{"id":5186,"date":"2013-01-04T10:36:51","date_gmt":"2013-01-04T12:36:51","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cnpem.staging.wpengine.com\/?p=5186"},"modified":"2026-03-03T10:08:26","modified_gmt":"2026-03-03T13:08:26","slug":"o-que-gera-a-eletricidade-estatica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/o-que-gera-a-eletricidade-estatica\/","title":{"rendered":"O que gera a eletricidade est\u00e1tica?"},"content":{"rendered":"

Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica, em 03\/01\/2013<\/em><\/p>\n

Triboeletricidade<\/strong><\/p>\n

Fen\u00f4menos eletrost\u00e1ticos desafiam fil\u00f3sofos e cientistas desde que Tales de Mileto, por volta de 600 a.c, esfregou um peda\u00e7o de \u00e2mbar com l\u00e3 e constatou que a resina petrificada atra\u00eda pedacinhos de palha.<\/p>\n

Este simples experimento ainda n\u00e3o \u00e9 bem compreendido pela ci\u00eancia, e n\u00e3o existem teorias que expliquem efetivamente esse fen\u00f4meno.<\/p>\n

Mas ele tem um nome: triboeletricidade.<\/p>\n

E suas consequ\u00eancias podem ser catastr\u00f3ficas, como o inc\u00eandio do dirig\u00edvel Hindenburgo, em 1937, ou o acidente com o Ve\u00edculo Lan\u00e7ador de Sat\u00e9lites (VLS-1 V03), no Maranh\u00e3o, em 2003.<\/p>\n

Por outro lado, apesar da limita\u00e7\u00e3o cient\u00edfica, v\u00e1rias tecnologias eletrost\u00e1ticas s\u00e3o usadas com sucesso, como as de fotocopiadoras e impressoras a laser, a pintura eletrost\u00e1tica, a eletrofia\u00e7\u00e3o e a reciclagem de pl\u00e1sticos.<\/p>\n

Eletrost\u00e1tica<\/strong><\/p>\n

A eletrost\u00e1tica \u00e9 normalmente considerada como sendo uma disciplina da f\u00edsica, mas os m\u00e9todos aplicados ao seu estudo n\u00e3o tem produzido boas solu\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

Muitos pesquisadores e engenheiros v\u00eam tentando explicar a separa\u00e7\u00e3o de cargas el\u00e9tricas que produz a triboeletricidade como resultado da transfer\u00eancia de el\u00e9trons, mas isso s\u00f3 foi demonstrado no caso de metais e semicondutores.<\/p>\n

Nos sistemas vivos, a eletriza\u00e7\u00e3o \u00e9 consequ\u00eancia da transfer\u00eancia de \u00edons. No caso dos materiais isolantes, como os pl\u00e1sticos, vidros e cer\u00e2micas, n\u00e3o se sabe quais s\u00e3o as entidades portadoras de cargas e nem como essas cargas s\u00e3o transportadas de uma superf\u00edcie para outra quando esses materiais adquirem carga el\u00e9trica est\u00e1tica.<\/p>\n

“Em nanotecnologia, o problema \u00e9 ainda mais grave: quando se reduz a escala, o efeito da carga est\u00e1tica se torna maior que o do peso”, diz Fernando Galembeck, diretor do LNNano (Laborat\u00f3rio Nacional de Nanotecnologia) e do Inomat (Instituto Nacional de C,T&I em Materiais Funcionais).<\/p>\n

“Utilizando a microscopia de transmiss\u00e3o associada \u00e0 espectroscopia de perda de energia de el\u00e9trons e \u00e0 microscopia Kelvin, constatamos que part\u00edculas de l\u00e1tex, que sempre foram tratadas como elementos neutros, s\u00e3o de fato multipolos el\u00e9tricos”, lembra Galembeck.<\/p>\n

Ao longo de mais de dez anos, o grupo analisou cerca de 100 amostras para concluir que, em escalas nanom\u00e9trica e microm\u00e9trica, isolantes sempre apresentam dom\u00ednios com excesso de cargas positivas e negativas, lado a lado.<\/p>\n

“A regra n\u00e3o \u00e9 a eletroneutralidade”, enfatiza o diretor do LNNano.<\/p>\n

Participa\u00e7\u00e3o do ambiente<\/strong><\/p>\n

As pesquisas avan\u00e7aram com a utiliza\u00e7\u00e3o de pastilhas de sil\u00edcio recobertos com s\u00edlica e tiras de ouro, formando um conjunto de eletrodos interdigitados.<\/p>\n

“Medimos o comportamento da amostra com diferentes percentuais de umidade e constatamos que a s\u00edlica adquire carga negativa quando a umidade se aproxima de 70%”, lembra Galembeck. “Confirmamos que, ao mudar a umidade, muda tamb\u00e9m o grau de eletriza\u00e7\u00e3o e conclu\u00edmos que a atmosfera participa do processo de troca de carga.”<\/p>\n

Agora em 2012, o grupo publicou uma nova descoberta: mapas de carga de amostras de PTFE (politetrafluoroetileno) atritadas contra outras de polietileno mostram regi\u00f5es macrosc\u00f3picas com excesso de cargas negativas e positivas formadas por res\u00edduos de PTFE negativos e res\u00edduos de polietileno, positivos.<\/p>\n

Teoria sobre eletricidade est\u00e1tica<\/strong><\/p>\n

Como entender essa separa\u00e7\u00e3o de carga nos dois materiais?<\/p>\n

O mecanismo proposto pelos pesquisadores brasileiros considera, em primeiro lugar, que o atrito entre duas superf\u00edcies de pol\u00edmeros provoca a extens\u00e3o das cadeias de \u00e1tomos da superf\u00edcie dos pl\u00e1sticos.<\/p>\n

Algumas cadeias se rompem formando radicais livres, que s\u00e3o as termina\u00e7\u00f5es das cadeias com el\u00e9trons desemparelhados. Estes radicais s\u00e3o inst\u00e1veis e tendem a formar outras subst\u00e2ncias e uma das possibilidades \u00e9 a transfer\u00eancia de um el\u00e9tron dos radicais que tem menor afinidade por el\u00e9trons (os do polietileno) para os que tem maior afinidade, que s\u00e3o os do PTFE.<\/p>\n

Dessa forma, os radicais de polietileno transformam-se em \u00edons positivos e os do PTFE em \u00edons negativos. As cargas opostas dos \u00edons tendem a se atrair, mas est\u00e3o presas a grandes cadeias polim\u00e9ricas que s\u00e3o sempre imisc\u00edveis, segundo a teoria de Flory, das solu\u00e7\u00f5es de pol\u00edmeros.<\/p>\n

Portanto, as cargas positivas acumulam-se em uma regi\u00e3o da amostra e as negativas em outra regi\u00e3o, cont\u00edgua.<\/p>\n

Embora n\u00e3o seja a palavra final sobre a triboeletricidade e os desafios que o fen\u00f4meno imp\u00f5e para a nanotecnologia ou para as macrotecnologias, a teoria est\u00e1 chamando a aten\u00e7\u00e3o de pesquisadores da \u00e1rea em todo o mundo.<\/p>\n

Depois de ser publicado em revistas cient\u00edficas e apresentado em v\u00e1rios congressos internacionais, a proposta dos brasileiros constou como uma das mais importantes na \u00e1rea da triboeletricidade em um trabalho chamado “O que cria a eletricidade est\u00e1tica?” publicado pela revista\u00a0American Scientist<\/em>.<\/p>\n

Bibliografia:<\/strong><\/em><\/p>\n

Triboelectricity: Macroscopic Charge Patterns Formed by Self-Arraying Ions on Polymer Surfaces<\/em>
\nThiago A. L. Burgo, Telma R. D. Ducati, Kelly R. Francisco, Karl J. Clinckspoor, Fernando Galembeck, Sergio E. Galembeck<\/em>
\nLangmuir<\/em>
\nVol.: 28 (19), pp 7407-7416<\/em>
\nDOI: 10.1021\/la301228j<\/em><\/p>\n

What Creates Static Electricity?<\/em>
\nMeurig W. Williams<\/em>
\nAmerican Scientist<\/em>
\nVol.: 100, Number 4 Page: 316<\/em>
\nDOI: 10.1511\/2012.97.316<\/em><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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