Dicas de Segurança

 

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Segurança

Neste laboratório, infelizmente, podem ocorrer acidentes. Em casos como esse temos telefones de emergência no laboratório, e se for o caso é possível levar o acidentado no CECOM (Centro de atendimento à saúde da comunidade da Unicamp) e no PS do Hospital das Clínicas. Mas, a idéia aqui é fazer todo o possível para não precisarmos deste expediente.
É fundamental advertirmos a todos que queiram realizar experimentos no laboratório que é necessário atentar aos problemas de segurança.
Prevenção de acidentes passa por entender que estamos diante de um laboratório que contém equipamentos, que trazem consigo algum perigo potencial. E não se trata de se prevenir para situações remotas ou improváveis. Enfrentar situações de risco aqui é uma probabilidade de 100%. Isto não quer dizer que o laboratório não tenha condições de segurança. Tem, mas  temos que ter clareza que realizar experiências como as que caracterizam a Física Moderna,  onde muitas delas que envolvem manipulação com alta tensão, líquidos criogênicos, radiações de lasers,  ultra violeta da lâmpada de mercúrio, gama e com várias fontes radioativas, faz com que consideremos da maior importância o treinamento para lidar com esses fatores de risco. Cabe, então, dar uma orientação geral de segurança para cada item listado como fonte de perigo, considerando sua especificidade própria.

 

1) Alta Tensão

A montagem da Emissão Termoiônica tem uma fonte de tensão variável que vai de 0 até 500 V. A gota de óleo de Millikan ficam oscilando entre duas placas que têm uma ddp de 500V.  Os soquetes dos tubos usados na análise de espectros atômicos, quando em operação, têm uma ddp de 5000 V de 10 mA. Portanto, alta tensão existe por todo lado no laboratório. A primeira regra neste caso é nunca trabalhar sozinho. No caso de um descuido e um aluno vier a tomar choque neste laboratório,  as pessoas que também estão no laboratório podem socorrê-lo, e assim evitar acontecer coisa pior. A segunda regra é evitar ações inseguras tais como fazer  circuitos com fios descobertos, tomar medidas com circuitos abertos sem proteção, com equipamentos defeituosos ou mesmo pegar o borne de um fio sem se certificar que a fonte de tensão esteja desligada ou de que não tenha capacitores carregados. É bom lembrar que é a corrente elétrica que mata. Portanto evite fechar circuito pelo corpo, pois uma boa corrente numa diferença de potencial de 7 volts pode matar tanto quanto uma péssima corrente de 700 Volts. A terceira regra é conhecer bem o circuito que está manipulando, para poder ter bom  reflexo em caso de acidentes e desligar todas as instalações elétricas. Caso veja algum incidente desligar imediatamente a corrente elétrica. Por isso é importante saber antes de mais nada, que cada linha de tomadas possui uma chave geral de segurança. Saber da sua localização numa emergência pode ser a diferença entre a vida e a morte.

EMSpectrum

 

2) Lasers

No laboratório o feixe de laser de He-Ne ( l = 632,8 nm com potência de 0,95 mW) é utilizado na experiência da velocidade da luz. A radiação dele está na faixa do visível, é vermelha, mas não com muito brilho. Nunca deixe o feixe ficar direcionado para o seu olho ou voce olhar diretamente para o feixe, pois a íris funciona como uma lente que converge o feixe para a retina, podendo danificar suas células e causar posteriormente problemas de visão. Na experiência que  medimos a velocidade da luz, a montagem envolve um espaço maior que o próprio laboratório, pois quanto maior a distância percorrida pelo feixe, maior a  precisão das medidas. Por isso, usamos do procedimento de colocar um espelho fora do laboratório. Isso traz uma responsabilidade ainda maior no sentido de se resguardar de mais segurança quanto às pessoas que transitam perto do LF-25. Além disso, a própria medida que  se faz na experiência, tomada no micrômetro, requer cuidados especiais, pois os alunos têm de olhar a figura de interferência de dois feixes de lasers. Neste caso, é obrigatório o uso de  um filtro polarizador que atenua os efeitos nocivos do laser colocado no barramento da bancada.

laserHe-Ne

3) Radiação ultra violeta, gama 

  No experimento do efeito fotoelétrico utilizamos uma lâmpada de mercúrio, cujo feixe de luz incide sobre uma rede de difração de 600 linhas/mm que faz com surjam em raias próprias todos os comprimentos de onda que compõe o feixe. A radiação ultra violeta como vimos na  ilustração acima está entre o visível e os raios-X, portanto é conveniente incluí-la entre as radiações que necessitam de cuidados e precauções ao abordar o experimento. Por outro lado  na experiência de espectroscopia de raios gama estaremos lidando com uma radiação que tem comprimentos de onda menores que os do raios-X. Neste caso, é exigido do  aluno todo cuidado ao manipular esse material. A forma de medir as radiações ionizantes  depende do referencial que se utiliza: o Curie (Ci) é a medida da atividade de uma fonte  radioativa ( 1 Curie = 3,7 x 1010 desintegrações por segundo), O Roentgen (R) é a medida  de exposição, ou seja, mede a capacidade de um feixe de raios-X ou de raios gama ceder
energia a um material através do qual eles passam (Ex.: 1R = 8,78 mJ a 1Kg de ar seco em   condições normais).O que não implica que a energia seja efetivamente cedida. O rad é  abreviação inglesa da expressão "dose absorvida de radiação". Esta unidade mede a dose   realmente absorvida por um objeto específico ( 1 rad = 10 mJ/Kg). Naturalmente, absorvemos 0,2 rad/ano das fontes que existem no nosso universo. Por fim existe o rem, que é a abreviação inglesa da expressão " equivalente roentgen no homem". Essa unidade leva em conta o fato de que, embora tipos diferentes de radiação (gama, nêutrons,etc) possam ceder a  mesma energia por unidade de massa do corpo, elas não têm o mesmo efeito biológico.
Portanto existe uma relação entre a dose equivalente (rem) e a dose absorvida (rad) que é um   fator chamado efetividade biológica relativa (RBE), que está especificado em literatura  específica.. No caso de raios-X e elétrons o RBE=1, no de nêutrons lentos, RBE= 5. Os dosímetros, dispositivos utilizados para monitoramento de pessoas e de ambientes são projetados para registrar a dose equivalente em rem. Nos EUA a recomendação é que nenhum  indivíduo exposto a radiações deva receber uma dose equivalente maior que 500 mrem por ano, o que inclui todos os tipos de radiação (usando o RBE apropriado).
O material radioativo usado no laboratório é numa quantidade extrememente pequena e não apresenta nenhuma radiação prejudicial. No entanto, recomendamos que os alunos tenham o menor contato possível para minimizar a exposição através dos seguintes artifícios: pouco tempo de manipulação, não mais que o estritamente necessário, manter distância e sempre manter sob a proteção das placas de chumbo. Nunca aproxime seus olhos demasiadamente das fontes, o tecido ocular é bastante sensível à radiação. Quando for manipular utilize a pinça de plástico. Na área do laboratório, em particular onde está o material radioativo evite comer, beber e fumar. Depois do uso retorne o material à proteção das placas de chumbo. Após a manipulação recomendamos que lave as mãos. Evite pegar no material com as mãos molhadas, úmidas ou suadas.
Abaixo alguns dados interessantes sobre o material que temos no laboratório:

Isótopos Atividade Meia vida Picos de interesse (Mev)
Sódio-32 1mCi 2,6 anos 0,511 ; 1,275
Manganês-54 1mCi 313 dias 0,835
Cobalto-57 1mCi 271 dias 0,122 ; 0,136
Cobalto-60 1mCi 5,26 anos 1,173 ; 1,333
Cadmio-109 1mCi 464 dias 0,088
Bário-133 1mCi 10,5 anos 0,081 ; 0,276 ; 0,303;
0,356; 0,384
Césio-137 1mCi 30,2 anos 0,662
Zinco-65 1mCi 245 dias 0,511; 1,115
Tório-228 1,913 anos 0,084

Efetividade Biológica Relativa

Tipo de radiação rad      x RBE =   rem
Raios-X e raios gama 1 1 1
Beta 1 1 1
Prótons 0,1 10 1
Alfa 0,05 20 1
Nêutrons rápidos 0,1 10 1
Nêutrons lentos 0,3 3 1

Exposição máxima permitida (segundo agência americana AEC)

Conjunto do corpo (idade -18) x 5 rem, mas não excesso de 3 rem em 13 semanas nem 12 rem em 12 meses aproximadamente 100mrem/semana
Mãos e antebraços 75 rem / ano mas não exceder 25 rem em 13 semanas aproximadamente 1500 mrem/semana
Pele do conjunto do corpo 30 rem/ano mas não mais de 7 rem em 13 semanas

Dose permitida conforme restrições de área de trabalho

Tipo de área Dose em qualquer parte do corpo
Sem restrições Menor que 2mrem/hora ou 0,1 rem/semana corrida ou 0,5 rem/ano
Radioativa 5 mrem/hora ou 100mrem/5dias
Muito radioativa 100 mrem/hora
Bancadas de trabalho e áreas de superfície 100 eventos/min-100 cm2 ou 1 mrem/hora a 2cm

Níveis de radiação devido a exposição regular

Fonte internas naturais K40
C14
Ra226
25 mrem/ano
1 mrem/ano
de 5 a 350 mrem/ano
artificiais Sr90 1 a 5  mrem/ano
Fontes externas naturais Raios cósmicosRadioatividade 35 mrem/ano ( nível do mar)
60 mrem/ano ( a 1524 m)
35 a 70 mrem/ano
artificiais Luz visível
Raios-X medicinal
espalhamento
tela de TV
40 mrem/ano
100mrem/ano
1 a 6 mrem/ano
menos que 1mrem/ano

Efeitos de uma exposição do conjunto 
do corpo à radiação em poucas horas 

1 rem mudança não detectável
10 rem mudança no sangue detectável
100 rem algum ferimento; não deficiência
200 rem ferimento e alguma deficiência
300 rem ferimento e deficiência
400 rem 50% mortes em 30 dias
600 rem 100% mortes em 30 dias
10.000 rem 50% mortes em 4 dias
100.000 rem 100% mortes rápidas

Você pode consultar também a apostila sobre radioatividade do CNEN

 

4) N2 líquido

O N2 naturalmente está na forma gasosa e compõe cerca de 78% do ar que respiramos. No IFGW, temos o setor de criogenia que produz N2 líquido e fornece para nosso consumo. O gás é mais pesado que o ar, é incolor, peso molecular 28, ponto de ebulição é 77 Kelvin ou -196oC. Pode causar asfixia em altas concentrações, os sintomas podem incluir perda de conhecimento e motricidade. Uma vítima  pode não ter percepção da asfixia. Não pega fogo, funciona como agente extintor, neste caso é necessário seguir normas de combate a incêndio para preservar a integridade das pessoas ao redor. O recipiente de N2 líquido não pode ser lacrado, nem aquecido sob o risco de explodir e as partes do dewar projetam-se violentamente. A regra é não ter contato com a pele nem com os olhos, podem causar queimaduras pelo frio. Caso ocorra isso, a orientação básica é lavar imediatamente os olhos abundantemente com água durante pelo menos 15 minutos. Em caso de contato com a pele, retirar qualquer roupa que possa restringir a circulação, molhar com água em temperatura ambiente por pelo menos 15 minutos e colocar uma compressa esterilizada. Nunca utilize água com temperatura superior a 40oC ou ar aquecido, nunca esfregue a pele atingida, pois podem ocorrer danos aos tecidos. Titânio é o único elemento que irá queimar com N2, o lítio reage lentamente com N2 a temperatura ambiente. A mistura de pó de magnésio e N2 líquido reage de forma extremamente violenta, sob determinadas condições, formando Nitrato de magnésio. Também a fragmentação criogênica de materiais gordurosos pode conduzir a uma explosão. O N2 não é corrosivo, mas o frio extremo pode fragilizar alguns metais.Mais informações clicar aqui.

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