A base energética que fundamenta todos os princípios físicos do SR é a energia solar, que é a principal fonte de radiação eletromagnética que chega até a superfície terrestre (MOREIRA, 2005; NOVO, 2008). A energia solar desenvolve-se por meio do ciclo próton-próton, cujo resultado final é apresentado em forma de neutrinos e fótons, que são espalhados, absorvidos e reemitidos pelo Sol. Ademais, na interação com a matéria os fótons tendem a perder energia, transformando-se em radiação eletromagnética visível e infravermelha quando migram de sua origem para um destino (FONSECA e FERNANDES, 2004; NOVO, 2008). Na superfície terrestre os fótons perdem sua intensidade em face aos efeitos causados pelos componentes da atmosfera, principalmente o Vapor de água (H2O), Oxigênio (O2), Ozônio (O3) e o Gás Carbônico (CO2), constituindo-se como aqueles responsáveis pelo processo de absorção da radiação eletromagnética (JENSEN, 2011; MENESES, 2012).
A absorção ocorre em regiões opacas da atmosfera, onde os componentes barram demasiada quantidade de radiação eletromagnética antes mesmo que ela atinja qualquer objeto na superfície, impedindo que seja feito o registro pelo sensor remoto. Entretanto, conforme ilustra a Figura 10 entre as regiões opacas existem outras que são relativamente transparentes e que recebem o nome de janelas atmosféricas (JENSEN, 2011). É graças a elas que a tecnologia baseada no registro e análise das interações entre a radiação eletromagnética e os objetos da superfície tornou-se possível, pois nas janelas atmosféricas a energia eletromagnética quase não é afetada pelos componentes da atmosfera (NOVO, 2008; LORENZZETTI, 2015). É fundamentado nas características das janelas atmosféricas que os sensores remotos são construídos.
Para a realização do mapeamento termal são utilizados imagens de sensores que são sensíveis à radiação infravermelha nas janelas atmosféricas como os detectores Thematic Mapper dos satélites da série Landsat-4, 5, e o sensor TIRS para o Landsat-8.
30 Figura 10 – Janelas Atmosféricas com destaque para a região do Infravermelho Termal.
Fonte: (JENSEN, 2011:256).
Conforme já mencionado, é através da radiação eletromagnética que a energia do Sol interage com a matéria, entretanto5 também é por meio dela que as informações de um objeto assentado na superfície chegam até ao sensor acoplado nos satélites. Novo (2008:11) define a Radiação Eletromagnética - REM “como uma forma dinâmica de energia que se manifesta a partir de sua interação com a matéria”.
Oriunda do Sol ou da superfície terrestre a REM propaga-se em forma de ondas, isto é, são disseminadas por meio de um campo eletromagnético num movimento ondulatório. As ondas eletromagnéticas apresentam uma frequência e comprimento, que correspondem respectivamente à quantidade de vezes que ela passa por um ponto do espaço (expressa em Hertz) e na distância entre dois máximos (expresso em metros) (FLORENZANO, 2002). Observa-se que o comprimento de onda é inversamente proporcional à frequência da REM e esta é diretamente proporcional à velocidade de propagação, isto é, quanto maior for à frequência menor será o comprimento de onda (FONSECA e FERNANDES, 2004). Sobre as ondas eletromagnéticas, Novo (2008) acentua que a frequência não se altera quando interage com a matéria, entretanto as mudanças na velocidade de propagação de uma onda alteram o seu comprimento.
5 Outra fonte importante de radiação eletromagnética é a própria Terra, cujo espectro de emissão pode ser modelado por um corpo negro à Temperatura de 300 K. O corpo negro é um modelo físico que permite modelar a energia emitida por uma fonte a uma taxa máxima por unidade de área e por comprimento de onda, a uma dada temperatura. Um corpo negro absorve toda a energia que nele incide, e também emite toda a energia absorvida (NOVO, 2008:23).
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A Figura 11 apresenta o chamado espectro eletromagnético, que corresponde a “distribuição da radiação eletromagnética, por regiões, segundo o comprimento de onda e a frequência” (FLORENZANO, 2002:11).
Figura 11 – Espectro Eletromagnético com destaque para a Região do Infravermelho.
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Já a Tabela 2 mostra que o espectro eletromagnético divide-se em diferentes regiões, de acordo com sua frequência e comprimento de onda. Novo (2008) e Jensen (2011) esclarecem que esta divisão esta baseada em alguns critérios como os fatores físicos que originam a REM, a interação entre a REM e os objetos sobre o qual ela incide diretamente e as regiões na qual a atmosfera é relativamente transparente, isto é, as janelas atmosféricas.
Tabela 2 – Regiões do espectro eletromagnético com destaque para a radiação visível e infravermelha. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
Radiação Gama
Emitida por materiais radioativos e pelo Sol. Localiza-se no espectro eletromagnético antes dos raios X, Tem aplicações na medicina (radioterapia) e em processos industriais, principalmente na conservação de alimentos.
Raios X
Radiações cujas frequências de onda estão acima das da radiação ultravioleta. São muito usados em radiografias e em estudos de estruturas cristalinas de sólidos. Os raios X provenientes do Sol são absorvidos pelos gases na alta atmosfera.
Radiação Ultravioleta (UV)
Conjunto de radiações compreendidas na faixa espectral de 0,01 a 0,38 mm. Estas radiações são muito produzidas durante as reações nucleares no Sol. Entretanto, ao atingir o topo da atmosfera terrestre, são quase totalmente absorvidas pelo gás ozônio (O3).
Radiação Visível (Luz)
Conjunto de radiações eletromagnéticas
compreendidas entre 0,39 e 0,70 m. As radiações contidas nesta faixa de comprimento de onda, ao incidirem no sistema visual humano, são capazes de provocar uma sensação de cor no cérebro.
Radiação Infravermelha (IV)
Conjunto de radiações eletromagnéticas cujos comprimentos de onda variam de 0,7 a 1.000 mm. Situam-se no espectro eletromagnético entre a luz vermelha e as micro-ondas. Esta radiação é divida em três faixas espectraisμ IV próximo (0,7 a 1,1 m), IV médio (1,1 a 3,0 m) e IV distante (3,0 e 1.000
m)6 Microondas
Radiações eletromagnéticas que se estendem pela região do espectro de 1.000 m até cerca de 1x10 (elevado a menos 6). São mais comumente referenciadas em Hertz e seus múltiplos, estado, neste caso, compreendidas entre 300 GHz a 300 MHz.
Ondas de Rádio Conjunto de radiações com frequências menores que 300 MHz. Estas ondas são utilizadas principalmente em telecomunicação e radiodifusão.
Fonte: Adaptado de (MOREIRA, 2005:22).
6 Grifo nosso.
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