambiente (no caso de um ambiente aéreo, a pressão atmosférica 
– Nota 2), é que a maioria dos sistemas vivos consegue perceber o som ou utilizá-lo 
como sonar ou como uma arma atordoadora no momento da caça. Da mesma maneira, 
só será possível emitir ondas sonoras se for possível alterar a pressão atual do 
ambiente. Por esse motivo, as ondas sonoras não podem existir onde não há matéria... 
ou melhor... onde não há pressão. Assim, quanto menor for a pressão ambiente, menor 
é a energia discreta de ondas sonoras no ambiente. Já em condições de maior pressão, 
como a 2m de profundidade na água ou no solo, o som terá maior “força”. Portanto, 
quanto mais denso for o meio, maior é a energia e a velocidade de propagação de ondas 
sonoras. Ao final desse capítulo, deve-se lembrar da importância da pressão para as 
definições termodinâmicas de um sistema vivo! Mais sobre esse assunto deverá ser 
obtido no capítulo 5 do livro texto da disciplina (Biofísica – JHR Duran). 
Ondas magnéticas e sistemas vivos - biomagnetismo: 
Antes de avançarmos em nossos estudos, é importante enfatizar que o termo 
ondas magnéticas não é usual na física, sendo esse tipo de oscilação energética 
incorporando dentro de ondas eletromagnéticas. Contudo, para entendimento de alguns 
processos biológicos precisaremos diferenciar as ondas magnéticas, que são geradas 
por oscilações de Campo Magnético. 
Vejamos: Campo Magnético é a concentração de magnetismo que é criado em 
torno de uma carga magnética num determinado espaço. É o ímã que cria o campo 
magnético, da mesma forma como é a carga elétrica e a massa que, respectivamente, 
criam os campos elétrico e gravitacional no espaço. Assim, fisicamente, as Ondas 
eletromagnéticas são oscilações formadas por campos elétricos e magnéticos variáveis, 
respectivamente, que se propagam tanto no vácuo quanto em meios materiais. Já vimos 
também que ondas sonoras são oscilações de pressão no espaço. 
Então, o que estamos definindo como ondas magnéticas em nosso estudo são as 
oscilações de campo magnético ou elétrico (não e elétrico! Entenda a diferença!). Como 
o planeta Terra encerra toda forma de vida conhecida e possui uma expressiva 
magnetosfera, muitos sistemas vivos utilizam as oscilações de campo magnético para 
sensoriamento ambiental e para orientação. Semelhantemente, como os seres vivos 
possuem campo elétrico (veremos isso em bastante detalhe mais ao fim da disciplina), 
variações de campo elétrico geram ondas magnéticas, que podem ser utilizadas como 
forma de comunicação entre seres vivos. 
 
Nota 2: 
O que chamamos de som nada mais é do que a variação de pressão causada por 
uma fonte de energia em relação à pressão ambiente, detectável pelo sistema auditivo 
como ilustrado no gráfico abaixo. Para os seres humanos, a menor variação de pressão 
do meio, detectável pelo sistema auditivo, é de 0,00002Pa. Nessas condições, o som 
de uma explosão espacial seria percebida pelo ser humano? Bastante improvável! 
 
 
 
 
Aves, peixes e insetos possuem órgãos especializados em capitar as oscilações 
elétricas e magnéticas do ambiente. A maioria das espécies utiliza esse sensoriamento 
para processos migratórios. Alguns para orientação espacial, quando há ausência de 
luz solar no ambiente e, por fim, alguns utilizam para predação. Esse último caso ocorre 
porque todos os seres vivos possuem um campo elétrico que, ao ocilar, causa ruídos 
de natureza magnética no espaço e que pode ser detectado por órgãos sensoriais 
especializados. Observe o gráfico da nota 2 e substitua no eixo y, por variações de 
campo elétrico e magnético para entender a natureza dessas perturbações energéticas 
no meio. Mais sobre esse assunto deverá ser obtido no capítulo 11 do livro texto da 
disciplina (Biofísica – JHR Duran). 
 
 
Ondas eletromagnéticas e sistemas vivos: 
Já lemos que as ondas eletromagnéticas são oscilações formadas por campos 
elétricos e magnéticos variáveis, respectivamente, que se propagam tanto no vácuo 
quanto em meios materiais. São, portanto, oriundas da oscilação espacial em fase dos 
campos elétricos e magnéticos, que se encontram desacoplados das cargas elétricas 
que lhes deram origem. 
As ondas eletromagnéticas transportam energia discreta (eV) e momento angular 
(N) os quais são transferidos para a matéria quando essas ondas interagem com ela. 
 
Como as demais ondas, as ondas eletromagnéticas podem ser caracterizadas 
pela frequência ou, equivalentemente, pelo seu comprimento de onda. O conjunto de 
frequências define o espectro da radiação. 
Denominamos de luz a uma parte do espectro eletromagnético. São as ondas 
eletromagnéticas cujos comprimentos de onda estão compreendidos no intervalo entre 
400 e 700 nm (nanômetros). A luz visível é, assim, apenas uma onda eletromagnética. 
Outros tipos, são igualmente importantes, como: 
Ondas de Rádio - São as de menor frequência dentro do espectro 
eletromagnético. Parte desse espectro é utilizado para comunicações em geral (via rádio 
e celulares). 
Microondas - É um subconjunto das ondas de rádio. As microondas tem três 
características importantes que definem a sua utilidade na fabricação de fornos de 
microondas: elas são absorvidas pelos alimentos em geral, elas são refletidas por 
metais e conseguem atravessar uma gama bem grande de materiais que usamos como 
embalagens de alimentos (vidro, papel, plástico, etc). As microondas têm utilizações 
industriais. São utilizadas também em radares da polícia rodoviária e em comunicações, 
como por exemplo, internet. 
Radiação infravermelha - Possui frequências abaixo da luz visível de tom 
avermelhado. O comprimento de onda estaria no domínio entre 700 nm e 1mm. Existem 
muitas aplicações para a radiação infravermelha. Mais recentemente ela tem sido 
utilizada em equipamentos para visão noturna, quando não há luz suficiente. É a faixa 
do espectro da radiação eletromagnética que é mais abundante no planeta Terra. Em 
termos tecnológicos, a radiação infravermelha é utilizada em controles remotos e 
aquecimento de objetos (como retirar gelo das asas de um avião antes da decolagem). 
Radiação ultravioleta - Também são ondas com frequências próximas do espectro 
visível, mas na outra extremidade do espectro em relação ao vermelho. A frequência 
dessa radiação está acima daquela associada à luz visível de tom violeta. A presença 
das radiações da faixa dos ultravioletas se faz sentir quando vamos à praia. O corpo 
fica bronzeado como uma reação natural, fisiológica, a exposição da pele à radiação 
ultravioleta proveniente do Sol. Desnecessário relatar que exposição excessiva a 
radiação UV podem acarretar conseqüências desastrosas do ponto de vista da saúde 
humana. A pele, os olhos e o sistema imune podem ter problemas agudos e às vezes 
crônicos. Lâmpadas ultravioletas podem ser utilizadas para esterilizar ferramentas em 
hospitais e laboratórios. Radiação UV pode ser útil no processo de pasteurização de 
sucos de fruta e para conservação de alimentos processados. 
Raios-x - É a radiação cujos fótons que a compõem têm a energia das mais altas. 
O comprimento de onda dessa radiação está entre 10 e 0,01 nm. Os raios-x são parte 
do conjunto de radiações ditas ionizantes. Representam, portanto, risco à saúde. 
Radiação ionizante é todo tipo ondas eletromagnética capaz de ionizar átomos e 
moléculas. Radiação alfa, beta ou gama são exemplos de radiação ionizante. Como já 
comentamos, os Raios-x são empregados na área médica (diagnósticos), na área 
cientifica (cristalografia), e na construção civil. 
Raios- - São as ondas de maior frequência do espectro eletromagnético. Elas são 
compostas por fótons de maior energia. Assim, ela é capaz de ionizar quase todos os 
átomo e moléculas. Representam altíssimo risco para a vida. 
Dessamaneira, as ondas eletromagnéticas interagem com os sistemas vivos em 
diversas formas dependendo a sua energia. Ondas com mais energia podem causar 
dados aos sistemas vivos, como ionização de moléculas ou até mesmo a 
desestruturação atômica. Já as ondas de maior energia não causam efeito biológico 
algum. As ondas da faixa do visível são muito abundantes na Terra e possuem papel 
fisiológico importante para todos os seres vivos. É nessa faixa que ocorre a percepção 
de radiação por todos os seres vivos e é nessa faixa que se ter energia para o processo 
fotossintético. 
Por fim, processos fotogenéticos e cronobiológicos são muito dependentes da 
periodicidade e do fluxo de ondas eletromagnéticas. A expressão de muitos genes, a 
ativação de muitas enzimas, a síntese de carotenóides, a síntese de muitos hormônios 
e de vitaminas, como a vitamina D, são dependentes da presença ou ausência de 
comprimentos específicos de ondas eletromagnéticas por um determinado período. Da 
mesma forma, o relógio biológico contador de luz-escuro e de verão-inverno são 
dependentes da periodicidade das ondas eletromagnéticas solares. 
Nós iremos focar, a partir daqui, nos aspectos energéticos das ondas 
eletromagnéticas. Dentro todos os aspectos de interação com a vida, esse é certamente 
o mais relevante em termos das bases biofísicas que estamos usando para abordar 
vida.