Archive for the ‘Metrologia e Meteorologia’ Category

A Neve e a Metrologia

10 de dezembro de 2014

campo de neve

Sim, sabemos que no Brasil a neve é pouco comum. Além disso, estamos em pleno verão! Nesta época o inverno está no hemisfério norte. Mas acontece que as paisagens nevadas do Natal pertencem à nossa cultura e são reforçadas pelo cinema e pelas tradições do velho continente. Ou seja, a neve vive no nosso imaginário e não é possível ignorá-la nesses dias de Papai Noel. Então, vamos falar de neve!

O processo de formação de um floco de neve é semelhante ao de uma gota de chuva, isto é, o vapor d’água presente na atmosfera se fixa em torno de uma partícula sólida em suspensão (pode ser sal, poeira e até bactérias!) formando um pequeno cristal de gelo.

Cristais de neve: fotos de Wilson Bentley (domínio público)

Os cristais se formam muito pequenos, com cerca de 3 µm a 5 µm. Um micrometro (não confundir com micrômetro, que é um instrumento de medir coisas pequenas) equivale a um milésimo de milimetro. Os cristais “crescem” e chegam a até uns 3 mm. O modo como as moléculas de água se organizam determina a forma hexagonal do cristal.

A nuvem precisa estar com temperatura abaixo de zero para formar neve. Alterações na temperatura e na umidade afetam o tamanho e forma do cristal.  Os famosos cristais em forma de estrela exigem temperaturas entre -22  °C e -10 °C  e maior umidade. Uma vez precipitada, a neve se acumula sobre a superfície. A neve recém precipitada tem densidade entre 30 kg/m³ a 50 kg/m³. Neves mais antigas e compactadas por sucessivas precipitações atingem 200 kg/m³, enquanto o gelo tem densidade de 900 kg/m³. A melhor neve para esquiar é a nova e fofa (powder), enquanto a pior é a neve já intensamente solidificada (icy).

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Metrologia e Meteorologia: O Anemômetro

21 de setembro de 2011

Anemômetro com hélice e catavento (foto wikipédia)

O nome anemômetro vem do grego “anemós”, que significa vento. Medir a velocidade e direção dos ventos é fundamental em meteorologia, sobretudo para prever o tempo climático.

Anemômetro de Conchas

Os tipos mais comuns de anemômetro são os de conchas e os de hélice. Ambos obedecem ao mesmo princípio de medição, ou seja, a passagem do ar pelas conchas ou pela hélice faz com que estas girem com velocidade proporcional à velocidade do vento. O movimento desses dispositivos é, por sua vez, transmitido a um sistema de registro, que pode ser mecânico, elétrico ou eletrônico. O sistema precisa ser calibrado para que registre corretamente a velocidade, e isto é feito em um túnel de vento.

O anemômetro de hélice fixo precisa de um catavento acoplado de modo a posicioná-lo contra o vento. Os anemômetros registram as velocidades em metros por segundo ou quilômetros por hora. O anemômetro fixo mais utilizado é o de conchas.

Os cataventos são muito antigos e ainda são usados na Europa, no telhado das casas, para indicar a direção do vento e deixar a propriedade mais charmosa. É muito fácil e divertido fabricar um catavento com hélice em casa. Já o anemômetro não é tão simples, pois o problema não é captar o vento, mas criar um dispositivo que registre a sua velocidade corretamente.

Metrologia e Meteorologia: O Barômetro

8 de setembro de 2011

No último post falamos sobre o higrômetro, instrumento que mede a umidade do ar. Agora, só para continuar no mesmo assunto, nós vamos falar do barômetro, aquele aparelho que mede a pressão atmosférica.

O barômetro foi inventado por Evangelista Torricelli em 1.643! Para compreender o seu funcionamento é bom recordar que pressão atmosférica é a força que a camada de ar que envolve a Terra exerce sobre uma superfície. Embora muito leve, o ar tem massa, ou seja, ar pesa! Por isso a pressão ao nível do mar é maior do que no topo de uma alta montanha.

O experimento de Torricelli, que deu origem ao barômetro de mercúrio, é bastante simples. Ele pegou um tubo de vidro bem estreito (capilar) com 1000 milímetros de comprimento (um metro), fechado numa das extremidades. Colocou mercúrio (HG) no tubo e o emborcou  dentro de uma cuba que também continha mercúrio. Resultado, o mercúrio contido no tubo escorreu para a cuba e parou na marca de 760 mm.

O barômetro de mercúrio continua em uso, pois embora não seja prático é muito preciso. Já o barômetro aneróide funciona mediante a pressão exercida numa câmara metálica. É menos preciso, mas é portátil e, por isso, é usado nos aviões para medir a altitude (nesse caso é chamado de altímetro).

Utiliza-se o barômetro para estudar o clima, inclusive previsão do tempo climático. Sim, a gente sabe que a previsão do tempo não inspira muita confiança. O barômetro ajuda bastante, pois quando a pressão atmosférica cai, existe uma boa chance de chover, nevar ou cair uma tempestade. Na verdade, prever o tempo é uma coisa muito complicada, não basta conhecer a pressão atmosférica. São necessários muitos outros parâmetros, como temperatura, nebulosidade, velocidade e direção dos ventos etc. A vida dos nossos quase homônimos, os meteorologistas, não é nada fácil.

Embora possamos medir a pressão atmosférica em milímetros de mercúrio, como fez  Torricelli, ou em milibares, atmosferas etc. os meteorologistas, a exemplo dos metrologistas, utilizam o pascal, pois esta unidade de medir é adotada pelo SI. Assim, 760mmHG equivalem a uma atmosfera, 1013,25 milibares ou, mais propriamente, 101.325 pascais.

Umidade Relativa do Ar: Fique de olho

5 de setembro de 2011

Termômetro e Higrômetro Digital

O inverno costuma ser uma estação fria e seca, isto é, chove pouco e o ar fica com baixa umidade relativa. Isso provoca desconforto em todo mundo e problemas de saúde principalmente nas crianças, idosos e nas pessoas que sofrem de doenças respiratórias.

Quando falamos em umidade relativa estamos nos referindo à quantidade relativa de vapor d’água presente na mistura de gases que compõem a atmosfera. Existe um limite para a quantidade de vapor d’água contida no ar. Num dado ambiente, o máximo de vapor d’água que o ar consegue reter é 4% do seu volume total, o que é chamado de saturação.

Um patamar confortável de umidade relativa deve ficar em torno de 45%. A Organização Mundial de Saúde recomenda valores entre 50% e 60%.  Umidade relativa de 50% equivale a 2% de vapor d’água na atmosfera. Por isso, umidade relativa de 30% exige atenção, e menos de 20% é preocupante, pois a quantidade de vapor d’água contida no ar é muito pequena.

O aparelho que mede umidade do ar é o higrômetro (não confundir com hidrômetro, instrumento de medir volume de água). O higrômetro tem o seu funcionamento baseado em algum material higrófilo, ou seja, que tenha capacidade de absorver a umidade atmosférica. O mais conhecido é o cabelo humano. O cabelo aumenta ou diminui de comprimento em função da umidade do ar, o que levou à invenção do higrômetro de cabelo. Bastava atar uma extremidade do cabelo a um ponto fixo e a outra a um ponteiro. Simples e eficiente.

Hoje, os modernos higrômetros digitais usam sais de lítio e se baseiam na variação da condutividade elétrica desses sais em função da quantidade de umidade que absorvem. De qualquer modo, é bom manter-se informado sobre a umidade relativa do ar para se proteger da secura excessiva. Se você puder, compre um higrômetro e um umidificador de ar. Ou, pelo menos, tome bastante líquido e coloque vasilhas e toalhas embebidas em água no ambiente onde você vai dormir.