Sala de Física

Como Funciona

FAROL DE NAVEGAÇÃO 


Os faróis foram criados como instrumentos de orientação aos navegantes, para indicar a entrada de portos ou a presença de recifes, bancos de areia e outras áreas perigosas. Antes do seu aparecimento, já havia, por volta do século VIII a.C., o costume de acender fogueiras nos pontos críticos do litoral, ao longo das rotas mais navegadas. A primeira construção desse tipo foi provavelmente a torre levantada diante do porto de Alexandria, no Egito, durante o reinado do faraó Ptolomeu II (283 - 246 a.C), e destruída por um terremoto no século XIV da nossa era. Foi erguida na ilha de Pharo (donde vem o nome de farol), sobre uma base de aproximadamente 30 m2. Calcula-se que tinha mais ou menos 120 m de altura ; a luz produzida pela fogueira em seu topo era visível a 50 km de distância, graças a um conjunto de espelhos.
A construção dos faróis não experimentou grandes alterações, constituindo-se basicamente em uma torre com um dispositivo luminoso de alta intensidade no topo. O maior desenvolvimento registrou-se na obtenção de fontes de luz e dispositivos refletores e intensificadores mais eficientes.
Um grande avanço foi conseguido em 1780, ano em que o suíço Aimé Argand inventou a lâmpada que leva seu nome. A lâmpada de Argand consistia em um pavio circular colocado no interior de uma chaminé de vidro, por onde passava uma corrente de ar ascendente que auxiliava a combustão. Este dispositivo produzia uma chama estável, de forte intensidade e sem muita fumaça, e foi empregado, com alguns aperfeiçoamentos, por mais de cem anos.
Na segunda metade do século XIX o problema da luminosidade dos faróis começou a ser solucionado com a utilização de lâmpadas alimentadas com gases derivados de petróleo, principalmente o acetileno. Em 1901 foi feita uma nova adaptação da lâmpada de Argand, criando-se um sistema que ainda é usado em locais onde não há disponibilidade de energia elétrica. O óleo passou a ser vaporizado em tubo de cobre, sendo queimado na forma gasosa em uma camisa.
A iluminação por eletricidade foi tentada pela primeira vez em 1858, no farol de South Foreland, na Inglaterra. Inicialmente utilizou-se uma lâmpada de arco voltaico, que não apresentou resultados satisfatórios, sendo substituída por lâmpadas de filamentos. A partir de 1922, muitos faróis passaram a ser equipados com iluminação elétrica, empregando-se geradores a óleo diesel na falta de rede elétrica.

O aperfeiçoamento das fontes de luz levou naturalmente ao desenvolvimento de sistemas ópticos, que permitiram aproveitar ao máximo o facho luminoso, evitando sua dispersão. Os antigos refletores que ampliavam a magnificência da luz em cerca de 350 vezes, foram substituídos por conjuntos de lentes, compostos de vários painéis de vidro e prismas, montados em molduras especiais de metal.

Em 1822, o físico francês Augustin Jean Fresnel, observando que as lentes de pequena espessura absorvem menor quantidade de luz, desenvolveu o sistema usado hoje na maioria dos faróis. Trata-se de uma montagem complexa, formada basicamente de três partes. A parte central é uma lente refrativa de formato cilíndrico, que recolhe os raios centrais da fonte de luz, concentrando-os num facho de raios horizontais paralelos. A parte de cima, de formato cônico, é uma lente que refrata e reflete ao mesmo tempo os raios luminosos, adicionando-os ao feixe principal. A parte debaixo é formada por outra lente do mesmo tipo e exerce a mesma função.
Nos pontos afastados da costa, quando não há possibilidade de se estabelecer uma unidade fixa, empregam-se barcos-faróis, que ficam ancorados próximos aos locais perigosos.
Muitos faróis fixos e barcos-faróis possuem aparelhos de radiotransmissão. Além disso, são dotados também de sirenes e buzinas, para as ocasiões em que a região fica envolvida por nevoeiro. Alguns postos controlados por operador utilizam sinais explosivos, detonados geralmente em intervalos de cinco minutos. Conforme sua utilização os faróis fixos são relacionados em três categorias principais: faróis de entrada de porto; faróis costeiros; e faróis de escolhos, construídos sobre pequenas ilhas ou recifes.
Durante o dia, os faróis são identificados pela forma e a cor da torre, e à noite pelas características do seu facho luminoso. Sua iluminação pode ser branca ou colorida, fixa ou intermitente e ritmada. Os clarões são produzidos pela rotação controlada do sistema óptico e as eclipses (períodos de obscuridade), pelo giro de painéis internos que cobrem o dispositivo luminoso.
Os lampejos de cada farol constituem uma linguagem lógica, que permite aos marinheiros determinar sua localização, identificar o traçado da costa, o porto mais próximo, e outras informações necessárias.

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