- os desafios da manutenção da vida em um ambiente imerso em Radiação Eletromagnética
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Informações: acm@acm-itea.org
Nesta palestra são abordados os conceitos mais primitivos das quatro forças que regem a natureza como ela é (sendo elas a força nuclear forte, o eletromagnetismo, a força nuclear fraca e a gravidade, promovidas respectivamente pelos glúons, fótons, bósons e grávitons), apoiados nas ferramentas de análise da física quântica dos notáveis predecessores acadêmicos, Max Planck, Albert Einstein, Erwin Schrödinger e o professor Max Born, da qual descendo academicamente, aliás, uma vez que a física Newtoniana fracassaria em aportar totalmente esta discussão.
Após construída essa ponte entre os feitos de nossos antepassados acadêmicos e os desafios da contemporaneidade, no que tange a manutenção da vida em meio a um ambiente obliterado por estes promotores da energia, no caso desta discussão, os fótons em especial, tanto de fontes naturais como os que se originam das modernas tecnologias sem fio como computadores, telefones móveis, e mesmo os dispositivos vestíveis ou implantáveis (fones, relógios, cardioversor-desfibrilador implantável, tomógrafos entre outros), pretendemos extrapolar a sua compreensão na esperança de potencializar a prospecção de oportunidades de aplicações inovadores que possam nos ajudar a moldar a natureza como ela poderia ser submetendo-a a condições de contorno que as tornem seguras e compatíveis com a vida como ela é, auxiliando-nos a alcançar a vida como ela poderia ser.
De maneira adjacente, podemos caminhar ao longo de prados filosóficos relacionados a questões sobre: Telefonia Celular, Raio-X (Abreografia), Radiação solar, WiFi, Bluetooth e demais exposições a radiofrequência e os possíveis riscos à manutenção da vida.
Breve viagem pela História
A radiação eletromagnética é uma forma de energia que se propaga no espaço em forma de ondas. Ela é composta por campos elétricos e magnéticos que oscilam perpendicularmente entre si e à direção de propagação. A radiação eletromagnética pode ter diferentes frequências e comprimentos de onda, que determinam suas propriedades e aplicações. Neste texto, vamos apresentar um breve histórico sobre o estudo da radiação eletromagnética, destacando os principais autores, livros e personalidades que contribuíram para o seu desenvolvimento e compreensão.
Origens
O estudo da radiação eletromagnética tem suas origens na antiguidade, quando os gregos observaram que alguns materiais, como o âmbar, podiam atrair objetos leves após serem atritados. Esse fenômeno foi chamado de eletricidade, do grego elektron, que significa âmbar. No século XVI, o médico inglês William Gilbert foi o primeiro a usar o termo magnetismo para descrever a atração entre ímãs e metais. Ele também propôs que a Terra era um grande ímã, explicando assim a orientação das bússolas. Em seu livro De Magnete (1600), ele descreveu vários experimentos sobre eletricidade e magnetismo, sendo considerado o pai da eletrostática e do magnetismo terrestre.
O Século das Luzes
No século XVIII, conhecido como o Século das Luzes, houve um grande avanço no conhecimento sobre a eletricidade e o magnetismo. Um dos pioneiros foi o físico francês Charles-Augustin de Coulomb, que formulou a lei que leva seu nome, que estabelece a força entre duas cargas elétricas. Em sua obra Théorie des machines simples (1781), ele também estudou as forças entre ímãs e os fenômenos de indução magnética. Outro importante pesquisador foi o físico italiano Alessandro Volta, que inventou a pilha elétrica em 1800, fornecendo uma fonte contínua de corrente elétrica. Ele também descobriu o princípio da capacitância elétrica, medindo a carga armazenada em um condutor isolado. Em sua homenagem, a unidade de tensão elétrica é chamada de volt.
A Unificação do Eletromagnetismo
No século XIX, ocorreu a grande revolução no estudo da radiação eletromagnética, com a unificação dos conceitos de eletricidade e magnetismo em uma única teoria. O responsável por essa façanha foi o físico escocês James Clerk Maxwell, que formulou as quatro equações diferenciais que regem os fenômenos eletromagnéticos. Em seu livro A Treatise on Electricity and Magnetism (1873), ele demonstrou que as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com a mesma velocidade da luz, sugerindo que a luz era uma forma de radiação eletromagnética. Ele também previu a existência de outras formas de radiação invisíveis ao olho humano, como os raios X e as ondas de rádio.
As Aplicações da Radiação Eletromagnética
No final do século XIX e início do século XX, vários cientistas exploraram as aplicações práticas da radiação eletromagnética, abrindo novos campos de pesquisa e tecnologia. Um dos primeiros foi o físico alemão Heinrich Hertz, que confirmou experimentalmente a existência das ondas de rádio em 1887, usando um oscilador elétrico e um detector de faíscas. Ele também mediu o comprimento de onda e a frequência dessas ondas, dando origem à unidade de medida hertz (Hz). Outro pioneiro foi o físico inglês William Crookes, que descobriu os raios catódicos em 1879, ao observar um feixe luminoso dentro de um tubo de vidro com gás rarefeito sob alta tensão. Ele também inventou o tubo de Crookes, um dispositivo que permitiu o estudo dos raios X, descobertos pelo físico alemão Wilhelm Röntgen em 1895.
Ademais, a radiação eletromagnética tem uma ampla gama de aplicações, desde a medicina até as telecomunicações. Porém, a preocupação com os possíveis efeitos adversos da exposição prolongada a campos eletromagnéticos tem sido tema de debate e estudo contínuo. Autores como Albert Gurvich, em suas pesquisas sobre a mitogenic radiation e o ciclo celular, e Fritz-Albert Popp, em “Evidence of non-classical (squeezed) light in biological systems” (2002), têm contribuído para a compreensão desses desafios e para o desenvolvimento de abordagens mais seguras no uso da radiação eletromagnética.
Efeitos biológicos da radiação eletromagnética
A interação da radiação eletromagnética com os tecidos biológicos pode provocar alterações moleculares, celulares e fisiológicas, que podem ser classificadas em dois tipos: térmicos e não térmicos. Os efeitos térmicos são aqueles causados pelo aumento da temperatura dos tecidos, devido à absorção da energia da radiação. Esses efeitos podem ser benéficos, como no caso da termoterapia, ou prejudiciais, como no caso das queimaduras ou do estresse térmico. Os efeitos não térmicos são aqueles que ocorrem independentemente do aumento da temperatura, e que podem envolver mecanismos bioquímicos, biofísicos ou bioelétricos. Esses efeitos são mais difíceis de serem detectados e quantificados, e ainda são objeto de controvérsia na comunidade científica.
Um dos primeiros autores a estudar os efeitos biológicos da radiação eletromagnética foi o físico russo Aleksandr Gurvich, que em 1923 propôs a existência de “raios mitogênicos”, capazes de estimular a divisão celular. Ele também foi o precursor do conceito de “biofótons”, partículas de luz emitidas pelos organismos vivos. Outro autor importante foi o biólogo alemão Fritz-Albert Popp, que em 1970 desenvolveu um método para medir os biofótons e demonstrou que eles estão relacionados com os processos metabólicos das células. Popp também sugeriu que os biofótons podem ser responsáveis pela comunicação celular e pela regulação dos ritmos biológicos.
Um dos livros mais influentes sobre os efeitos biológicos da radiação eletromagnética foi “The Body Electric”, publicado em 1985 pelo médico americano Robert O. Becker. Nesse livro, Becker relata suas pesquisas sobre a capacidade de regeneração dos tecidos em animais e humanos, mediada por correntes elétricas endógenas. Ele também mostra como a exposição à radiação eletromagnética pode interferir nesse processo, causando distúrbios no crescimento, na cicatrização e na diferenciação celular. Becker defende que a radiação eletromagnética pode ser considerada um poluente ambiental, que afeta o equilíbrio do campo elétrico natural do organismo.
Uma das personalidades mais relevantes no campo dos efeitos biológicos da radiação eletromagnética foi o físico sueco Bo Sernelius, que foi presidente do Comitê Científico Internacional sobre Radiação Não Ionizante (ICNIRP) entre 1996 e 2004. Sernelius foi um dos responsáveis pela elaboração das diretrizes internacionais para a proteção contra a exposição à radiação eletromagnética, baseadas nos limites de absorção específica (SAR) para os diferentes tipos de radiação. Ele também contribuiu com vários estudos sobre os mecanismos físicos envolvidos na interação da radiação com a matéria.
Conclusão
A radiação eletromagnética é um dos fenômenos mais fascinantes e importantes da física, que revela a natureza da luz e da matéria. Ela também tem inúmeras aplicações na ciência, na medicina, na comunicação, na indústria e na arte. Neste texto, apresentamos um breve histórico sobre o estudo da radiação eletromagnética, desde as primeiras observações dos gregos até as descobertas e invenções do século XX. Esperamos que este texto tenha despertado o seu interesse e curiosidade sobre esse tema tão rico e relevante.
Desde as descobertas iniciais até as aplicações modernas, a compreensão dos efeitos biológicos dessa forma de energia tem evoluído constantemente. As pesquisas atuais buscam avançar na compreensão dos efeitos e na aplicação segura da radiação eletromagnética, garantindo seu uso benéfico para a sociedade.
Referências Bibliográficas
Becker, R. O., & Selden, G. (1985). The body electric: electromagnetism and the foundation of life. New York: Morrow.
Coulomb, C. A. (1781). Théorie des machines simples. Paris: Bachelier.
Crookes, W. (1879). On radiant matter. Proceedings of the Royal Society of London, 28, 405-410.
Gilbert, W. (1600). De Magnete. Londres: Peter Short.
Gurvich, A. G. (1944). The mitogenic radiation and the cell cycle. Moscow: USSR Academy of Sciences.
Hertz, H. (1887). Über sehr schnelle elektrische Schwingungen. Annalen der Physik und Chemie, 31, 421-448.
Maxwell, J. C. (1873). A Treatise on Electricity and Magnetism. Oxford: Clarendon Press.
Popp, F. A., Chang, J. J., Herzog, A., Yan, Z., & Yan, Y. (2002). Evidence of non-classical (squeezed) light in biological systems. Phys Lett A, 293(1-2), 98-102.
Röntgen, W. (1896). On a new kind of rays. Nature, 53, 274-276.
Sernelius, B. E. (2018). Physical mechanisms for biological effects of low-intensity electromagnetic fields. Bioelectromagnetics, 39(4), 277-287.
Volta, A. (1800). On the electricity excited by the mere contact of conducting substances of different kinds. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 90, 403-431.
Nota: Parte do texto foi produzida em sinergia com IA.
Alexandre Maniçoba de Oliveira
O professor Alexandre Maniçoba (pronuncia-se: Manissóba) de Oliveira ocupa o cargo de Professor EBTT NívelD303 junto a Coordenadoria de Engenharia de Controle e Automação do Campus Cubatão do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo onde é o Pesquisador Líder do Laboratório James Clerk Maxwell de Micro-ondas e Eletromagnetismo Aplicado.
É Engenheiro Eletricista modalidade Computação (2009) formado pela Universidade Católica de Santos, Mestre (2012) e Doutor (2015) em Ciências da Engenharia Elétrica formado pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo sob orientação do prof. João Francisco Justo Filho, Ph.D.
Realizou pós-doutorado no Departamento de Engenharia de Sistemas Eletrônicos (PSI) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (2017), sob a supervisão do prof. João Francisco Justo Filho, Ph.D.
É membro suplente do conselho fiscal da Sociedade Brasileira de Micro-ondas e Optoeletrônica (Gestão 2023 -2024) e foi membro do conselho deliberativo da mesma sociedade durante o período das gestões 2019 – 2020 e 2021 – 2022.
É Assessor ad hoc da FAPESP na área de Engenharia Elétrica. Tem experiência na área RFIC (radio-frequency integrated circuit), Antenas de Micro-ondas e Educação Científica e Tecnológica.
É Membro do IEEE Antennas and Propagation Societye IEEE Yong Professionals.
É revisor da IEEE Transaction On Antenna and Propagation, é autor de 118 artigos científicos e inventor da primeira patente internacional depositada pelo IFSP.
Comentários
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| É muito satisfatório ver a matemática em outras áreas atuando. (Aguinaldo Antonio Rodrigues) |
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| Excelente palestra, parabéns (Cláudio Firmino Arcanjo) |
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| Muito bom (Erick Lucas Correia Cordeiro ) |
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| Excelente palestra e tema. Parabéns! (Flávio Maximiano da Silva Rocha) |
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| Excelente palestra (Francisco Lucas do Nascimento Lopes ) |
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| Excelente apresentação! (Laelson de Lira Silva) |
| Ótima palestra, muito bem desenvolvida! (Laila Ellen Saraiva Costa ) |
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| Palestra bem interessante (Luzimar Ferreira Sombra) |
| Os desafios da manutenção da vida em um ambiente imerso em Radiação Eletromagnética com Alexandre Maniçoba de Oliveira (Marcos Willian Da Silva Moreira) |
| Excelente palestra do professor Alexandre! (Maria Gertrudes da Rocha ) |
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