'Gaiola de faraday': o que é o conceito da física que explica proteção de passageiros em trem com pane elétrica

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Episódio ocorreu na noite de segunda (14), na Zona Sul da capital. Segundo a concessionária, as chamas atingiram a estação Granja Julieta, da Linha 9-Esmeralda, e foram 'prontamente apagadas'. Não houve feridos, apesar do susto dos passageiros dentro do trem.
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Por Roberto Peixoto, g1
15/10/2024 15h26 Atualizado há 2 dias
Postado em 19 de outubro de 2024 às 17h25m

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Passageiros se desesperam durante pane elétrica com incêndio em estação de trem da ViaMobi

Em uma emergência envolvendo eletricidade, como o conhecimento da física pode ajudar? O vídeo que mostra passageiros em pânico dentro de um trem viralizou nas redes sociais e fez muitas pessoas lembrarem de um conceito chamado "Gaiola de Faraday".

Em meio ao caos registrado nas imagens que mostram explosões e faíscas do lado externo do vagão, é possível ouvir o grito de um dos passageiros: “Não põe a mão nos ferros. É só esperar. Não encostem nos ferros”. O receio era que houvesse circulação interna da corrente elétrica.

De acordo com especialista ouvida pelo g1, considerando que a ViaMobilidade não deu detalhes do problema, em tese é possível afirmar que o princípio da "Gaiola de Faraday" protegeu os passageiros dentro do vagão e que o melhor nessas situações é evitar tocar as partes metálicas do veículo.

O experimento da gaiola é o mesmo que indica que é seguro permanecer dentro do carro durante chuvas com raios ou diante do rompimento de fios de alta tensão.

Quando um carro — a gaiola — é atingido por raios ou qualquer tipo de descarga elétrica de alta intensidade, essa energia fica acumulada na parte externa do veículo; internamente, não há perigo se a pessoa não tocar as partes metálicas.

"É desaconselhável tocar na estrutura de metal porque ela pode estar eletrificada, permitindo a passagem da corrente elétrica para quem a tocar, resultando em choque elétrico grave ou até fatal", explica a professora de Engenharia Elétrica da FEI, Michele Rodrigues. 

Blindagem eletrostática

A gaiola de Faraday foi um dos experimentos mais conhecidos realizados pelo cientista britânico Michael Faraday em 1836. Faraday queria demonstrar como um condutor oco poderia oferecer uma espécie de blindagem contra eletricidade externa.

"O princípio da gaiola de Faraday se baseia no fato de que quando um condutor oco, como a carroceria metálica de um carro, é exposto a um campo elétrico externo, as cargas elétricas se redistribuem de maneira que o campo elétrico não afete o interior", pontua Michele.

Um modelo da Gaiola de Faraday. — Foto: Museu Interativo da Física da UFPA

Para isso, ele construiu uma câmara metálica, onde colocou diversos instrumentos, como eletroscópios e velas para iluminação.

A ideia era verificar o comportamento da eletricidade no interior da câmara quando ela fosse carregada eletricamente por fora, ou seja, quando fosse exposta a uma carga elétrica externa.

Como explica Julha Marcolan, mestre e doutoranda em Física Computacional pelo IFSC-USP, o fenômeno cria um efeito de blindagem elétrica em materiais condutores.

⚡ ⚡ ⚡ No experimento, faíscas intensas eram visíveis na superfície metálica externa da câmara, mas, curiosamente, dentro dela, NADA parecia ser afetado.

Nenhum dos dispositivos que estavam dentro da câmara apresentava qualquer alteração, demonstrando que o campo elétrico gerado fora da câmara era anulado em seu interior.

Isto é, o excesso de cargas que se concentrava na parte externa do metal não conseguia penetrar, confirmando pela primeira vez o que hoje os físicos chamam de efeito de blindagem eletrostática.

"Quando temos um objeto feito de um material condutor, como os metais — neste caso, o vagão de um trem — os elétrons se movem com maior liberdade na superfície externa desse condutor", afirma Marcolan.

🛡️ 🛡️ 🛡️ Ou seja, ao serem atingidos por uma descarga elétrica externa, como um raio ou uma pane elétrica, os elétrons se reorganizam na parte externa do metal, formando uma espécie de "escudo".

"Dentro dessa estrutura, o campo elétrico gerado é praticamente nulo, o que significa que a eletricidade não penetra o interior da gaiola, mantendo as pessoas lá dentro seguras", acrescenta.

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'Gaiola de faraday': Entenda conceito da física que protegeu passageiros em trem com pane

Protege ou não protege?

Essa proteção ocorre porque as cargas elétricas externas criam um campo elétrico na superfície externa que cancela qualquer campo interno, fazendo com que o campo elétrico dentro do vagão seja anulado.

Dessa forma, dá para dizer que as pessoas dentro de um vagão — ou de qualquer estrutura metálica completamente fechada — não seriam afetadas diretamente pela eletricidade externa.

Apesar do princípio ser eficaz em muitas situações, Rodrigues alerta que ele não é infalível.

"Se houver aberturas significativas no condutor, como janelas abertas ou rachaduras, o campo elétrico pode penetrar no interior, tornando a proteção ineficaz", comenta a professora.

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Completamente fechado?

Há um detalhe importante nesse conceito: "Para que a gaiola de Faraday funcione de maneira eficaz, a estrutura condutora precisa ser completamente fechada e não pode haver partes expostas ou fios dentro do vagão que estejam conectados à parte externa", alerta Marcolan.

⚠️⚠️⚠️ Caso contrário, o efeito de blindagem pode ser comprometido, permitindo que a eletricidade entre no sistema.

"A questão aí é que não sabemos se havia um fio solto dentro do vagão ou não, e isso muda um pouco a situação", detalha.

Segundo nota da concessionária ViaMobilidade, os usuários foram "atendidos em segurança pelos Agentes de Atendimento da concessionária, desembarcaram em plataforma e seguiram viagem em outra composição". Ninguém ficou ferido.

As explosões e chamas da pane elétrica foram vistas e gravadas por vizinhos da estação e por passageiros que estavam do lado de fora dela.

"Quando a estrutura condutora não está perfeitamente fechada, o campo elétrico interno pode ser afetado, e nesse caso a segurança das pessoas dentro poderia ter sido comprometida", acrescenta Julha.

Até a mais recente atualização desta reportagem, não havia informações sobre a causa do princípio de incêndio. Segundo a ViaMobilidade, o episódio "passará por uma apuração detalhada para definir as causas da ocorrência".

Linha 9-Esmeralda tem princípio de incêndio em composição

Explosao na Marginal Pinheiros

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