O que é fogo? Os antigos gregos consideravam o fogo um dos elementos fundamentais do universo, junto com a água, a terra e o ar. Esse conjunto faz sentido intuitivamente: você pode sentir o fogo assim como pode sentir os outros três elementos. Você pode também vê-lo, cheirá-lo e movê-lo de um lugar para o outro.

Mas o fogo é algo completamente diferente. Terra, água e ar são formas de matéria (eles são feitos de milhões de átomos agrupados). O fogo não é matéria, mas sim um efeito secundário visível e tangível da matéria em modificação (é parte de uma reação química).

Normalmente o fogo surge de uma reação química entre o oxigênio na atmosfera e algum tipo de combustível (madeira ou gasolina, por exemplo). Obviamente, a madeira e a gasolina não pegam fogo espontaneamente só porque estão cercados de oxigênio. Para que a reação de combustão ocorra, você precisa aquecer o combustível até sua temperatura de ignição.

Eis a seqüência de eventos quando um pedaço de madeira pega fogo:

alguma coisa aquece a madeira até uma temperatura bem alta. O calor pode vir de diferentes origens: um fósforo, um foco de luz, fricção, relâmpago ou outra coisa que já esteja queimando;

quando a madeira atinge aproximadamente 150ºC, o calor decompõe parte do material de celulose que constitui a madeira;

parte do material decomposto é liberado na forma de gases voláteis. Esses gases são conhecidos como fumaça (em inglês). A fumaça é composta de hidrogênio, carbono e oxigênio. O resto do material forma carvão, que é quase carbono puro, e cinza, que é composta de todos os minerais da madeira que não queimam (cálcio, potássio, etc). Carvão é o que você compra como carvão vegetal. É a madeira que foi aquecida para remover quase todos os gases voláteis, sobrando o carbono. É por isso que o fogo feito com carvão queima sem fazer fumaça;

a queima da madeira ocorre em duas reações separadas: quando os gases voláteis estão quentes o

suficiente (cerca de 260ºC, no caso da madeira), as moléculas constituintes se quebram e os átomos se recombinam com o oxigênio para formar água, dióxido de carbono e outros produtos. Em outras palavras, eles queimam;

o carbono do carvão também se combina com o oxigênio, que é uma reação muito mais lenta. É por isso que o carvão vegetal da churrasqueira pode continuar quente por bastante tempo.

Um efeito secundário dessas reações químicas é muito calor. O fato de as reações químicas no fogo gerarem bastante calor novo é que mantém o fogo.

Muitos combustíveis queimam em uma etapa. A gasolina é um bom exemplo. O calor vaporiza a gasolina e essa queima como gás volátil. Não há carvão.

Os humanos também têm aprendido como dosar o combustível e controlar o fogo. Uma vela é um instrumento para vaporizar e queimar lentamente a cera.

à medida que se aquecem, os átomos de carbono que estão subindo (assim como os átomos de outros materiais) emitem luz. Esse efeito de "luz produzida pelo calor" é chamado de incandescência e é o mesmo tipo de efeito que cria a luz em uma lâmpada. É o que causa a chama visível. A cor da chama varia dependendo da

temperatura e do material que você está queimando. A variação de cores dentro de uma chama é causada pelas diferentes temperaturas. Normalmente, a parte mais quente de uma chama (a base) é azul e as partes mais frias do topo são alaranjadas ou amarelas.

Além de emitirem luz, as partículas de carbono que sobem podem se acumular nas superfícies ao redor, na forma de fuligem.

O que há de perigoso nas reações químicas que ocorrem no fogo é o fato de serem auto-perpetuáveis. O próprio calor da chama mantém o combustível na temperatura de ignição, contribuindo para que queime enquanto houver combustível e oxigênio. A chama aquece todo o combustível que há ao redor, de modo que esse também libera gases. Quando a chama causa a ignição dos gases, o fogo se alastra.

Na Terra, a gravidade determina como a chama vai queimar. Todos os gases quentes presentes na chama são muito mais quentes (e menos densos) do que o ar ao redor, portanto, se movem para cima em direção à menor pressão. É por isso que o fogo normalmente se espalha para cima e também é por isso que as chamas ficam sempre "apontando" para o alto. Se você precisasse acender fogo em um ambiente de microgravidade - por exemplo, em um ônibus espacial - ele teria a forma de uma esfera.

Variáveis do fogo Na última seção, vimos que o fogo é resultado de uma reação química entre dois gases, normalmente oxigênio e um gás combustível. O gás combustível é criado pelo calor. Em outras palavras, com o calor fornecendo a energia necessária, os átomos em um composto gasoso quebram suas ligações entre si e se recombinam com os átomos do oxigênio disponível no ar para formar novos compostos e muito mais calor.

Imagem cedida pela NASA

O fogo forma uma esfera na microgravidade

Somente alguns compostos se quebrarão prontamente e se recombinarão desse modo: os vários átomos precisam ser atraídos entre si da maneira correta. Quando você ferve água, por exemplo, ela assume a forma gasosa de vapor, mas esse gás não reage com o oxigênio do ar. Não há uma atração forte entre os dois átomos de hidrogênio e o átomo de oxigênio da molécula de água e os dois átomos da molécula de oxigênio, de modo que o composto de água não se quebra e recombina.

Os compostos mais inflamáveis contêm carbono e hidrogênio, que se recombinam com o oxigênio de maneira relativamente fácil para formar dióxido de carbono, água e outros gases.

Combustíveis inflamáveis diferentes podem pegar fogo em diferentes temperaturas. É preciso uma certa quantidade de energia térmica para transformar qualquer material específico em um gás e ainda mais energia térmica para desencadear a reação com o oxigênio. O nível de calor necessário varia dependendo da natureza das moléculas que constituem o combustível. A temperatura de ignição provocada é o nível de calor necessário para formar um gás que sofrerá ignição quando exposto a uma faísca. Na temperatura de ignição espontânea, que é muito mais alta, o combustível sofre ignição sem faísca.

O tamanho do combustível também afeta a probabilidade de ele pegar fogo. Um combustível maior, como uma árvore grossa, pode absorver bastante calor e, portanto, é preciso bem mais energia para elevar a temperatura de uma parte em particular até a temperatura de ignição. Um palito de dente pega fogo mais facilmente porque se aquece mais rápido.

A produção de calor de um combustível depende de quanta energia os gases liberam na reação de combustão e com que velocidade o combustível queima. Os dois fatores dependem, em grande parte, da composição do combustível. Alguns compostos reagem com o oxigênio de tal modo que sobra bastante "energia térmica extra". Outros emitem uma quantidade menor de energia. Similarmente, a reação do combustível com o oxigênio pode acontecer muito rapidamente ou mais lentamente.

A forma do combustível também afeta a velocidade com que ele queimará. Pedaços finos de combustível queimam mais rapidamente do que pedaços mais largos, pois uma proporção maior de sua massa fica exposta ao oxigênio a qualquer momento. Você poderia queimar uma pilha de lascas de madeira ou papel

muito mais rapidamente do que poderia queimar um bloco de madeira com a mesma massa, pois as lascas e o papel têm uma área de superfície muito maior.

Desse modo, o fogo de cada combustível se comporta de um modo peculiar. Os especialistas podem ter uma idéia de como um fogo iniciou observando o modo como afetou as áreas ao redor. O fogo de um combustível de combustão rápida, que produza muito calor, provocará um tipo de dano diferente do que um fogo de combustão lenta.

Para mais informações sobre a ciência do fogo, confira os links da próxima

Respirar oxigênio puro é prejudicial à saúde?

O ar que respiramos possui 21% de oxigênio. Respirar oxigênio puro pode ser prejudicial. Os danos que ele pode causar dependem da pressão do oxigênio (a pressão do ar normal é 760 torr ou 1 atmosfera) e do tempo de exposição. Antes de falarmos sobre os efeitos de respirar oxigênio puro, vamos dar uma olhada em como os pulmões funcionam:

Os pulmões são, basicamente, uma longa série de tubos ramificados que partem de seu nariz e boca (traquéia, brônquios, bronquíolos) e acabam em pequenos sacos de ar com paredes finas chamados alvéolos, muito parecidos com bolhas de sabão na ponta de um canudinho. Cada alvéolo é revestido com uma única camada de células epiteliais. Circundando cada alvéolo existem pequenos vasos sangüíneos finos que possuem apenas uma camada de células epiteliais chamadas de capilares pulmonares. Entre os capilares e o alvéolo há uma parede fina (de cerca de 0,5 mícron de espessura) através da qual vários gases (oxigênio, dióxido de carbono e nitrogênio) podem ser trocados entre o ar do alvéolo e o sangue no capilar.

Quando você inspira o ar (altas concentrações de nitrogênio e oxigênio, mas baixa concentração de dióxido de carbono), o alvéolo se enche com esse ar. Por causa da alta concentração de oxigênio no ar e da baixa concentração no sangue que entra nos capilares pulmonares, o oxigênio flui ou se difunde do ar para o sangue. Do mesmo modo, em razão da maior concentração de dióxido de carbono no sangue que entra nos capilares do que no ar alveolar, o dióxido de carbono se difunde do sangue para o alvéolo. A concentração de nitrogênio no sangue e no ar do alvéolo é quase a mesma. Há a troca gasosa através da parede alveolar e o ar no interior do alvéolo se torna pobre em oxigênio e rico em dióxido de carbono. Quando você expira, o alvéolo se desfaz desse ar enriquecido de dióxido de carbono e pobre em oxigênio.

Agora vamos dar uma olhada nos efeitos da respiração com oxigênio puro. Em porquinhos-da-índia expostos à pressão normal com oxigênio puro por 48 horas, houve acúmulo de fluido nos pulmões (edema pulmonar) e as células epiteliais que revestem os alvéolos e os capilares pulmonares foram danificados. Esse dano provavelmente foi causado por uma forma de molécula com oxigênio muito reativa chamada radical livre de oxigênio, que destruiu as proteínas e membranas nas células epiteliais. Em humanos que respiraram oxigênio puro à pressão normal, foram observados os seguintes efeitos:

edema pulmonar (pacientes em tratamento intensivo com respiradores, expostos por 30 horas ou mais);

queda da taxa de troca gasosa pelo alvéolo (pacientes em tratamento intensivo com respiradores, expostos por 30 horas);

dores no peito que pioravam ao respirar fundo (voluntários expostos por 24 horas);

queda de 17% no volume total de ar permutável no pulmão (capacidade vital), para voluntários expostos por 24h;

áreas localizadas de colapso alveolar obstruídos por muco, uma condição chamada atelectasia (pacientes e voluntários). O oxigênio aprisionado nos alvéolos obstruídos é absorvido pelo sangue. Nenhum gás permanece para manter o alvéolo inflado e ele sofre um colapso. Os tampões de muco ocorrem normalmente, mas são eliminados pela tosse. Além disso, se os alvéolos forem obstruídos respirando-se o ar normal, o nitrogênio aprisionado nos alvéolos os manterá inflados;

cegueira causada pelo desenvolvimento inadequado dos capilares do globo ocular e retina (bebês prematuros). A redução do nível de oxigênio para 40% pode prevenir esse tipo de cegueira.

No entanto, os astronautas nos programas Gemini e Apolo respiraram oxigênio puro sob baixa pressão por até 2 semanas sem problemas. Porém, quando o oxigênio puro é respirado sob alta pressão (acima de 3000 torr), pode ocorrer intoxicação aguda por oxigênio, com estes sintomas:

náusea; tontura; câimbras musculares; visão turva; ataques/convulsões.

Pressões elevadas de oxigênio como essas podem ser experimentadas por mergulhadores militares de mergulho autônomo, sendo tratados da doença da descompressão em câmaras hiperbáricas ou pacientes sendo tratados por intoxicação aguda por monóxido de carbono. Esses pacientes devem ser monitorados cuidadosamente durante o tratamento.

Aqui vão alguns links interessantes:

Como funcionam os pulmõespor Craig Freudenrich, Ph.D. - traduzido por HowStuffWorks Brasil

Neste artigo

1. Introdução

2. Como você respira

3. Para onde vai o ar

4. Como você sabe com que freqüência você respira?

5. Quando os pulmões falham

6. Mais informações

7. Veja todos os artigos sobre O corpo

Introdução

Você inspira e expira cerca de 15 a 25 vezes por minuto sem ao menos pensar no assunto. Quando você se exercita, sua frequência respiratória aumenta. Você respira tão regularmente que é fácil nem se dar conta de seus pulmões. Você não consegue parar de respirar nem que tente.

Seus pulmões são órgãos complexos, mas o que eles fazem é pegar um gás que seu corpo precisa eliminar (dióxido de carbono) e trocá-lo por um gás que seu corpo pode usar (oxigênio). Neste artigo, daremos uma olhada de perto acerca de como funcionam seus pulmões e como eles mantêm as células do seu corpo abastecidas com oxigênio e se livram dos resíduos de dióxido de carbono. Explicaremos algumas das situações e doenças que tornam a respiração mais difícil e as causas da falha pulmonar. Também explicaremos por que você não pode segurar o fôlego por muito tempo e por que você tosse ou soluça.

Para onde vai o arQuando você inspira ar através de seu nariz ou boca, ele passa pela epiglote e pela traquéia. Ele continua a descer pela traquéia, através de suas cordas vocais e laringe, até alcançar os brônquios. Dos brônquios, o ar passa para o interior de cada pulmão e então segue por brônquios cada vez mais estreitos até alcançar os alvéolos.

O que acontece quando o ar chega láDentro de cada um dos alvéolos, a concentração de oxigênio é alta, de forma que o oxigênio passa ou se espalha através da membrana alveolar para dentro dos vasos capilares pulmonares. No começo dos vasos capilares pulmonares, a hemoglobina nas células vermelhas do sangue tem dióxido de carbono ligado a ela e muito pouco oxigênio (figura 2). O oxigênio liga-se à hemoglobina e o dióxido de carbono é liberado. O dióxido de carbono é também liberado do bicarbonato de sódio dissolvido no sangue dos vasos capilares pulmonares. A concentração de dióxido de carbono é alta nos vasos capilares pulmonares, de forma que o dióxido de carbono deixa o sangue e passa através da membrana alveolar para dentro dos sacos alveolares. Esta troca de gases ocorre rapidamente (frações de segundo). Então, o dióxido de carbono deixa os alvéolos quando você expira e o sangue enriquecido com oxigênio retorna ao coração. Dessa forma, o propósito da respiração é manter a concentração de oxigênio alta e a concentração de dióxido de carbono baixa no alvéolo de forma que essa troca de gases possa ocorrer.

Figura 2

Anatomia do pulmão alvéolo: pequeno saco transparente

em forma de bolha no final dos brônquios onde ocorre a troca dos gases;

bronquíolos: vários pequenos tubos que se ramificam de cada brônquio para dentro dos pulmões, e se tornam cada vez menores;

brônquio : uma ramificação da traquéia que entra no pulmão;

diafragma: músculo na base da cavidade torácica que se contrai e relaxa durante a respiração;

epiglote: uma aba de tecido que se fecha sobre a traquéia quando você engole para que a comida não entre nas vias aéreas;

músculos intercostais: músculos ao

longo das costelas que auxiliam a respiração;

laringe: caixa vocal onde as cordas vocais estão localizadas;

cavidade nasal: câmara atrás do nariz onde o ar é umedecido e aquecido;

membranas pleurais: membranas finas que cobrem os pulmões, separam-nos de outros órgãos e da cavidade torácica cheia de fluidos;

vasos capilares pulmonares: pequenos vasos sangüíneos que cercam cada alvéolo;

traquéia: tubo rígido que conecta a boca aos brônquios.

Como você sabe com que freqüência você respira?Você não precisa pensar em respirar porque o sistema nervoso autônomo do seu corpo o controla, como faz com muitas outras funções em seu corpo. Se você tentar segurar a sua respiração, seu corpo irá cancelar sua ação e forçá-lo a expirar e assim começar a respirar novamente. Os centros respiratórios que controlam sua freqüência de respiração estão no tronco cerebral ou medula. As células nervosas que vivem dentro destes centros automaticamente mandam sinais ao diafragma e músculos intercostais para contrair e relaxar em intervalos regulares. Entretanto, a atividade dos centros respiratórios pode ser influenciada por estes fatores:

oxigênio: células nervosas especializadas dentro das artérias aorta e carótida, chamadas quimiorreceptores periféricos, monitoram a concentração de oxigênio no sangue e dão a resposta aos centros respiratórios. Se a concentração de oxigênio no sangue diminuir, elas avisam os centros respiratórios para elevar a freqüência e a profundidade da respiração;

dióxido de carbono: quimiorreceptores periféricos também monitoram a concentração de dióxido de carbono no sangue. Além disso, um quimiorreceptor central na medula monitora a concentração de dióxido de carbono no líquido cefalorraquidiano (LCR) que cerca

o cérebro e a coluna vertebral; o dióxido de carbono se difunde facilmente no LCR vindo do sangue. Se a concentração de dióxido de carbono no sangue se elevar muito, então os dois tipos de quimiorreceptores sinalizam os centros respiratórios para aumentar a freqüência e a profundidade da respiração. O aumento da freqüência da respiração faz a concentração de dióxido de carbono voltar ao normal e então a freqüência normaliza;

íon de hidrogênio (pH): os quimiorreceptores periféricos e central são também sensíveis ao pH do sangue e do LCR. Se a concentração do íon de hidrogênio aumentar (ou seja, se o fluido se tornar mais ácido), então os quimiorreceptores avisam os centros respiratórios para acelerarem. A concentração do íon de hidrogênio é muito influenciada pela concentração de dióxido de carbono e de bicarbonato no sangue e no LCR;

elástico: receptores elásticos nos pulmões e paredes torácicas monitoram o nível de estiramento do órgão. Se os pulmões se tornarem superinsuflados (estirarem além da conta), eles sinalizam para os centros respiratórios e inibem a respiração. Este mecanismo previne danos nos pulmões que seriam causados por superinflação;

sinais dos centros cerebrais superiores: células nervosas no hipotálamo e córtex também influenciam a atividade dos centros respiratórios. Durante dores ou emoções fortes, o hipotálamo avisa os centros respiratórios para se acelerarem. Centros nervosos no córtex podem voluntariamente avisar os centros respiratórios para acelerarem, desacelerarem ou até pararem (prender o fôlego). Sua influência, no entanto, pode ser cancelada por fatores químicos (oxigênio, dióxido de carbono, pH);

substâncias químicas irritantes: células nervosas nas vias aéreas sentem a presença de substâncias indesejadas como pólen, poeira, água e fumaças nocivas como a do cigarro. Estas células podem sinalizar aos centros respiratórios para contrair os músculos respiratórios, causando espirros ou tosses. Tossir e espirrar faz com que o ar seja rápida e violentamente expirado dos pulmões e vias aéreas, removendo as substâncias ofensivas.

Desses fatores, a influência mais forte é a concentração de dióxido de carbono em seu sangue e LCR, seguida pela concentração de oxigênio.

Às vezes, os centros respiratórios funcionam de maneira incorreta temporariamente e enviam impulsos extras ao diafragma. Estes impulsos causam contrações involuntárias (soluços). O mesmo acontece com bebês dentro do útero; muitas mulheres grávidas geralmente sentem seus bebês soluçarem. Isso acontece porque os centros respiratórios do cérebro em desenvolvimento da criança estão funcionando como os de um adulto, ainda que não haja ar para a criança respirar.

Quando os pulmões falhamHá várias situações comuns que podem afetar seus pulmões. Descreveremos algumas que você ouve falar com mais freqüência. Doenças ou situações em que os pulmões funcionam de forma inadequada estão principalmente em duas classes: aquelas que tornam a respiração mais difícil e aquelas que alteram a habilidade dos pulmões em trocar dióxido de carbono por oxigênio.

Doenças ou situações que influenciam a mecânica da respiração:

asma: os bronquíolos se contraem, reduzindo o tamanho das vias aéreas. Isso reduz a corrente de ar e faz os músculos respiratórios trabalharem com mais dificuldade;

enfisema: os pulmões se tornam rígidos, fibrosos e menos elásticos, o que aumenta o trabalho dos músculos respiratórios;

bronquite: as vias aéreas inflamam e se estreitam, o que restringe a corrente de ar e aumenta o trabalho dos músculos respiratórios;

pneumotórax: o ar na cavidade torácica se iguala à pressão do ar ambiente e causa colapso dos pulmões. Normalmente, isso é causado por trauma ou ferimento;

apnéia: a respiração desacelera ou pára sob várias situações. Há muitos tipos de apnéias, e elas são normalmente causadas por problemas nos centros respiratórios no cérebro.

Doenças ou condições que minimizam ou impedem a troca de gases:

edema pulmonar: fluido que se forma entre os alvéolos e os vasos capilares pulmonares, o que aumenta a distância que os gases devem percorrer e desacelera a troca;

inalação de fumaça: partículas de fumaça recobrem os alvéolos e impedem a troca de gases;

envenenamento por monóxido de carbono: o monóxido de carbono se liga à hemoglobina ainda mais fortemente que o oxigênio e o dióxido de carbono, o que reduz a distribuição de oxigênio a todos os tecidos do corpo, incluindo o cérebro, coração e músculos. Monóxido de carbono é um produto comum em aquecedores mal vedados (aquecedores de ambiente, fornalhas, aquecedores de água) e de escapamentos de carros. Essa situação pode ser fatal se não percebida logo que começa a exposição.

EXPLOSIVOS

A farinha de trigo é composta principalmente por amido. Se você leu o artigo Como funciona a alimentação, sabe que o amido é um carboidrato, ou seja, é composto de moléculas de açúcar em cadeia. Qualquer pessoa que já tenha derretido um marshmallow no fogo sabe que o açúcar queima rapidamente. O mesmo acontece com a farinha.

A farinha e muitos outros carboidratos tornam-se explosivos quando ficam suspensos no ar como pó. Basta cerca de 50 gramas de pó por metro cúbico de ar para que a mistura torne-se inflamável. Os grãos de farinha são tão pequenos que podem pegar fogo instantaneamente. Quando um grão pega fogo, ele queima outros grãos ao seu redor e a chama pode se alastrar por uma nuvem de poeira com uma força explosiva. Praticamente todos os pós de carboidrato, incluindo açúcar, mistura para pudim, serragem fina etc, explodem ao serem queimados.

Quando ouvir uma notícia sobre uma explosão em um elevador de grãos, saiba que foi isso o que aconteceu. Uma faísca ou uma fonte de calor inflamou a poeira no ar e ela explodiu.

EXTINTORES DE INCENDIOS COMO FUNCIONAM?

Introdução O extintor de incêndio é uma necessidade em qualquer casa ou escritório. Embora exista uma grande possibilidade dele ficar na parede durante anos acumulando poeira, também pode acabar salvando a vida de alguém.

Neste artigo, veremos exatamente o que fazem e como funcionam os extintores de incêndio. Também iremos aprender o que pode causar um o incêndio, o jeito certo de usar um extintor e que tipo funciona melhor em cada caso.

O que é um incêndio?O fogo é o resultado de uma reação química de combustão, normalmente uma reação entre o oxigênio presente na atmosfera e algum tipo de combustível, madeira ou gasolina, por exemplo. É claro que a madeira e a gasolina não pegam fogo espontaneamente só por estarem cercadas por oxigênio. Para que haja a reação de combustão, o combustível precisa ser aquecido até sua temperatura de ignição.

Segue, como exemplo, a seqüência de acontecimentos em um incêndio de madeiras:

algo esquenta muito a madeira, podendo ser: luz focada, fricção, outro objeto que já esteja pegando fogo etc;

quando a madeira atinge, aproximadamente, 260°C, o calor decompõe parte da celulose que forma a madeira;

o material decomposto é liberado na forma de gases voláteis, normalmente um composto de hidrogênio, carbono e oxigênio;

quando o gás está quente o suficiente, as moléculas compostas se quebram e os átomos se unem novamente com o oxigênio para formar água, dióxido de carbono e outros produtos;

os gases, que se propagam pelo ar, formam a chama. Os átomos de carbono que estão na chama emitem luz

quando ficam quentes. Veja Como funcionam as lâmpadas para saber por que os objetos emitem luz quando são aquecidos;

o calor da chama mantém o combustível em sua temperatura de ignição, então continua a pegar fogo enquanto houver combustível e oxigênio.

Como você pode ver, existem três elementos essenciais envolvidos neste processo:

calor excessivo oxigênio combustível

Os extintores de incêndio são desenvolvidos para retirar ao menos um destes elementos, para que o fogo seja apagado. Existem várias maneiras de fazer isto, conforme veremos na próxima seção.

Dentro de um extintor de incêndio Vimos que existem três elementos essenciais envolvidos no processo de produção do fogo: calor, oxigênio e combustível. Para acabar com um incêndio, é preciso retirar completamente um destes três elementos.

O melhor jeito para acabar com o calor é jogando água no fogo, pois isto resfria o combustível a uma temperatura abaixo do seu ponto de ignição, interrompendo o ciclo de combustão.

Para retirar o oxigênio, pode-se abafar o fogo, para que ele não fique exposto ao ar. Um jeito de abafar um pequeno incêndio é cobrindo-o com um cobertor pesado. Outro jeito é jogar material não inflamável no fogo, como areia ou bicarbonato de sódio.

Retirar o combustível é o jeito mais difícil de acabar com a maioria dos incêndios. Em alguns casos ( madeira de uma casa, por exemplo) o combustível só será retirado quando o fogo o tiver queimado por inteiro.

Os extintores de incêndio são cilindros de metal que contém um agente extintor (água, espuma, pó químico ou dióxido de carbono - CO2. Quando você pressiona a alavanca da parte superior do cilindro, o material é expelido com grande pressão, parecida com a pressão utilizada em uma lata de aerosol. O diagrama abaixo mostra um projeto simples.

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Neste extintor, o sifão de tubo plástico vai da parte superior do reservatório do eliminador de fogo para a parte superior do extintor. Uma válvula com molas bloqueia a passagem do sifão para o bocal. Na parte superior do cilindro tem um cilindro menor, cheio de um gás comprimido: dióxido de carbono líquido, por exemplo. Uma válvula impede que o gás comprimido escape.

A National Fire Protection Association (Associação Nacional de Proteção contra Incêndios) recomenda que os extintores

de pó químico sejam inspecionados a cada seis anos, mesmo se o manômetro estiver indicando que a pressão está correta

Para usar o extintor, você retira o pino de segurança e pressiona a alavanca de operação. A alavanca empurra a haste de ativação, que pressiona a válvula de molas para baixo, para abrir a passagem até o bocal. A parte inferior da haste de ativação tem um ponto afiado, que fura a válvula de liberação do cilindro.

O pino de segurança de metal evita que a alavanca de operação

se feche acidentalmente

A alavanca de operação pressiona a haste de ativação (peça azul)

O gás comprimido sai, fazendo pressão para baixo no material eliminador de incêndios, o que conduz o material para o sifão e para fora do bocal com uma força considerável. O jeito adequado de se usar o extintor é mirá-lo diretamente no combustível, em vez de mirar nas chamas.

Na próxima seção, veremos os principais tipos de extintores.

DECIBEL O QUE É FINALMENTE.

O decibel (abrevia-se dB) é a unidade usada para medir a intensidade de um som. A escala decibel é meio estranha porque o ouvido humano é extremamente sensível: seus ouvidos podem ouvir tudo, desde a ponta do seu dedo passando levemente sobre sua pele até um motor a jato. Em termos de potência, o som do motor a jato é cerca de 1 trilhão de vezes mais potente do que o menor som audível. Essa diferença é enorme!

Na escala decibel, o menor som audível (quase que silêncio total) é de 0 dB. Um som 10 vezes mais forte tem 10 dB, um som 100 vezes mais forte do que o próximo ao silêncio total tem 20 dB e conseqüentemente, um som mil vezes mais forte do que o próximo ao silêncio total tem 30 dB. Isso ocorre porque a escala decibel é uma escala logarítmica. Aqui vão alguns sons comuns e seus índices de decibéis:

próximo ao silêncio total - 0 dB um sussurro - 15 dB conversa normal - 60 dB uma máquina de cortar grama -90 dB uma buzina de automóvel - 110 dB um show de rock ou um motor a jato - 120 dB um tiro ou um rojão - 140 dB

Você deve saber, por experiência própria, que a distância afeta a intensidade do som: quanto mais longe, mais potência ele perde. Por isso, é bom esclarecer que todos os índices acima foram medidos enquanto se estava próximo ao som.

Qualquer som acima de 85 dB pode causar perda de audição, e a perda depende tanto da potência do som como do período de exposição. Uma boa maneira de saber que se está ouvindo um som de 85 dB, é quando você tem de elevar a voz para outra pessoa conseguir lhe ouvir. Se você se expuser a um som de 90 dB, por 8 horas, pode causar danos aos seus ouvidos; mas se a exposição for a um som de 140 dB, um segundo já é o bastante para causar danos (e chega a causar dor). Consulte esta página (em inglês) para ver uma "régua" medindo as exposições.

O SOM EL SONIDO

Introdução

Seus ouvidos são órgãos realmente impressionantes: eles captam todos os sons ao seu redor e traduzem essa informação para o cérebro. Uma das coisas mais notáveis desse processo é a maneira completamente mecânica com que acontece. Os sentidos de olfato, paladar e visão envolvem reações químicas, mas seu sistema auditivo é baseado somente em movimentos físicos.

Neste artigo, veremos os sistemas mecânicos que possibilitam a audição. Traçaremos o caminho do som, de sua fonte original até o cérebro, para ver como atuam todas as partes do ouvido. Você se surpreenderá com o funcionamento de um dos órgãos mais incríveis do seu corpo.

Para entender como funciona a audição, você precisa entender primeiro o que é um som.

audição

Um objeto produz som quando vibra na matéria. Pode ser algo sólido, como terra; líquido, como água; ou gasoso, como ar. Ouvimos sons ao nosso redor quase todo o tempo.

Quando algo vibra na atmosfera, move as partículas de ar. Estas, por sua vez, movem outras ao redor delas, carregando a vibração pelo ar.

Para ver como isso funciona, vamos analisar um objeto simples de vibração: um sino. Quando um sino é tocado, o metal vibra balançando de um lado para o outro. Ao balançar de um lado, ele empurra as partículas de ar ao seu redor. Estas então colidem com as partículas que estão em sua frente e assim sucessivamente. Isso é chamado compressão.

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Ao balançar para o outro lado, o sino puxa as partículas de ar. Isso cria uma queda na pressão, que puxa mais partículas ao redor, criando outra queda na pressão num processo contínuo. Essa queda na pressão é chamada rarefação.

Diagrama do ouvido cedido pela NASA

Dessa maneira, o objeto vibrante envia uma onda de flutuação de pressão através da atmosfera. Nós ouvimos sons diferentes por causa das variações na freqüência de onda sonora. Uma freqüência de onda mais alta significa, simplesmente, que a flutuação da pressão do ar muda para frente e para trás mais rapidamente. Nós ouvimos isso como um tom mais alto. Quando há poucas flutuações em um período de tempo, o tom é mais baixo. O nível de pressão do ar em cada flutuação, a amplitude das ondas, determina a altura do som.

Captando sonsVimos na seção anterior que o som viaja pelo ar na forma de vibrações na pressão do ar. Para ouvir sons, seu ouvido precisa fazer três coisas básicas:

direcionar as ondas sonoras para dentro da parte auditiva do ouvido

sentir as flutuações na pressão do ar traduzir essas flutuações para um sinal elétrico que seu

cérebro possa entender A orelha, parte externa do ouvido, serve para "captar" as ondas sonoras. Seu ouvido externo é virado para frente e tem várias curvas. Essa estrutura ajuda a determinar a direção do som. Um som que vem de cima ou de trás de você vai ricochetear na orelha de uma maneira diferente que um som vindo de baixo ou de frente. Essa reflexão do som altera o padrão da onda sonora. Seu cérebro reconhece padrões distintos e determina se o som está na frente, atrás, acima ou abaixo de você.

Diagrama do ouvido cedido pela NASA

Seu cérebro determina a posição horizontal de um som pelo acompanhamento das informações que vêm dos dois ouvidos. Se o som vem da esquerda, vai chegar ao seu ouvido esquerdo um

pouquinho antes de chegar ao ouvido direito. Também será um pouco mais alto no ouvido esquerdo do que no direito.

Como a orelha é virada para a frente, você ouve sons na sua frente melhor do que atrás. Muitos mamíferos, como os cães, têm orelhas grandes e móveis, que permitem que eles concentrem-se em sons vindos de uma direção específica. As orelhas humanas não são especializadas o suficiente para fazer o mesmo. Elas ficam achatadas contra a cabeça e não têm os músculos necessários para esse tipo de movimento. Mas você pode facilmente incrementar a capacidade de suas orelhas colocando as mãos em forma de concha atrás delas.

O tímpanoAssim que as ondas sonoras entram no canal auditivo, elas vibram a membrana timpânica , comumente chamada de tímpano. O tímpano é um pedaço de pele fina, em forma de cone, com aproximadamente 10 milímetros de largura. Fica entre o canal auditivo e o ouvido médio. O ouvido médio é conectado com a garganta pela tuba auditiva (trompa de Eustáquio). Como o ar atmosférico entra em nosso corpo tanto pelo ouvido externo como pela boca, a pressão do ar nos dois lados do tímpano continua igual. Esse equilíbrio de pressão permite que o tímpano se mova livremente para frente e para trás.

O tímpano é rígido e muito sensível. Mesmo a menor flutuação da pressão do ar vai movê-lo para frente e para trás. Ele é conectado ao músculo tensor timpânico, que constantemente o puxa para dentro. Isso mantém a membrana tensa por inteiro, vibrando quando qualquer parte de sua superfície é tocada pela onda sonora.

Ilustração do ouvido cedida por NIDCD

Anatomia normal do ouvido

Essa pequena camada de pele funciona como o diafragma em um microfone. As compressões e rarefações da onda sonora empurram a membrana para frente e para trás. Ondas sonoras mais altas movem a membrana mais rapidamente e sons mais baixos movem a membrana por uma distância maior.

O tímpano pode servir também para proteger o ouvido interno de exposições prolongadas a ruídos altos e graves. Quando o cérebro recebe um sinal que indica esse tipo de ruído, ocorre um reflexo no tímpano. O músculo tensor timpânico e o músculo estapédio se contraem de repente. Isso puxa o tímpano e os ossos conectados a ele em duas direções diferentes, deixando a membrana mais rígida. Quando isso acontece, o ouvido não capta tanto som na parte mais baixa do espectro auditivo, de maneira que o som é abafado.

Além de proteger seus ouvidos, esse reflexo ajuda você a concentrar sua audição. Ele mascara ruídos de fundo altos e graves para que você possa concentrar-se em sons mais agudos. Entre outras coisas, esse reflexo ajuda você a conversar em um local muito barulhento, como um show de rock. O reflexo também ocorre quando você começa a falar, caso contrário, o som da sua própria voz abafaria os outros sons a sua volta.

O tímpano é o único elemento sensitivo no ouvido. Como veremos a seguir, o resto do ouvido serve apenas para passar adiante a informação coletada pelo tímpano.

Amplificador ósseoComo vimos na seção anterior, a compressão e rarefação das ondas sonoras movem o tímpano para frente e para trás. Na maioria das vezes, essas mudanças na pressão do ar são extremamente pequenas. Elas não fazem muita força sobre o tímpano, mas o tímpano é tão sensível que, mesmo forças mínimas, o podem mover consideravelmente.

Como veremos na próxima seção, a cóclea, no ouvido interno, conduz o som por um fluido e não pelo ar. Esse fluido tem uma inércia muito mais alta que o ar, isto é, é mais difícil mover (compare empurrar ar e empurrar água). A pequena força sentida no tímpano não é suficiente para mover esse fluido. Antes do som passar para o ouvido interno, a pressão total (força por unidade de área) deve ser amplificada.

Essa é a função dos ossículos, um grupo de ossos muito pequenos no ouvido médio. Os ossículos são, na verdade, os menores ossos em seu corpo. Eles incluem:

o malleus, comumente chamado martelo o incus, comumente chamado bigorna o estapédio, comumente chamado estribo

As ondas sonoras vibram o tímpano, que move o martelo, a bigorna e o estribo

O martelo é conectado ao centro do tímpano, no lado interno. Quando o tímpano vibra, move o martelo de um lado para o outro, como uma alavanca. A outra parte do martelo é conectada à

bigorna, que é ligada ao estribo. A outra ponta do estribo, sua placa de apoio, fica encostada na cóclea, na janela oval.

Quando a compressão pela pressão do ar empurra o tímpano, os ossículos se movem, de maneira que a placa do estribo empurra o fluido da cóclea. Quando a rarefação puxa o tímpano, os ossículos se movem de maneira que a placa puxa o fluido. Essencialmente, o estribo age como um pistão, criando ondas no fluido do ouvido interno para representar as flutuações da pressão do ar da onda sonora.

Os ossículos amplificam a força do tímpano de duas maneiras. A amplificação principal vem da diferença de tamanho entre o tímpano e o estribo. O tímpano tem uma área de superfície de aproximadamente 55 milímetros quadrados, enquanto a placa do estribo tem uma área de superfície de 3,2 milímetros quadrados. As ondas sonoras aplicam força em cada milímetro do tímpano e o tímpano transfere toda essa energia para o estribo. Ao concentrar essa energia em uma área menor, a pressão (força por unidade de volume) é muito maior. Para saber mais sobre essa multiplicação hidráulica, veja Como funcionam as máquinas hidráulicas.

A configuração dos ossículos fornece amplificação extra. O martelo é mais longo que a bigorna, formando uma alavanca entre o tímpano e o estribo. O martelo se move numa distância maior e a bigorna se move com força maior (energia = força x distância).

Esse sistema de amplificação é extremamente efetivo. A pressão aplicada sobre o fluido da cóclea é aproximadamente 22 vezes a pressão sentida no tímpano. Essa amplificação da pressão é suficiente para passar as informações do som para o ouvido interno, onde elas são traduzidas em impulsos elétricos para que o cérebro as possa entender.

Onda fluida A cóclea é, de longe, a parte mais complexa do ouvido. Seu trabalho é captar as vibrações físicas, causadas pela onda sonora e traduzi-las em informações elétricas que o cérebro pode entender como um som distinto.

A estrutura da cóclea consiste de três tubos adjacentes separados um do outro por membranas muito sensíveis. Na verdade, esses

tubos são enrolados na forma de uma concha de caracol, mas é mais fácil entender o que acontece se você imaginar esses tubos esticados. Também é mais claro se tratarmos dois dos tubos, o duto vestibular e o duto coclear, como uma câmara. A membrana entre esses tubos é tão fina que as ondas sonoras passam como se os tubos não fossem separados.

A ação de pistão do estribo move o fluido na cóclea, fazendouma vibração sonora passar pela membrana basilar

O estribo se move para frente e para trás, criando ondas de pressão em toda a cóclea. A membrana da janela oval, que separa a cóclea do ouvido médio, faz o fluido ir para outro lugar. Ele se move para fora quando o estribo empurra para dentro e se move para dentro quando o estribo puxa para fora.

A membrana média, a membrana basilar, é uma superfície rígida que se estende por todo o comprimento da cóclea. Quando o estribo se move para dentro e para fora, ele empurra e puxa a parte da membrana basilar logo abaixo da janela oval. Essa força começa uma onda que vibra ao longo da superfície da membrana. A onda se propaga como ondulações na superfície de um lago, indo da janela oval até a outra ponta da cóclea.

A membrana basilar tem uma estrutura peculiar. É feita de 20 a 30 mil fibras que se estendem por toda a largura da cóclea. Perto da janela oval, as fibras são curtas e duras. À medida que vão para a outra ponta dos tubos, as fibras ficam mais longas e flexíveis.

Isso faz com que as fibras tenham freqüências ressoantes diferentes. Uma freqüência de onda específica vai ressoar perfeitamente com as fibras em um certo ponto, fazendo com que vibrem rapidamente. Este é o mesmo princípio que faz funcionar um

diapasão ou um kazoo, um tom específico faz o diapasão tocar e murmurar de uma certa maneira que vai fazer o kazoo vibrar.

À medida que a onda se propaga por toda a membrana, não consegue liberar grande quantidade de energia, pois está muito tensa. Mas quando alcança as fibras com a mesma freqüência ressoante, a energia da onda é liberada de repente. Por causa do comprimento maior e rigidez menor das fibras, as ondas sonoras de alta freqüência vibram as fibras mais próximas da janela oval e ondas sonoras de freqüência mais baixa vibram as fibras mais próximas da outra ponta da membrana.

Cílios auditivosNa última seção, vimos que tons mais altos vibram a membrana basilar mais intensamente perto da janela oval e tons mais baixos em um ponto mais perto da cóclea. Mas como o cérebro sabe onde essas vibrações acontecem?

Essa é a função do órgão de Corti. O órgão de Corti é uma estrutura que contém milhares de pequenas células ciliares. Ele fica na superfície da membrana basilar e se estende por toda a cóclea.

Até que uma onda alcance as fibras com uma freqüência ressoante, ela não move muito a membrana basilar. Mas quando a onda finalmente alcança o ponto ressoante, a membrana libera repentinamente uma explosão de energia naquela área. Essa energia é forte o suficiente para mover as células ciliares do órgão de Corti naquele ponto.

Quando essas células ciliares são movidas, elas enviam um impulso elétrico pelo nervo da cóclea. Esse nervo envia esses impulsos para o córtex cerebral, onde o cérebro os interpreta. O cérebro determina o tom do som com base na posição das células que enviam o impulso elétrico. Sons mais altos liberam mais energia no ponto ressoante na membrana, movendo um maior número de células ciliares naquela área. O cérebro sabe que um som é mais alto porque mais células ciliares são ativadas naquela área.

A cóclea só envia dados não processados, padrões complexos de impulsos elétricos. O cérebro é como um computador central, analisando esses dados e traduzindo seu significado. Essa é uma operação extraordinariamente complexa. Os cientistas ainda têm

um longo caminho a percorrer antes de entender tudo sobre o assunto.

De maneira geral, a audição ainda é cheia de mistérios para nós. Embora a comunidade científica tenha avançado consideravelmente nesse assunto, descobrindo novos elementos todos os anos, as estruturas específicas da audição ainda se mostram extremamente complexas. É impressionante a quantidade de coisas envolvidas no processo auditivo e o mais incrível é que acontece em uma área muito pequena do nosso corpo.

Para mais informações sobre a audição e tópicos relacionados, confira os links da próxima página.

RUIDO NOISE!

RuídoBarulho pode ser muito prejudicial à audição. O nível de ruído e o comprimento de tempo que você ouvir o ruído podem colocá-lo em risco de perda auditiva induzida pelo ruído. Níveis de ruído são medidos em decibéis, ou dB para breve. Quanto maior o nível de decibéis, quanto mais alto o ruído. Sons que são mais altos do que a 85 dB podem causar perda permanente da audição. O sistema de audição pode ser ferido por uma explosão de alto ou de explosão, mas também por exposição prolongada a níveis elevados de ruído.

Mais informações sobre este tema podem ser encontradas em nossa série de informações de Audiologia [PDF].Quão alto é muito alto?

A carta de ruído abaixo lista os níveis de decibéis média para todos os dias sons ao seu redor.

Doloroso

150 dB = fogos de artifício em 3 pés

140 dB = armas de fogo, motor a jato

130 dB = britadeira

120 dB = decolagem de avião do jato, sirene

Extremamente alto

110 dB = saída máxima de alguns MP3 players, aeromodelo, motoserra

106 dB = cortador de grama de gás, snowblower

100 dB = mão broca, broca pneumática

90 dB = metro, passando da motocicleta

Muito alto

80-90 dB = secador, misturador de cozinha, processador de alimentos

70 dB = tráfego ocupado, aspirador, despertador

Moderada

60 dB = conversa típica, máquina de lavar louça, secadora de roupas

50 dB = chuva moderada

40 dB = sala silenciosa

Fraco

30 dB = sussurro, biblioteca tranquila

(Retirado de www.noisyplanet.nidcd.nih.gov/parents/athome.htm e www.lhh.org/noise/facts/environment.html em 24 de setembro de 2009)

Como posso saber se estou ouvindo a níveis de ruído perigoso?

■ deve levantar a sua voz ser ouvida.■ não é possível ouvir alguém 3 metros longe de você.■Speech em torno de você soa abafado ou aborrecido depois de abandonar a área ruidosa.■ ter dor ou zumbido nos ouvidos (isso é chamado de "zumbido") após a exposição ao ruído.Como pode o barulho danificar audição?

Entender como ouvimos vai ajudar você a entender o quão alto ruído pode prejudicar sua audição.

Um dos mais comuns efeitos ruins de barulho em audiência é uma perda de audição permanente. Isso acontece da seguinte maneira:

■ som alto é coletado pelo ouvido como ondas sonoras. As ondas sonoras viajam abaixo o canal de orelha para o tímpano com força suficiente para interromper o sistema de audição delicada. Se o som é alto o suficiente, ele pode retirar os pequenos ossos do ouvido médio.■ som alto passa pelo ouvido médio e viaja para o ouvido interno, também conhecido como a cóclea. As células capilares minúsculas, forro esta câmara cheia de líquido pode causar danos como o som alto atinge o ouvido interno.■Only células saudáveis do cabelo pode enviar impulsos elétricos para o cérebro. É no cérebro que o som é entendido e interpretado. Células ciliadas

danificadas por som alto não pode enviar o impulso para o cérebro para a interpretação.■Intense breve ruídos, como um fogo de artifício ou uma explosão, podem danificar células ciliadas, como pode a exposição contínua ou repetida a níveis elevados de ruído.■Once as células ciliadas são danificadas, não há nenhum tratamento atual para repará-los.

De que outra forma pode barulho ser prejudicial?

Ruído alto pode aumentar a fadiga e causar irritabilidade.

Ruído pode reduzir a capacidade de prestar atenção às tarefas. Esta é uma preocupação no local de trabalho, quando se trata de segurança dos trabalhadores: A capacidade de detectar sinais de operação ou aviso de equipamento defeituoso pode ser reduzida. Ruído também pode reduzir a produtividade.

Salas de aula barulhentas podem tornar mais difícil para as crianças aprenderem. Para ler mais sobre o impacto nocivo do ruído nas escolas, ver a página de salas de aula barulhentas.

Fundos barulhentos podem fazer conversa de compreensão mais difícil. O ruído pode mascarar ou encobrir alguns dos sons da fala, fazendo com que uma palavra como "tempo" soa como "centavo". Mais energia e concentração são necessárias não só para ouvir e ouvir sobre o ruído, mas também a falar mais alto. Como resultado, vozes podem ser limitados, e pode desenvolver a laringite.

Outro efeito comum de som alto em audiência é o zumbido. Zumbido é zumbido, zumbido, ou outros sons no ouvido.

Ruído alto também pode causar outros problemas físicos, tais como:

Pressão de sangue ■High■Increased ou freqüência cardíaca anormal■Upset estômago■Insomnia ou dificuldade para dormir (mesmo depois que o barulho pára)■Disruption do desenvolvimento de um bebê antes do nascimentoComo posso proteger meu próprio ou meu filho da audição de barulho?

As palavras-chave são a educação e prevenção!

Lidar com o ruído e seus efeitos sobre a audição é uma responsabilidade pessoal. A primeira regra óbvia é para evitar o ruído alto, sempre que possível. Uma boa regra é lembrar que se você deve gritar para ser ouvido, em seguida, você deve evitar a situação.

Em atividades típicas do dia a dia, você e seus filhos podem ser expostos ao ruído prejudicial de várias fontes, tais como:

Cortadores de ■Lawn e sopradores de folhas■HAIRDRYERSFerramentas de ■PowerAparelhos de ■Kitchen (como processadores de alimentos, trituradores e máquinas de lavar louça)■Prolonged exposição ao ruído de tráfego ou metrô pesado■Long Voos em um aviãoRuído do trator ■farmAlém disso, atividades recreativas podem ser fontes de danificar o ruído:

■Hunting e tiro ao alvoOfício de água pessoais ■Riding■snowmobiling■Motorcycle de equitaçãoRoc ■Attending