Um autorama supercondutor

Eu adoro a Ciência. Não só porque explicamos como o mundo funciona, como podemos usar essas mesmas propriedades para fazer coisas legais ENQUANTO explicamos o mundo. Uma das coisas mais fantásticas que eu admiro muito são supercondutores. Eu me lembro da primeira vez que ouvi falar deles quando era garoto. Aquele ímã "flutuando" só porque estava geladíssimo era algo incrível. O que eu não sabia direito é o que fazer com eles. Além de usar o conceito de supercondutividade em muitas aplicações práticas (que então não sabia ao certo quais eram), podemos nos divertir muito com eles, como fazer um autorama usando uma Fita de Möbius.

August Ferdinand Möbius estudou em 1858 sobre a teoria geométrica dos poliedros, baseando-se no conceito de orientabilidade. Seu estudo é importante dentro da área da Topologia, a parte da Matemática que estuda os espaços e formas. O interessante da Fita de Möbius é que ela só tem uma única superfície, uma única borda, uma única orientação, um único lado. Ela não tem "parte de cima" nem "parte de baixo". Se você percorrer com o dedo um lado e não parar, ele vai da parte de baixo para a parte de cima e continua indo para a parte de baixo e assim sucessivamente.

Supercondutores são materiais que, em temperaturas muito baixas, possuem elétrons capazes de fluir livremente, sem resistência. Assim, correntes elétricas podem atravessá-lo sem perda de sinal, sendo muito úteis em telecomunicações e processamentos em alta velocidade.

Quando temos um ímã percorrendo um material condutor, temos o aparecimento de corrente elétrica, pois se corrente elétrica faz aparecer um campo magnético, um campo magnético em movimento faz aparecer corrente elétrica. É por causa dessa propriedade que temos eletricidade em casa, onde imensos ímãs são movimentados por rodas d’água, sistemas a vapor etc, gerando corrente elétrica, transmitida por cabos até nossas residências. Algo tão simples que até um auxiliar de encadernador foi capaz de entender (na verdade, inventar sistemas de geração de eletricidade inteiros!).

Um exemplo é mais simples. Pegue um pedaço de ferro e deixe cair pelo interior de um cano de cobre. Veja como ele cai rápido. Agora, faça o teste com um daqueles superímãs que se compra em camelô. A velocidade de descida é retardada, já que o campo magnético do superímã está se movimentando graças à queda, gerando eletricidade. Esta eletricidade forma um outro campo magnético que retarda a descida do superímã, pois serve de "freio" ao atrair o superímã.

Com a supercondutividade, este segundo campo magnético não só não iria freiar o superímã como o fato de atraí-lo o impulsionaria, formando um sistema de transporte, como os Maglev.

No vídeo abaixo, uma boa quantidade de superímãs foram organizados por Andy Marmery, da Royal Institution, sobre uma tira de aço, formando uma Fita de Möbius magnética, digamos assim. Então, um supercondutor de cerâmica foi resfriado com nitrogênio líquido, se tornando um supercondutor. Um simples movimento e o "trenzinho magnético" começa a se mover, até que o supercondutor começa a esquentar e perder velocidade. Como resolver isso?

Um pequeno reservatório de nitrogênio líquido ajudou e o mais curioso é que o nitrogênio NÃO CAI quando está de cabeça pra baixo. Istoi é incrível e mais incrível é a maneira como é demonstrada.

Construir uma Fita de Möbius como essa sai caro, assim como comprar nitrogênio líquido acaba sendo impeditivo para qualquer colégio. Até mesmo faculdades olham torto para isso, pois é apenas mais um gasto e, no Brasil, dá-se participação dos lucros a coordenadores que conseguem reduzir os custos do curso que coordenam. Universidades federais? Apesar de encheram a boca para dizer o quanto são excelentes, devemos lembrar que elas sofrem com o enguiço de um simples freezer. Se não conseguem um congelador vagaba, que dirá algo mais especializado para encerrar N2 líquido.

Sorte nossa que temos os vídeos de uma instituição de pesquisa de verdade, que divulga ciência de maneira ímpar aos seus pares e demais mortais.


Fonte: Astrônomo Mau

12 comentários em “Um autorama supercondutor

  1. A primeira vez que vi alguma reportagem sobre supercondutores,acho que foi na primeira edição da Superinteressante,quando essa revista ainda tinha alguma coisa de interessante.Parabens Andre pelo artigo e o vídeo é simplesmente genial.

  2. Legal a explicação,se o tubo de cobre fosse supercondutor o ímã ficaria levitando e jamais cairia através do tubo.Cada ímã custa uns R$6,00 na D.X,dá para imaginar o custo dessa pista…

  3. Tenho que admitir que meu inglês não anda bom, por isso acabei não entendo por que o nitrogênio não cai quando está de ponta cabeça.
    Alguém me ajuda?

  4. VRUUUUUUUMMMM!!!!! Fico que nem bobo todas as vezes que eu vejo esses experimentos com supercondutividade. Fico achando que é bruxaria. Aliás, só pode ser.

    E sobre esse experimento do ímã descendo o tubo de cobre. O Iberê (do Manual do Mundo) fez um vídeo assim. E também com um tubo de cobre. Há alguma razão para que seja necessariamente tubo de cobre? Enfim, um experimento tão simples e a pessoa é apresentada a três importantes leis do eletromagnetismo. Além claro da primeira lei de Newton.

  5. Lembrando que a prata é o metal de maior condutividade,mas o custo seria impraticavel para fabricação de fios e cabos e ao contrario do cobre,oxida-se facilmente.

    1. Prata não se oxida como os metais que “enferrujam”. Ela é revestida por uma camada de sulfeto de prata, então é uma questão de ter ácido sulfídrico (H2S) no ar.

  6. André,qual livro seria indicado para eu poder rever Química do ensino médio?Há tempo já venho querendo comprar um livro atualizado e de preferência em um único volume.

  7. Pingback: Blog do Lucho

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