Sinais de rádio podem ser enviados através do ar e mesmo do vácuo. A sua utilização como meio de comunicação é indispensável em nossos dias. Mas, o que você faria se um invasor alienígena proibisse seu uso de modo a manter seu domínio, evitando assim que uma possível força de resistência tivesse um meio eficiente de comunicação? Seria possível ter um meio alternativo de comunicações, por exemplo, enviando sinais de áudio pela terra?
Nota: Artigo também publicado na revista Revista Mecatrônica Jovem - Edição 12 - Feiras de Ciências 2.
Foi o que ocorreu durante a Segunda Grande Guerra (1939 – 1945) quando as forças alemãs invadiram a França e proibiram o uso de qualquer tipo de comunicação usando ondas de rádio. Até mesmo os rádios foram confiscados das casas,
No entanto, com engenhosidade os membros da resistência francesa resolveram seus problemas de comunicação, convertendo seus amplificadores de áudio em transmissores, mas não de ondas de rádio.
Revivendo essa tecnologia antiga, podemos tanto contar um pouco da história das telecomunicações na Segunda Grande Guerra, como podemos ensinar algo sobre os campos de corrente e apresentar numa Feira de Ciências um trabalho muito interessante.
É claro que esse trabalho é em especial recomendado para o caso do local da feira ter um espaço ao ar livre com acesso a um terreno onde possam ser instalados os eletrodos.
Transmissão via terra
O assunto foi explorado em dois artigos de nosso site, cujos links serão dados no final deste. São os TEL127 e TEL130. Mas, vamos ver como tudo isso é possível.
Se espetarmos no solo dois eletrodos de metal (duas barras de metal ou fios grossos descascados) e aplicarmos neles a tensão de uma bateria, conforme mostra a figura 1, circulará entre eles uma corrente que, entretanto, se distribuirá num padrão formando um campo.
Essa corrente se espalha e teoricamente ela pode atingir uma distância infinita. É claro que, quando mais longe da linha que une os dois eletrodos, mais fraca será sua intensidade.
Isso significa que se enterrarmos dois eletrodos separados a uma certa distância dos eletrodos emissores, se eles estiverem ao longo das linhas e não perpendicularmente, aparece sobre eles uma tensão, conforme mostra a figura 2.
Podemos então criar um sistema de comunicação telegráfico muito simples: uma pilha ou outra fonte de energia elétrica e um manipulador no transmissor e um par de fones de ouvido no receptor. Conforme mostra a figura 3.
Nessa figura temos a possibilidade de usar vários tipos de transmissores, conforme veremos.
Cada vez que apertarmos o manipulador, um pulso de corrente será transmitido e induzirá no receptor um pulso de tensão que produzirá um “click”. Codificando pelo código Morse esses pulsos podemos transmitir mensagens (veja o link para o código Morse).
Os telegrafistas treinados podem perceber quando os intervalos dos pulsos são menores (ponto) ou maiores (traços) e assim, entender perfeitamente a mensagens que transmite ou recebem. Precisa um bom treino. (figura 4)
Antigamente, era o principal meio de se comunicar tanto por fio como por rádio. Hoje, os profissionais das telecomunicações precisam aprender o uso da telegrafia para emergências.
Mas podemos ir além e em lugar de usarmos uma simples bateria ou pilha para produzir os sinais, ligar as barras a saída de um amplificador com um microfone ligado na entrada auxiliar, conforme mostra a figura 5.
A nossa voz vai fazer com que a tensão aplicada aos eletrodos corresponde a um sinal de áudio com a forma de onda correspondente. Se ligarmos num par de eletrodos distante um fone, ou mesmo a entrada de um amplificador, ouviremos a voz de quem fala diante do microfone.
Se usarmos dois amplificadores, podemos adaptá-los para ter uma chave que troque de função durante a comunicação. Quando um estiver transmitindo, o outro será usado para receber e assim teremos um sistema duplo conforme mostra a figura 6.
Podemos fazer o mesmo com um sistema telegráfico e incluir aperfeiçoamentos como o uso de amplificadores etc., tudo pela terra.
O alcance
O alcance do sistema não muito grande, mas pode surpreender. Na época da Guerra, usando equipamentos caseiros os membros da resistência conseguiam contatos de mais de 5 km com facilidade.
Num sistema comum para demonstração em escola, como o que damos nos artigos do link, mostrado na figura 7, podemos chegar a até mais de 100 metros, dependendo da separação entre os eletrodos transmissores, o tipo de solo e a potência do amplificador.
Propusemos numa live da Mecatrônica fácil um desafio em que deveriam montar um telégrafo simples, com fio ou sem fio; São excelentes temas para uma apresentação numa feira de ciências. Observe que o fone deve ser de alta impedância ou de cristal.
