Há certezas do quotidiano que raramente nos passam pela cabeça pôr em causa: a água molha, a gravidade puxa e a fita adesiva “grita” quando a descolamos.
Ao contrário do que acontece com os mistérios da gravidade, o motivo por trás do som agudo da fita ficou agora clarificado. Uma equipa de físicos liderada por Er Qiang Li, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, recorreu a câmaras de ultra-alta velocidade e a microfones muito sensíveis para registar, ao pormenor, o que se passa quando uma fita transparente do tipo Scotch é retirada de uma superfície de vidro.
O que provoca o “grito” da fita adesiva: ondas de choque e fraturas supersónicas
A explicação é mais técnica do que parece: o guincho é, na verdade, uma sequência de pequenas ondas de choque. Estas surgem quando fraturas supersónicas que se propagam pela camada adesiva chegam às extremidades da fita.
Sim: a vulgar fita autocolante do dia a dia consegue gerar minúsculos “estrondos” sónicos.
O que já se sabia - e o que faltava explicar
O ruído da fita adesiva não é um tema novo. Há décadas que se tenta perceber a origem do som. Em 2010, um grupo de físicos observou ondas elásticas a subir pela parte já descolada da fita e levantou a hipótese de que o guincho vinha daí. Mais tarde, em 2014, um artigo associou o som a fraturas na fita, mas não conseguiu identificar com precisão o mecanismo que as tornava sonoras.
Li e os seus colegas decidiram fechar o puzzle com medições diretas e imagens de alta resolução.
Como foi montada a experiência com fita Scotch no vidro
Para observar o fenómeno em detalhe, a equipa desenhou um ensaio em que uma tira de fita Scotch com 19 milímetros de largura (cerca de 1,9 centímetros) era descolada de uma placa de vidro.
O registo foi feito com: - Dois microfones, para medir o som e comparar tempos de chegada; - Duas câmaras de alta velocidade: - uma a filmar por baixo, apontada para a face inferior da fita através do vidro; - outra por cima, com um sistema de imagiologia schlieren para visualizar perturbações no ar à volta do local de descolagem.
Adesão e deslizamento: porque a fita não descola de forma contínua
Quando puxamos pela fita, ela não se separa num movimento suave. O processo é irregular e aos solavancos, num comportamento que os físicos descrevem como adesão e deslizamento.
O ciclo repete-se assim: - Durante uma fração de segundo, o adesivo mantém-se agarrado à superfície: é a fase de adesão. - Quando a força de tração ultrapassa a ligação adesiva, há uma cedência súbita: é a fase de deslizamento. - O padrão recomeça e repete-se ao longo de toda a descolagem.
Fraturas transversais na fita adesiva: o detalhe microscópico decisivo
É durante cada fase de deslizamento que ocorre o evento mais importante, à escala microscópica. O adesivo não se separa de forma homogénea em toda a largura; em vez disso, rompe em faixas estreitas que correm lateralmente através da fita, de uma extremidade à outra.
Estas ruturas chamam-se fraturas transversais, e a equipa concluiu que são a peça-chave para perceber por que motivo a fita “grita”.
A velocidade inesperada das fraturas e a formação de uma cavidade
O que torna estas fraturas especialmente invulgares é a sua rapidez. Os investigadores mediram velocidades de propagação entre cerca de 250 e 600 metros por segundo, isto é, aproximadamente 900 a 2160 km/h (560 a 1340 milhas por hora).
Para comparação, a velocidade do som no ar à temperatura ambiente é de cerca de 342 metros por segundo. Ou seja, algumas fraturas atravessam a camada adesiva a velocidades que se aproximam de duas vezes a velocidade do som.
Como estas fraturas avançam tão depressa, deixam atrás de si um espaço minúsculo entre a fita e o vidro - uma cavidade fugaz com vácuo parcial. O ar não consegue preencher esse “bolso” com a rapidez necessária enquanto ele se forma. A cavidade acompanha a fratura até esta alcançar a borda da fita; nesse instante, o ar entra de repente e a cavidade colapsa de forma abrupta.
O som agudo é um “comboio” de choques fracos
É precisamente o colapso súbito dessa cavidade que lança para o ar uma onda de choque fraca. Não é um estrondo dramático; está mais próximo de um sussurro supersónico, ainda que impulsionado por mecanismos semelhantes.
As ondas de choque observadas deslocam-se a pouco mais do que a velocidade do som, cerca de 355 metros por segundo.
Como se confirmou que o choque nasce na extremidade da fita
Ao compararem o tempo de chegada do som aos dois microfones colocados em lados opostos da fita, os investigadores confirmaram que cada choque se origina na extremidade (na borda), e não ao longo do percurso da fratura.
A equipa admite que as ondas elásticas que viajam na parte descolada da fita também podem contribuir para algum som. No entanto, as imagens obtidas mostram claramente que a sequência de choques fracos domina e sobrepõe-se a quaisquer contributos desse tipo.
Porque este tipo de estudo interessa fora do laboratório
Compreender a dinâmica de adesão e deslizamento e a forma como surgem fraturas transversais pode ser útil para além da curiosidade: o mesmo tipo de instabilidade aparece em processos industriais com adesivos (embalagem, laminação, fitas técnicas), onde ruído, vibração e desgaste podem afetar a qualidade do produto e o conforto acústico em linhas de produção.
Além disso, a combinação de microfones com imagiologia schlieren mostra como ferramentas de diagnóstico acústico e visual podem revelar fenómenos rápidos no ar - algo relevante em áreas como aerodinâmica, acústica aplicada e estudo de materiais, sempre que pequenas alterações de pressão têm impacto mensurável.
A barreira do som, versão doméstica
No fim de contas, não é preciso pilotar a Mach para “quebrar” a barreira do som. Basta um rolo de fita adesiva - e vontade de a descolar vezes sem conta.
O trabalho foi publicado na revista científica Revisão Física, secção E.
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