Ciência e Tinder? It’s a match!

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Recado do autor: Neste novo texto quero deixar a marca de como pretendo escrever. Falar de ciência sempre misturando fatos inusitados, que ao final do texto levem as pessoas a pensar: caramba, não tinha imaginado ou parado para pensar nisso. Será que vou conseguir? Espero que gostem e aguardo sugestões.

Lendo o título deste texto você deve estar pensando que ele falará sobre a química que ocorre entre duas pessoas que se conhecem no Tinder, ou uma explicação sobre o fenômeno da atração física. Se pensou isso, achou errado caro leitor! Antes de chegar ao ponto de rolar uma química ou uma atração com seu match, seu aplicativo do Tinder precisa fazer outra coisa: identificar em que local você está, assim como as possíveis opções de match dentro do raio escolhido. E você já parou para pensar em como isso é feito?

Entendendo o funcionamento do GPS

O aplicativo utiliza a opção de localização do seu celular, ao estar ativado ele utiliza os dados do GPS (Global Positioning System) interno do seu aparelho para determinar sua localização e recebe dados dessa mesma localização de pessoas que tenham o aplicativo em um raio de distância determinado pelo usuário.

Primeiramente, é necessário dizer que a nomenclatura GPS se popularizou, mas essa sigla refere-se ao sistema americano de posicionamento global. A nomenclatura correta para a tecnologia de posicionamento é GNSS (Global Navigation Satellite System).

Como dito, o sistema GPS é aquele que utiliza a constelação de satélites enviados ao espaço pelo Governo Americano, aqueles que utilizam os satélites russos denomina-se GLONASS e há também um sistema que utiliza uma constelação de satélites da União Europeia chamado GALILEO. Muitos aparelhos utilizam as constelações do GPS e do GLONASS, melhorando ainda mais o sinal recebido.

Mas, vamos entender melhor como os sistemas de posicionamento funcionam. No sistema GPS, por exemplo, há 24 satélites em órbita transmitindo continuamente um sinal de rádio com diversas informações, entre elas: sua posição orbital, que é vinculada à um referencial geodésico (sistema de coordenadas associado à algumas características terrestres) e o tempo marcado internamente por cada satélite através de um relógio atômico. Toda essa informação é enviada à um receptor na Terra, e o cruzamento dessas informações provenientes de no mínimo quatro satélites é que serão utilizadas para determinar sua posição (1).

Mas, como dá para saber a distância do usuário com essas informações?

O receptor em Terra marca o tempo em seu próprio relógio, bem como o tempo marcado internamente pelo relógio de cada satélite. Ao receber um sinal do satélite, se a diferença entre o horário do receptor e o do envio do sinal foi de um centésimo de segundo (1. 10 ² s) significa que a onda enviada pelo satélite demorou esse tempo para chegar ao receptor. Como se sabe que a onda viaja à uma velocidade de 3. 108 m/s, então pela equação

ΔS = Vm . Δt

pode-se calcular que a distância é de 3.106 m ou 3000 km. Essa posição mostra que o receptor pode estar em qualquer ponto na superfície terrestre dentro de um círculo de atuação do satélite com esse raio de 3000 km.

Ao adicionar a informação de mais satélites, o cruzamento desses círculos irá reduzindo cada vez mais a possível localização do receptor e a informação de três satélites determinará a posição de apenas um ponto na Terra.

Mas, você deve estar se perguntando: “ei, não era preciso quatro satélites para determinar a posição?” (se você não se perguntou isso não esta prestando atenção ao texto). Sim, o quarto satélite é utilizado para corrigir o horário do relógio do receptor. Os relógios atômicos, por possuírem um custo muito elevado, são colocados apenas nos satélites, assim os receptores não o possuem.

A localização do receptor necessita de três pontos (três incógnitas) que serão determinados pelos sinais dos três satélites descritos anteriormente, a quarta incógnita é o tempo e será corrigido pelo sinal enviado pelo quarto satélite. Ao receber o sinal deste último, o receptor identifica o horário, compara com os outros três e o sincroniza com o horário de saída do sinal enviado pelo satélite.

Viu quanta ciência já há no Tinder?

Apenas para entendermos o básico do funcionamento do serviço de localização, já vimos conceitos de astronomia, matemática, geografia e física. Mas, a ciência por trás do sistema de posicionamento global vai além. Precisa-se entender um pouco de relatividade também. “Se os efeitos da relatividade não fossem levados em consideração, os sistemas de navegação sofreriam uma perda considerável na precisão das coordenadas de posição e velocidade, inviabilizando e colocando em risco alguns meios de transporte modernos, como o avião” (2).

De acordo com a teoria da relatividade geral  o tempo na superfície terrestre passa mais lento do que nos satélites, isto ocorrendo devido à diferença do potencial gravitacional entre este ponto e onde os satélites orbitam. Outra diferença, explicada pela teoria da relatividade restrita, explica que o tempo do relógio do receptor parado passará mais rápido do que o do satélite em movimento.

Essas duas diferenças, quando combinadas, podem levar à erros de décimos de microssegundos por dia (3), o que pode parecer pouco, mas imagina esse erro se acumulando dia a dia. Após alguns dias o erro acumulado poderia chegar à casa de segundos o que, por exemplo, poderia causar um choque entre dois aviões no ar.  Para corrigir esse problema, se reduz a frequência dos relógios dos satélites em 4,55 · 10 -3 Hz (4).

Muito além dos crushs

Os sistemas de posicionamento global influenciam muito mais do que no seu encontro com o crush. Sabia que até o cafezinho que você toma pode ficar melhor com a utilização de sistemas como o GPS? Quer saber como? Vem comigo nessa explicação rápida de um trabalho publicado em 2017 (5).

Pesquisadores de Minas Gerais avaliaram alguns atributos de solo, características agronômicas das plantas e altitude para verificar quais tinham maior influência na produtividade do café. Mas, como marcar no mesmo ponto, no meio da lavoura, o local de uma análise de solo, por exemplo, e saber a altitude exata deste ponto? Para poder correlacionar essas características, os pesquisadores utilizaram o sistema de posicionamento para “marcar” a posição das análises e assim avaliar características geográficas deste mesmo ponto.

A amostragem do solo, que antes era feita de forma uniforme em uma área, agora pode ser georreferenciada e com a localização exata do ponto em que foi feita ser correlacionada com outras características daquele ponto exato. E para que isto? No caso desse estudo citado, por exemplo, “observou-se que a altitude foi a variável que mais se correlacionou com a produtividade sendo, assim, selecionada como variável mais propícia para geração de zonas de manejo e de mapas temáticos capazes de auxiliar os cafeicultores”. Ou seja, a altitude foi a característica que deu match com a produtividade do café, sendo que os autores observaram que o café plantado em altitudes maiores (na área analisada) era menos produtivo. Assim, esses resultados auxiliam o produtor na tomada de decisão de onde plantar o café com menores riscos a perdas e com maior produtividade, melhorando sua qualidade, bem como podendo reduzir seus custos.

Outro trabalho, de 2019, utilizou o GPS para monitorar gado de leite no pasto (6). “Neste trabalho desenvolveu-se o protótipo de um dispositivo eletrônico de sensoriamento baseado no sistema de posicionamento global (GPS) com o objetivo de monitorar o posicionamento de bovinos de leite a pasto e associar as áreas de preferência dos animais a possíveis alterações da resistência à penetração e ao acúmulo de matéria orgânica no solo sob pastoreio”. Os pesquisadores, de Universidades federais de Pernambuco e Ceará, queriam com isso determinar quais áreas o gado preferia se alimentar e assim poder tomar medidas de maior cuidado com esses pontos. Isso visando proporcionar sempre uma alimentação de qualidade aos animais, bem como diminuir prejuízos ao pasto mantendo as qualidades agronômicas do mesmo.

E esses dois trabalhos aqui citados são apenas alguns exemplos recentes de aplicação dos sistemas de posicionamento global (pesquisados na plataforma brasileira aberta de artigos científicos, a Scielo). Existem muitas outras aplicações, principalmente na agricultura, onde sistemas como o GNSS são ferramentas já essenciais à produção de alimentos, fibras e energia. Vamos falar mais de alguns desses trabalhos em artigos posteriores.

Mas, já deu pra ter uma ideia de como a tecnologia por trás desses sistemas envolvem muita ciência, que teorias desenvolvidas há muito tempo, por cientistas como Einstein e a sua relatividade, foi o que possibilitaram o desenvolvimento desses sistemas pela Humanidade.

Lembre de tudo isso quando rolar aquele match com o crush, que para um simples aplicativo como o Tinder funcionar também é necessária muita pesquisa, muita ciência. Ou então, usa esses dados para puxar assunto, tenho certeza que ele (ou ela) vai ficar impressionado com tanto conhecimento.

 

Referencias

(1) W. Hoffmann, B.H. Lichtenegger and J. Collins, GPS: Theory and Practice (Springer-Verlag, New York, (1994), 3a ed.

(2) D. Halliday, R. Resnick e J. Walker, Fundamentos de Física 4 – Optica e Física Moderna ´ (LTC, Rio de Janeiro, 2003), 6a ed, p. 100-124.

(3) R.A. Nelson, The Global Positioning System: A National Resource (Via Satellite, USA, 1999).

(4) J.F.G. Monico, Posicionamento Pelo GNSS: Descrição, Fundamentos e Aplicações (Unesp, São Paulo, 2008).

(5) JACINTHO, João L. et al . Management zones in coffee cultivation. Rev. bras. eng. agríc. ambient.,  Campina Grande ,  v. 21, n. 2, p. 94-99,  Feb.  2017

(6) BATISTA, Pedro Henrique Dias et al . Monitoring the bovine activity in grazing by an electronic sensing device based on GPS. Rev. de Ciências Agrárias, Lisboa ,  v. 42, n. 2, p. 31-40,  jun.  2019.

Também foram utilizados neste texto, conteúdos e explicações do seguinte artigo:

Zanotta et al., O GPS: unindo ciência e tecnologia em aulas de física. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 33, n. 2, 2313 (2011)

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