Fisíca

Espectro Visível:

Com a evolução da Física ao longo dos anos, os cientistas perceberam que a luz possui um comportamento similar ao das ondas eletromagnéticas, a luz é uma oscilação e se propaga no vácuo com uma certa variação no tempo (frequência). Podemos associá-la como um exemplo para o som, sem caracterizar muitos detalhes o som é uma vibração mecânica do ar, onde frequências diferentes caracterizariam sons graves e agudos. Assim como o som, as frequências determinam as cores para a luz, para uma determinada faixa de frequências podemos observar as cores, e essa faixa de cores é chamada de espectro de luz visível.

Figura 1 – Ilustra a faixa dentro do espectro eletromagnético visível, ou seja, o Espectro Visível, escala em comprimento de onda.

Os limites do espectro visível  variam de pessoa para pessoa, mais ou menos, sendo assim, os olhos dos seres humanos tem uma faixa definida, se limitando entre 350nm a 700nm dos comprimentos de ondas para a luz visível.

Podemos dizer então que para cada cor temos uma determinada frequência e comprimento de onda que a distingue das demais, temos por exemplo: a luz vermelha que é uma luz de menor freqüência e consequentemente menor energia, já o violeta é uma luz de maior freqüência e nos submete a maior energia.

Existe a relação entre comprimento de onda (λ) e freqüência (f), cuja relação é inversamente proporcional, onde o comprimento da onda é dado pela divisão da velocidade da onda (no caso a velocidade da luz (c = 3×10⁸m/s)), pela frequência da onda.

λ = c/f

Abaixo segue uma tabela que ilustra bem cada faixa de frequência e comprimento de onda para as faixas de luz visíveis.

Cor	Comprimento de onda (nm)	Frequência (THz)
Vermelho	625 a 740	480 a 405
Laranja	590 a 625	510 a 480
Amarelo	565 a 590	530 a 510
Verde	500 a 565	600 a 530
Ciano	485 a 500	620 a 600
Azul	440 a 485	680 a 620
Violeta	380 a 440	790 a 680

Os estudos da energia da luz podem ser observados em diversos trabalhos da física, desde Newton com os estudos daseparação da luz branca utilizando um prisma, as mais sofisticadas técnicas de análises espectrográfica.

Um exemplo muito próximo de nós que mostra a “força”, ou melhor, a energia das frequências de luz, é o efeito fotoelétrico, que está presente nos shoppings ou estabelecimentos, onde a porta abre sozinha quando nos aproximamos.

Um dos precursores nesse estudo foi Heinrich Hertz em meados 1884, e um outro trabalho muito famoso que explicou satisfatoriamente o efeito publicado em 1905, intitulado “Um ponto de vista heurístico sobre a produção e transformação da luz”, onde ninguém mais que Einstein propôs uma explicação do efeito fotoelétrico e ganhou o prêmio Nobel por isso.

A relação energia (E) e frequência (f), proposta por Einstein, é proporcional e está relacionada por uma constante, aconstante de Planck (h), dada pela equação abaixo:

E = hf

Ao observarmos o espectro de radiação por completo as ondas eletromagnéticas tem uma atuação muito presente em nossas vidas, muito mais do que se imagina, a figura abaixo trás as frequências para as ondas e algumas aplicações.

Figura 2 – Gráfico que ilustra o espectro de radiações e todas as frequências. Fonte: GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física - http://www.if.usp.br/gref

Claramente percebemos que a faixa do espectro visível é apenas uma pequena porção quando comparada ao vasto mundo das ondas eletromagnéticas que nos rodeiam.

Radiação ultravioleta:

A radiação solar constitui um importante fator natural do clima da Terra influenciando significativamente o ambiente. A parte ultravioleta do espectro solar (UV) desempenha um papel determinante em muitos processos na biosfera, possuindo muitos efeitos benéficos, poderá no entanto causar graves prejuízos para a saúde se o nível de UV exceder os limites de “segurança”. 

De facto, se a quantidade de radiação ultravioleta exceder os limites a partir dos quais os mecanismos de defesa, inerentes a cada espécie, se tornam ineficazes, poderão ser causados graves danos a nível biológico, facto que também se aplica ao organismo humano e em particular aos órgãos da pele e da visão. Com o intuito de serem evitadas lesões, agudas e crónicas, resultantes da exposição a elevadas níveis de UV, as pessoas deverão limitar a sua exposição à radiação solar adotando medidas de proteção, medidas estas que variam consoante a sensibilidade de cada um à mesma radiação solar. 

A variação diurna e anual da radiação solar que chega à superfície é governada por fatores astronómicos e parâmetros geográficos bem como por condições atmosféricas. As ações decorrentes das atividades humanas que atingem a atmosfera, poluindo o ar e influenciando a camada de ozono, afetam também a radiação UV que chega à superfície. Consequentemente, a radiação UV é um parâmetro ambiental altamente variável no espaço e no tempo. A radiação ultravioleta (UV) faz parte do espectro da radiação solar nos comprimentos de onda compreendidos entre 290 nm a 400 nm. A chamada radiação UV-B corresponde ao intervalo espectral de 280 nm a 320 nm, sendo a principal responsável pela formação de queimaduras na pele, cancro da pele, cataratas e outros efeitos na saúde humana. A radiação solar UV-B que incide na atmosfera da Terra é absorvida principalmente pelo ozono estratosférico o qual se encontra entre 10 km e 50 km de altitude. No entanto, existem outros componentes atmosféricos que podem contribuir também para uma atenuação (por absorção e/ou por difusão) da radiação UV-B na atmosfera como as nuvens, o aerossol atmosférico e até o próprio ar. Existem ainda outros fatores que podem contribuir para o aumento da radiação UV-B como as reflexões das nuvens, neve, areia, etc.

A radiação ultravioleta e a camada de ozono

Cerca de 90 % do ozono atmosférico encontra-se na estratosfera (10-50 km). Assumindo que os outros fatores (altura do Sol, local, nebulosidade, aerossol, etc.) se mantêm constantes, as variações da radiação UV-B resultam das variações na espessura do ozono estratosférico devidas aos vários mecanismos de transporte formação e destruição do ozono na atmosfera. Nos últimos 20 anos observou-se uma redução gradual da espessura da camada de ozono principalmente nas latitudes médias e altas, atribuída à destruição do ozono por compostos químicos resultantes das atividades humanas. Esta redução aumenta regra geral na direção dos polos e com maior intensidade no chamado Buraco de Ozono da Antártida. 
Em Portugal a situação da camada de ozono não é significativamente diferente das outras regiões situadas à mesma latitude, observando-se uma redução de cerca de 3% por década durante os últimos 30 anos.

As preocupações resultantes do aumento da radiação UV-B devido à redução global da espessura da camada de ozono levaram a um aumento no interesse pela medição e previsão da radiação UV-B tendo em conta a grande variabilidade espacial e temporal do ozono.

Definição do Índice UV

A necessidade de fazer chegar ao público em geral informação sobre a radiação UV e sobre os seus possíveis efeitos nocivos, levou a comunidade científica a definir um parâmetro que pudesse ser usado como um indicador para as exposições a esta radiação. Este parâmetro chama-se Índice UV (IUV). Assim, o IUV é uma medida dos níveis da radiação solar ultravioleta que efetivamente contribui para a formação de uma queimadura na pele humana (eritema), sendo que a sua formação depende dos tipos de pele (I, II, III, IV) e do tempo máximo de exposição solar com a pele desprotegida.

	Bronzeia	Queima	Cabelo	Cor Olhos
I	Nunca	Queima	Ruivo	Azul
II	Às vezes	Às vezes	Loiro	Azul/Verde
III	Sempre	Raramente	Castanho	Cinza/Castanho
IV	Sempre	Raramente	Preto	Castanho

O Índice UV exprime-se numericamente como o resultado da multiplicação do valor médio no tempo da irradiância efetiva (W/m2) por 40. Exemplo: Uma irradiância efetiva de 0.2 W/m2 corresponde a um valor do UVI de 8.0.
O Índice UV varia entre menor que 2, em que o UV é baixo, 3 a 5, Moderado, 6 a 7, Alto, 8 a 9, Muito Alto e superior a 11 Extremo. Os valores médios do UV para a latitude de Portugal, enquadram-se para o período compreendido entre os meses de Outubro e Abril entre 3 e 6, o que significa Moderado com possibilidade de Alto em alguns momentos deste período e entre 9 e 10 para o período compreendido entre Maio e Setembro, o que corresponde a Muito Alto.

        

E além dos cuidados com a pele e a aplicação do protetor solar, não podemos esquecer que existem horários onde o sol é mais forte, e este horário esta entre 10h e 16h, desta maneira o sol deve ser evitado neste período.

Ou seja o melhor horário para tomar sol é antes das 10 horas da manhã e a após as 16 horas.