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V Simpósio Brasileiro de Geofísica Espacial e Aeronomia
SBGEA
Monitoramento da ressonância de Schumann no campus do ITA em São
José dos Campos, SP
João Paulo Corrê[email protected]
Inácio [email protected]
Franklin [email protected]
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As radiações não ionizantes constituem, em geral, a parte do espectro eletromagnético cuja energia é baixa para romper as ligações atômicas. Entre elas encontram-se:
radiação ultravioleta, a luz visível, a radiação infravermelha, os campos de rádio frequências (RF), os campos de muito baixas frequências(ELF), os campos elétricos e magnéticos estáticos e as Ondas de Schumann.
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Essa radiação possui energia <12 eV (unidade de energia 1 eV = 1,602 x 10-19 Joules) e mesmo quando são de alta intensidade, não podem causar ionização num sistema biológico. Contudo, provou-se que essas radiações produzem outros efeitos biológicos, como por exemplo:
Aquecimento, alteração das reações químicas ou indução de correntes elétricas células.
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As ondas de Schumann e suas ressonâncias tem sido amplamente discutida do ponto de vista
teórico desde o ano de 1956. No entanto poucas medidas dos picos relativos das ressonâncias
tem sido efetuadas até a presente data, isto devido ao baixo valor da intensidade de campo
elétrico e de indução magnética transportada por ela.
Ressonância de Schumann são valores de ondas eletromagnéticas naturais e estacionárias, com comprimento de onda do tamanho da circunferência da Terra, que se propagam entre a superfície terrestre e a ionosfera, a cerca de 110 km de altura.
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As ressonâncias de Schumann são observadas porque o espaço entre a Terra a ionosfera
representa uma cavidade natural que funciona como um guia de ondas. Esta cavidade é
naturalmente excitada por variações nos campos elétrico e magnético na atmosfera tais como as produzidas por relâmpagos e outros tipos de
descargas elétricas atmosféricas.
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Devido a essa dinâmica seus valores de indução magnética(B) e campo elétrico (E) ou potencial elétrico sofrem influências das variações de densidade iônica da ionosfera.
Podendo obter variações medidas na ressonância de 7,8 Hz, entre 0,01 a 0,09x10-6V para potencial elétrico e 0,01 a 0,001 x 10-12 Tesla para indução magnética.
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Devido aos valores extremamente baixos de potencial elétrico e indução magnética, poucas medidas dos picos relativos das ressonâncias têm sido efetuadas até os dias atuais. Para o
monitoramento dessas ressonâncias no campus do ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica) em São José dos Campos, SP, utilizou-se um sensor SpectranNF fabricado pela empresa alemã Aaronia AG, em
uma escala com sensibilidade de 0,1 nVolt.
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O espectro da energia ambiental monitorada foi de 1 Hz a 40 Hz, um tempo de amostragem de 50 ms e largura de faixa de frequência (RBW) de 0,3 Hz.
Essa calibragem foi obtida após tratamento estatístico realizado pelo grupo; assim observou-se ressonâncias em 7,8 Hz, 20 Hz, e 33 Hz.
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Para medidas realizadas 2013 e 2014, pouca variação na intensidade de sinal nas ressonâncias foram detectadas, ficando sempre no
intervalo entre 0,01 e 0,15 µVolt. Na presente pesquisa buscou-se enfatizar o estudo da ressonância de 7,83 Hz, visto que a mesma é citada em diversos estudos como fundamental para o equilíbrio no
estado mental e físico dos seres humanos, ou seja, de alguma forma ainda não comprovada e pouco estudada as ondas de Schumann
estão ligadas a vida na Terra.
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O monitoramento das ressonâncias de Schumann podem fornecer informações importantes a respeito das condições meteorológicas, o estado da ionosfera e o campo elétrico atmosférico.
Usualmente, as medidas das ressonâncias de Schumann necessitam de instrumentos, receptores e antenas especializadas e de grande porte. Neste estudo, as ressonâncias foram observadas com instrumentos portáteis e de custo relativamente baixo. Isto pode significar uma nova maneira de monitorar estes importantes componentes do campo eletromagnético atmosférico.
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Como as ressonâncias de Schumann estão intimamente relacionadas à produção de relâmpagos, a sua monitoração pode fornecer
informações a respeito da quantidade e intensidade de descargas elétricas que ocorrem na atmosfera..
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A base principal de coleta de dados está localizada no
interior do campus do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA) em São José dos
Campos, SP (23° 12’ 45” S, 45° 52’ 20” W, alt. 620 m ).
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Outra parte dos instrumentos (detectores de raios gama e de nêutrons) está abrigada em container próximo à base da Torre de Observação de Fenômenos
Atmosféricos.
Trailer com instrumentos internos
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SBGEARadiação eletromagnética: É utilizado Spectran NF-530 para medir
variações no campo elétrico local a baixas frequências (1 a 1000 Hz).
Spectran NF desenvolvido pela empresa alemã Aaronia AG.
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Medida da onda natural de Schumann com 3 ressonâncias no dia 09/06/2014
Amostragem com baixa intensidade(ELF)
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Espectro da tensão elétrica no tempo evidenciando as ressonâncias de Schumann, medido no ITA no dia 23 de outubro de 2012 pelo SpectranNF
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Amostragem sem antena.
Agradecimentos ao CNPq CAPES e
ITA pelo suporte técnico da
pesquisa e aos membros e colabores
da pesquisa.
Dr. Inácio Malmonge Martin – ITADr. Jose Edmundo Silvério – ITADr. Mauro A. Alves – Pós-Doc ITADr. Bogos Nubar Sismanoglu - ITA Major Marcos Luiz de Andrade Pinto,
Pesquisador Senior – IAEDr. Anatoli Gusev - Space Research Institute
(IKI) Russian Academy of SciencesDr. Galina I. Pugacheva - Space Research
Institute (IKI) Russian Academy of SciencesDr. Walther N. Spjeldvick - Weber State
University, EUADr. Karel Kudela – Academia de Ciências da
Eslováquia, Kosice, Slovakia.
Alunos de Graduação Franklin Andrade Silva –Engenharia Civil
