Nesses tempos de pandemia, caso você decida sair de casa para ir a um estabelecimento comercial, são grandes as chances de você ficar sob a mira de uma pistola. No entanto, ao contrário das outras armas, esta pistola não foi feita para matar ninguém. Estou falando do curioso termômetro infravermelho com forma de pistola que se tornou bastante comum em meio ao caos do novo coronavírus.
Essa pistola medidora de temperatura é um termômetro infravermelho que tem a capacidade de medir a temperatura de uma pessoa ou objeto a uma certa distância. Originalmente destinadas a medir a temperatura de objetos em movimento e em superfícies inacessíveis, esses termômetros chegaram aos hospitais nos últimos meses, tornando-se onipresentes por conta da sua eficácia em medir temperaturas a distância.
Essas pistolas estão sendo utilizadas nos aeroportos para rastrear passageiros, pelos lojistas para verificar os clientes que chegam, nos postos de saúde e em todas as outras áreas possíveis. Mas, afinal de contas, como essas armas funcionam? É essa a questão que vamos abordar ao longo desse post!
O uso da radiação do corpo negro
Basicamente, qualquer termômetro infravermelho aproveita o fato de que todas as coisas (incluindo seres humanos), a uma temperatura acima de zero absoluto, emitem calor na forma de radiação térmica. Este é um conceito conhecido como radiação do corpo negro.
O zero absoluto (equivalente a -273,15 graus Celsius ou -460 graus Fahrenheit) é a temperatura mais baixa possível que um objeto pode atingir e também um ponto em que os átomos exibem um comportamento estranho e exótico. No entanto, a qualquer temperatura acima do zero absoluto, os átomos estão em constante estado de movimento e possuem energia cinética. Desse modo, quanto mais alta a temperatura, mais energia cinética os átomos/moléculas possuem.
Quando os elétrons nesses átomos excitados saltam de uma órbita (estado de energia) para outra ou quando duas moléculas excitadas colidem, é emitida energia na forma de radiação eletromagnética. Esse tipo de radiação eletromagnética, emitida apenas pela energia cinética e movimento das partículas na matéria, é classificada como radiação térmica.
Sendo um subconjunto da radiação eletromagnética, a radiação térmica compreende mais de um único comprimento de onda. Ela inclui ondas de rádio, ondas infravermelhas e luz visível. De fato, o tipo de radiação térmica emitida depende da temperatura da fonte. Como mencionado anteriormente, quanto mais alta a temperatura, mais rápidas as moléculas se movem e maior a quantidade de radiação emitida. Assim, a temperaturas suficientemente altas, os objetos começam a irradiar luz visível.
Como o termômetro infravermelho utiliza a radiação do corpo negro no seu funcionamento
Um termômetro infravermelho típico possui as seguintes partes: laser, lente convergente, sensor infravermelho (termopilha), sensor de temperatura ambiente, amplificador e outros componentes eletrônicos para converter e exibir os resultados em valores numéricos.
Quando você aponta o termômetro com forma de pistola para algo ou alguém, um laser é descarregado do termômetro. O laser, no entanto, não tem nenhum uso funcional e nem é a coisa em questão que realmente mede a temperatura. Na verdade, o laser está presente apenas para ajudar a verificar e identificar com precisão o objeto que precisa ser medido.
A radiação infravermelha, como a luz visível, pode ser refletida, absorvida e concentrada. Assim, a radiação infravermelha emitida por um objeto ou um ser humano é primeiramente focada na termopilha dentro da pistola de temperatura, que por sua vez utiliza uma lente convergente. Em seguida, a termopilha converte a energia térmica em energia elétrica. A termopilha tem esse nome por ser composta por vários termopares (sensores de temperatura) em configuração em série ou paralela.
A temperatura da termopilha aumenta com a quantidade de radiação incidente nela. No entanto, o lado oposto da termopilha (aquele voltado para o outro lado da pistola) permanece a uma temperatura ligeiramente mais baixa, pois a radiação infravermelha não é diretamente incidente nela. Essa diferença de temperatura leva ao desenvolvimento de uma diferença de tensão e, portanto, de eletricidade (o que caracteriza o efeito termoelétrico). A leitura elétrica é então amplificada usando um amplificador.
Por fim, a leitura elétrica é passada para um circuito típico de aquisição de dados e a leitura final da temperatura é exibida em um painel de LED. Um sensor ambiental localizado próximo à termopilha ajuda a compensar qualquer radiação térmica que entra na pistola a partir do próprio ambiente ao seu redor.
As aplicações mais comuns do termômetro infravermelho com forma de pistola
Uma pistola de temperatura pode encontrar um uso extensivo em vários campos. Ela é geralmente usada pelos bombeiros para verificar pontos quentes durante a extinção de um incêndio e nas indústrias de manufatura e eletrônica para monitorar as temperaturas das máquinas, o desempenho dos sistemas de aquecimento, sistemas de isolamento, motores de automóveis, inspeção de painéis elétricos e outras peças elétricas sensíveis à temperatura.
No entanto, a aplicação mais importante de uma pistola de temperatura nos últimos tempos tem sido a segurança pública. As pistolas de temperatura permitem verificações de temperatura mais fáceis, rápidas e seguras para um número maior de pessoas em locais como aeroportos e supermercados. Elas já foram empregadas para verificar se há um quadro de febre nos viajantes durante eventos epidêmicos como Ebola e SARS. Agora, a tecnologia está sendo usada para verificar possíveis casos de COVID-19.
O uso de uma pistola de temperatura reduz o risco de contaminação cruzada e disseminação de doenças devido à sua abordagem sem contato. Além disso, as leituras de temperatura são obtidas em um ritmo muito mais rápido que os métodos tradicionais. No entanto, uma pistola de temperatura deve ser usada apenas para rastrear pacientes, não para diagnosticá-los.
Vale destacar que a leitura da temperatura exibida por um termômetro infravermelho pode ser afetada por vários fatores. Isso inclui onde o termômetro infravermelho é usado e sua calibração. Um dos pontos importantes a serem considerados inclui o posicionamento do laser na testa, pois a temperatura nessa região do corpo não costuma ser afetada pelo uso excessivo de roupas.
Embora a precisão das pistolas de temperatura esteja sempre em debate, o fato de ser um método pouco invasivo lhe garante um uso amplamente aceito durante pandemias, ainda que seja um dispositivo um pouco impreciso.
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