Icyball, a geladeira que resfriava com fogo

Icyball foi um refrigerador muito popular nas regiões rurais dos EUA na primeira metade do Século XX, funcionando não com eletricidade, mas com fogo. Que magia é essa que esfria com fogo? A Ciência explica.

• Estas são algumas das coisas que a Samsung vende lá na Coreia do Sul
• Constance Tipper – A Rainha do Frio e do Aço

Uma das definições de Temperatura seria a quantidade de energia cinética entre as partículas que compõe um objeto, gás ou líquido. Quando as partículas possuem pouca energia cinética a distância entre elas diminui, as interações são mais tranqüilas, temos o que chamamos de frio. Por isso as coisas tendem a encolher quando esfria, e você pode usar essa explicação onde quiser.

Quando os átomos possuem muita energia cinética, colidem entre si com mais velocidade, tornam-se mais agitados, o que percebemos como calor.

Agora imagine que você em um objeto sólido, com os átomos vibrando e se chocando, trocando energia cinética sem poder se livrar dela. Parte dessa energia é emitida na forma de fótons infravermelhos, mas a maioria ainda está “presa” ao objeto.

Imagine agora que um líquido é derramado sobre o objeto. Os átomos do objeto transferem energia cinética para os átomos do líquido, que então se aquece. Eventualmente os átomos do líquido terão tanta energia acumulada que vencerão as forças de atração e se se soltarão no ar. É o que chamamos de evaporação.

No momento em que um átomo com muita energia cinética abandona a superfície de um objeto, o total de energia cinética no objeto diminui, e com isso, cai a temperatura. Por isso nós suamos quando está calor, o ato de evaporar o suor reduz nossa temperatura corporal.

Da mesma forma, uma panela com água fervendo não passa de 100 graus Celsius (em CNTP). O fogo aquece a água, mas quando ela chega ao ponto de ebulição, se transforma em vapor, reduzindo a temperatura do conjunto.

Pressão é outro fator, quanto maior a pressão, mais próximos os átomos estão, por isso uma bomba de bicicleta esquenta quando a apertamos. E um spray de desodorante é geladinho. O gás se expande, a pressão baixa, as moléculas ficam mais distantes e com menos colisões.

A maioria dos refrigeradores hoje em dia funciona comprimindo e expandindo gases, que absorvem o calor no compartimento refrigerado, são recomprimidos e esfriados com um trocador de calor com o ambiente, e enviados para recomeçar o ciclo.

Os primeiros refrigeradores surgiram no comecinho do Século XIX, usando principalmente vapor. Até então gelo era considerado um luxo, e mantido em cavernas e armazéns isolados durante os meses quentes.

Era comum a figura da carroça do gelo, que passava vendendo pedras enormes, que eram instaladas em “geladeiras” domésticas, um móvel isolado termicamente, que conservava o gelo e resfriava os alimentos por um tempo razoável.

Os refrigeradores elétricos surgiram em 1894, mas levaram 40 anos até chegarem aos lares, e mesmo assim só de quem tinha dinheiro pra comprar o eletrodoméstico caro e moderno, e principalmente, quem tinha acesso a eletricidade.

Até 1930, somente 1% das propriedades rurais nos EUA estavam eletrificadas. E essa gente tinha interesse em um chá gelado e outros benefícios de uma geladeira. Como atender a esse mercado? Simples, com a IcyBall.

Criada por um tal Powel Crosley Jr, combinando duas patentes que ele licenciou, a IcyBall é uma geringonça composta de duas esferas metálicas ligadas por um tubo em forma de U invertido. Numa das esferas temos água com amônia dissolvida. Em temperatura ambiente, amônia existe em estado gasoso, seu ponto de ebulição é −33.34 °C. A outra esfera e o cano também estão cheios de amônia.

A IcyBall é encaixada em um suporte; a esfera só com amônia gasosa é imersa em água, fria de preferência. A outra esfera, com água e amônia dissolvida, é aquecida por uma chama de querosene, não o suficiente para ferver a água, mas para esquentar a amônia dissolvida.

Esse aumento de temperatura da amônia gasosa aumenta imensamente a pressão na IcyBall, e um fenômeno ocorre com a amônia (na verdade qualquer gás) quando a pressão aumenta muito: Ela muda de estado de gasoso para líquido.

Nós temos então uma esfera com água quente, outra com amônia em estado líquido. Um apito avisa quando a pressão máxima do sistema, 250psi, é atingida. Então o fogo é desligado, e as esferas são invertidas. A esfera com amônia é encaixada na “geladeira”, e a esfera com água é submersa em água. Isso faz com que a temperatura na esfera baixe rapidamente.

A pressão interna diminui, junto com a temperatura. A amônia começa a evaporar, e como aprendemos, substâncias evaporam calor do ambiente. Como amônia ferve a -33,34 graus, há muito calor a ser absorvido.

A temperatura dentro do refrigerador cai rapidamente, a ponto de um compartimento na IcyBall ser projetado para cubas de gelo.

Gradualmente a amônia gasosa volta a se dissolver na água, a temperatura é equilibrada, e a IcyBall está pronta para ser reiniciada. O processo de aquecimento levava uns 90 minutos, a refrigeração, durava bem mais.

Lançada em 1927, a IcyBall custava US$80, o equivalente em 2022 a US$1,392.80. Caro, mas não fora do alcance, e o custo operacional era mínimo, US$0,35 por dia, em valores de 2022.

As pessoas tinham acesso a gelo, refrigeração, e podiam consumir luxos como sorvete e creme.

A IcyBall e outros refrigeradores usando o mesmo princípio fizeram bastante sucesso por um tempo, mas o Ato de Eletrificação Rural de 1936, assinado pelo Presidente Roosevelt, mudou tudo.

Em 1935 somente 10.9% das fazendas tinham eletricidade, o Ato foi levado a sério, uma quantidade imensa de dinheiro foi investida, e em dez anos esse número chegou a 90%, pondo fim na necessidade da IcyBall.