Termografia - Física Aplicada
De Metodologia
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A termografia é uma técnica de sensoriamento remoto que forma uma imagem térmica de um corpo ou de um cenário. É um método avançado de ensaio não destrutivo. O equipamento utilizado é chamado de câmera termográfica que além de formar uma imagem térmica, dá informações de temperatura. Este permite visualizar o perfil térmico e medir as variações de calor emitido pelas diversas regiões da superfície a ser analisada, sem o contato com a mesma. Assim é possível formar uma imagem térmica ou termograma. | A termografia é uma técnica de sensoriamento remoto que forma uma imagem térmica de um corpo ou de um cenário. É um método avançado de ensaio não destrutivo. O equipamento utilizado é chamado de câmera termográfica que além de formar uma imagem térmica, dá informações de temperatura. Este permite visualizar o perfil térmico e medir as variações de calor emitido pelas diversas regiões da superfície a ser analisada, sem o contato com a mesma. Assim é possível formar uma imagem térmica ou termograma. | ||
Tem sido utilizada em áreas cada vez mais diversas, da militar, médica, indústria, pesquisas, chegando até ao comportamento humano e nos últimos anos, os baixos custos permitiram uma disseminação ainda maior. | Tem sido utilizada em áreas cada vez mais diversas, da militar, médica, indústria, pesquisas, chegando até ao comportamento humano e nos últimos anos, os baixos custos permitiram uma disseminação ainda maior. | ||
| − | As novas tecnologias, a transformação na forma da construção do conhecimento e a estrutura do sistema social atual, convergem para explorar e mostrar o potencial dessa técnica. Uma das faces dos avanços na tecnologia do equipamento utilizado, faz simplificar o seu uso e induzir os amadores à conclusões | + | As novas tecnologias, a transformação na forma da construção do conhecimento e a estrutura do sistema social atual, convergem para explorar e mostrar o potencial dessa técnica. Uma das faces dos avanços na tecnologia do equipamento utilizado, faz simplificar o seu uso e induzir os amadores à conclusões errôneas devido ao completo desconhecimento dos princípios básicos envolvidos. |
Assim propomos iniciar o entendimento do assunto, analisando um fenômeno que envolve energia térmica, como por exemplo a fumaça. Vamos tentar responder a seguinte pergunta; o que acontece com a fumaça, qual o seu movimento? A fumaça vista em nosso dia a dia. Pensem a respeito. | Assim propomos iniciar o entendimento do assunto, analisando um fenômeno que envolve energia térmica, como por exemplo a fumaça. Vamos tentar responder a seguinte pergunta; o que acontece com a fumaça, qual o seu movimento? A fumaça vista em nosso dia a dia. Pensem a respeito. | ||
FOTOGRAFIA | FOTOGRAFIA | ||
| − | Agora convido-o a dar uma olhada em algumas fotografias de diversas situações envolvendo fumaça. Vamos ver? [https://sites.google.com/site/epluar/Fotografias%20de%20fuma%C3%A7as.pdf?attredirects=0 | + | Agora convido-o a dar uma olhada em algumas fotografias de diversas situações envolvendo fumaça. Vamos ver? [https://sites.google.com/site/epluar/Fotografias%20de%20fuma%C3%A7as.pdf?attredirects=0 Imagens] |
Temos experiencias diárias com fumaça, seja nas chaminés de industrias, lareiras ou fogões caseiros, uma fogueira no terreno baldio, dos escapamentos dos automóveis entre outros.Seria razoável se respondessemos que a fumaça sobe. | Temos experiencias diárias com fumaça, seja nas chaminés de industrias, lareiras ou fogões caseiros, uma fogueira no terreno baldio, dos escapamentos dos automóveis entre outros.Seria razoável se respondessemos que a fumaça sobe. | ||
VIDEO VISÍVEL | VIDEO VISÍVEL | ||
| − | Mas para qualquer situação a fumaça irá subir? Vamos propor uma experiencia que nos auxilie neste estudo. Vamos colocar fogo uma extremidade de uma folha de papel enrolada. A outra extremidade fica dentro da garrafa pet. O que será que acontece com a fumaça em ambas as extremidades? Você consegue imaginar? Vamos ver o vídeo? | + | Mas para qualquer situação a fumaça irá subir? Vamos propor uma experiencia que nos auxilie neste estudo. Vamos colocar fogo uma extremidade de uma folha de papel enrolada. A outra extremidade fica dentro da garrafa pet. O que será que acontece com a fumaça em ambas as extremidades? Você consegue imaginar? Vamos ver o vídeo?[http://youtu.be/Mpl3JwLwWAA Video no visível.] |
| + | {{#ev:youtube|Mpl3JwLwWAA|360|center}} | ||
| + | O que aconteceu com a fumaça em ambas as extremidades? Onde havia a chama a fumaça subiu. Na extremidade oposta, dentro da garrafa a fumaça desceu como se fosse "areia". Você faz ideia do por quê? | ||
| − | + | Nesse contexto, onde a termografia entra? De que forma podemos utilizar esta técnica para nos responder, ou mostrar um caminho, para que possamos propor um modelo? | |
| − | + | Para responder a todas estas questões vamos, primeiramente entender o que é a termografia, como funciona e onde podemos aplicá-la. | |
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| + | ==A Máquina Termográfica== | ||
| + | Apresentar o que é uma câmera termográfica, como funciona, para que serve... | ||
| + | Videos e imagens termográficas em diversas situações. Ex: http://www.youtube.com/watch?v=tI2bWB9SCJw | ||
| − | + | ==Ondas Eletromagnéticas== | |
| + | Explicar o conceito de onda eletromagnética e como a câmera termográfica realizar suas medidas utilizando estas ondas. | ||
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| + | ==Aplicações== | ||
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| + | ==Explicação Física Para o Problema Inicial== | ||
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| + | De um lado existe a chama e uma intensa energia térmica, do outro lado a garrafa está aberta ao ambiente, por tanto somente serve para não provocar movimento do ar, mas a energia térmica é bem menor. Assim o movimento da fumaça, de subida de um lado e de descida de outro está associado à energia térmica, ou seja, à temperatura da fumaça. Do lado da chama a fumaça está com temperatura altíssimas. A fumaça como resíduo da queima tem moléculas mais pesadas que o ar, porem em altas temperaturas sua densidade é tão baixa que fica mais leve que o ar e sobe. Próxima da chama, mas dentro do papel enrolado, a fumaça está quente mas está trancada e inicia a troca de energia térmica para o papel, buscando o equilíbrio térmico. O papel esquenta (vamos ver isso com termografia) e a fumaça resfria. A medida que o papel vai queimando a fumaça vai sendo empurrada para cima mas quando chega na outra extremidade sua temperatura está baixa, com alta densidade, mais pesada que o ar, descendo dentro da garrafa. Agora como a termografia pode nos ajudar? | ||
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| + | Como a termografia é uma técnica que nos fornece imagens térmicas, ou seja, imagens feitas pelo calor dos corpos, podemos utilizá-la para provar que o papel aqueceu. O papel recebeu a energia térmica da fumaça e aqueceu, logo a fumaça esfriou. Então, caso consigamos perceber com a ajuda da termografia que o papel foi aquecendo, comprovaremos nossa teoria. Para isso vamos ver o vídeo da mesma experiencia, agora em infravermelho. | ||
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| + | [http://www.youtube.com/watch?v=20yNcxVrqrg&feature=youtu.be Video no visível com alguns tipos de queima] | ||
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Para esta situação a fumação que está na extremidade do papel que tem fogo, sobe. Na extremidade oposta, dentro da garrafa, a fumaça desce. Por que isso acontece? O que você responderia? Quais as variáveis envolvidas? | Para esta situação a fumação que está na extremidade do papel que tem fogo, sobe. Na extremidade oposta, dentro da garrafa, a fumaça desce. Por que isso acontece? O que você responderia? Quais as variáveis envolvidas? | ||
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Voltemos agora a tentar interpretar nossa experiencia com a fumaça com a termografia como ferramenta de auxílio. Podemos perceber que a imagem térmica mostra um aquecimento na folha de papel muito além da chama, ou seja, o que está aquecendo o papel não é o fogo mas sim a fumaça que está interna à folha. A medida que a quantidade de fumaça no interior da folha aumenta, ela é pressionada para a extremidade oposta da folha. Ao mesmo tempo ela entrega energia térmica para o papel. Isso é comprovado com a termografia. a medida que a temperatura do papel sobe, a da fumaça desce, buscando um equilíbrio térmico (lei da termodinâmica). Quando a fumaça chega na extremidade da folha, já dentro da garrafa, está com uma temperatura muito menor que a fumaça imediatamente próxima do fogo. Com a temperatura é menor, a densidade é maior e desce. | Voltemos agora a tentar interpretar nossa experiencia com a fumaça com a termografia como ferramenta de auxílio. Podemos perceber que a imagem térmica mostra um aquecimento na folha de papel muito além da chama, ou seja, o que está aquecendo o papel não é o fogo mas sim a fumaça que está interna à folha. A medida que a quantidade de fumaça no interior da folha aumenta, ela é pressionada para a extremidade oposta da folha. Ao mesmo tempo ela entrega energia térmica para o papel. Isso é comprovado com a termografia. a medida que a temperatura do papel sobe, a da fumaça desce, buscando um equilíbrio térmico (lei da termodinâmica). Quando a fumaça chega na extremidade da folha, já dentro da garrafa, está com uma temperatura muito menor que a fumaça imediatamente próxima do fogo. Com a temperatura é menor, a densidade é maior e desce. | ||
| − | Agora podemos repensar a pergunta inicial da fumaça... por tanto as variáveis envolvidas são temperatura, densidade, força peso, empuxo... | + | Agora podemos repensar a pergunta inicial da fumaça... por tanto as variáveis envolvidas são temperatura, densidade, força peso, empuxo... |
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