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Icyball, a geladeira que resfriava com fogo

Uma Icyball é algo que para o jovem moderno conectado parece pura magia: Uma geladeira que funciona sem eletricidade

20/12/2022 às 10:57

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.

Ironicamente, em 1885 a tecnologia de refrigeração já era muito mais eficiente do que a máquina criada por Doc Brown. (Crédito: Universal Studios)

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 os átomos de um sólido aquecido como japinhas dançando, muitas, em um ambiente apertado. (Crédito Stable Diffusion)

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.

Em um gás frio as moléculas estão mais separadas, com menos energia cinética, e se chocam bem menos (Crédito: Stable Diffusion)

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.

O DOMELRE (Domestic Electric Refrigerator) foi lançado em 1914, foi o primeiro refrigerador elétrico bem-sucedido comercialmente, mas era uma facada. Custava o equivalente a US$26,793.99 em valores de 2022. (Crédito: Domínio Público)

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.

Uma Icyball (Crédito: Jeremy Mikesell / Wikimedia Commons)

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.

Uma Icyball encaixada na "geladeira". (Crédito: Reprodução Internet)

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.

Outro modelo de Icyball. (Crédito: Reprodução Internet)

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.

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