115. Pipocas nucleares

Durante milhares de anos, o Ser Humano utilizou a radiação eletromagnética infravermelha do fogo para cozinhar os alimentos. Até ao final da década de 50 do século XX. Eis um apanhado da História das Micro-ondas, desde as fogueiras primitivas aos radares, pipocas e países dos três mundos.

   Quando o Ser Humano moderno surgiu, há cerca de 300 mil anos em África, já o seu antepassado primata Homo erectus tinha descoberto como fazer e controlar o fogo, permitindo-lhe deixar o seu continente original e povoar o Mundo. O fogo é o mais básico dos métodos de produzir luz e calor, ao aquecer diversos tipos de materiais que entram em combustão e ionizam o ar próximo, estimulando os átomos do combustível a emitir fotões de luz. A palavra fogo vem do Latim focus que significava lareira numa casa, que é também a origem de foco das lentes, o ponto onde convergem os raios luminosos e no qual a temperatura fica mais alta, como Arquimedes terá usado para destruir a frota romana que montava um cerco à sua cidade-natal de Siracusa em cerca de 212 AEC. A palavra luz vem do Latim lux, do Proto-Indo-Europeu *lewk- que significava brilhante, brilhar, ver, luz. A palavra do Antigo Grego para luz era φως  phos, de onde foram  derivadas as palavras fotão (partícula de luz), fósforo (de phos "luz" e phoros “portador”) e semáforo (de σῆμα "sêma" - sinal e φωρος "phōros" - portador), de que se falou no artigo Visão segura.

   Durante milhares de anos o Ser Humano dependeu do fogo para cozinhar e da luz do Sol para secar e conservar os alimentos. Mas a luz que ilumina o mundo é apenas uma pequena fracção da luz que constantemente chega à Terra. Aliás é uma pequena parte de toda a luz que existe no Universo. Não é sequer a mais importante, a mais comum, a mais energética ou a mais útil (ao Universo em geral). Trata-se da luz visível. A expressão «Luz» surgiu para caracterizar aquele tipo de radiação que os olhos captam e que permite ao cérebro ver através dos olhos, ou seja a radiação electromagnética visível

 

 

   Descobriu-se depois que aquilo que se designa por luz é uma pequeníssima parte da totalidade das radiações electromagnéticas. Quanto mais à «esquerda» na imagem se encontra uma radiação mais energética ela é. Isso acontece porque o comprimento de onda (a distância entre duas ondas consecutivas) é menor. Dessa forma, no mesmo intervalo de tempo chegam mais ondas de, por exemplo, raios gama do que de ondas de rádio. Quanto mais ondas mais energia é transferida para o corpo que está a ser irradiado. Como se pode ver no esquema, a luz visível ocupa uma pequena zona mais ou menos a meio, com um comprimento de onda entre 400 nanómetros e 700 nanómetros (um nanómetro é a nona parte do metro, é 10-9 metros, ou seja um metro dividido por 10 nove vezes, 1:10:10:10:10:10:10:10:10:10).

   A radiação mais energética é os raios gama, com um comprimento de onda entre 10² e 10-6 nanómetros (ou seja entre um nanómetro dividido por 10 duas vezes e um nanómetro dividido por 10 seis vezes). A radiação menos energética é as ondas de rádio, com um comprimento de onda entre 10 centímetros e 1000 quilómetros. Pelo esquema percebe-se bem o porquê dos nome ultra-violeta e infra-vermelho. Dentro das cores visíveis a mais energética são o violeta e a radiação acima dela são os UV (Ultra-Violeta), que são os responsáveis pelos cancros de pele e pelo bronzeado. A cor menos energética é o vermelho e a radiação abaixo dela são os IV (Infra-Vermelhos), que são geralmente sentidos na forma de calor. Todas as radiações são sentidas como calor. Mas os IV são a radiação invisível que apenas se sente por esse efeito. A luz visível divide-se em várias cores, começando pelo vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, roxo e violeta. São estas as cores do arco-íris, de que se falou no artigo Pontes de cor.

Todas (e só) as radiações que estão acima da luz visível são potencialmente cancerígenas, porque devido à elevada energia que transportam torna-as facilmente capazes de alterar o ADN das células que atravessam. Como têm um comprimento de onda pequeno facilmente conseguem penetrar através da pele e dos tecidos orgânicos circundantes. Dentro dessa categoria temos os UV, os Raios-X e os Raios gama. Já os telemóveis/celulares usam ondas de rádio, cujo comprimento de onda é menor do que o da luz visível, maior até do que a totalidade do comprimento do corpo humano, não tendo nem energia nem tamanho suficientes para provocarem danos no ADN e causarem cancro.

   Durante milhares de anos, o Ser Humano teve de cozinhar usando algum tipo de chama ou calor produzido por uma. Até que um outro tipo de radiação electromagnética mais energética do que os raios infravermelhos foi usada para revolucionar a forma como se cozinha. A  par das ondas de rádio e próximas delas existe uma outra forma de radiação não-ionizável e não cancerígena, as micro-ondas. Em 1946, durante experiências relacionadas com um projecto sobre radares, o Dr. Percy Spencer (1894-1970) estava a estudar um novo tubo de vácuo chamado magnetrão. Após as experiências que realizou e em que ativou o tubo (concebido para criar um campo magnético que geraria micro-ondas), reparou que a barra de chocolate que tinha no bolso tinha derretido. Intrigado por esse derretimento, O Dr. Spencer colocou, no tubo, alguns grãos de milho. Afastou-se um pouco e ficou a observar. Num instante os grãos de milho começaram a estalar e o laboratório encheu-se de pipocas acabadas de fazer.

   No dia seguinte, colocou um ovo ao pé do magnetrão. Em breve o ovo começou a tremer e a agitar-se. Pouco depois o ovo rebentou, espalhando gema e clara muito quentes pela sala. Ligando estes 3 acontecimentos, o Dr. Spencer conjecturou que, se as micro-ondas emitidas pelo magnetrão tinha. aquecido tão rapidamente o ovo, também deveria fazer o mesmo a outro tipo de alimentos. No artigo Temperatura Invertida fala-se no que é a temperatura, como é medida e a diferença entre Celsius e Fahrenheit.

   Começou então a fazer experiências. Construiu uma caixa de metal com uma abertura através da qual emitia micro-ondas. A energia que entrava na caixa não conseguia sair, o que aumentava o campo electromagnético dentro da caixa. Quando colocava comida dentro da caixa e activava o emissor de micro-ondas, a temperatura da comida aumentava rapidamente e era cozinhada. Nasceu o conceito do forno micro-ondas. Em 1947, a empresa Raytheon para a qual tinha feito investigações no campo dos radares comercializou o primeiro forno micro-ondas, o Radarange. Eram máquinas enormes e caras. Um dos primeiros que foi comercializado tinha perto de 1,70 m de altura, pesava 340 quilogramas e custava $5000 (o que corresponde a cerca de 45 000 € ou 180 000 R$ em 2017). Além disso, como o magnetrão tinha de ser arrefecido, era necessário instalar tubos de água para que esta o arrefecesse.

 A recepção inicial foi desapontadora. Mas a procura estimulou a investigação para tornar o forno micro-ondas mais acessível ao grande público. Mas, à medida que as vendas de fornos micro-ondas aumentavam também subiam as preocupações infundadas sobre o seu uso. O conceito de um forno que funcionava emitindo radiação assustava as pessoas, que erroneamente o associavam à palavra «nuclear», numa época em que o Mundo vivia refém da Guerra Fria. Foi durante a Guerra Fria que surgiram as expressões que ainda agora servem para caracterizar os países do mundo:  Primeiro Mundo (as democracias ocidentais aliadas dos EUA), Segundo Mundo (os países comunistas aliados da URSS) e o Terceiro Mundo  (países não alinhados com nenhum dos blocos). Inicialmente criados para distinções políticas, estes rótulos foram depois usados para distinções económicas. 

   Mas as micro-ondas são não-ionizáveis e não têm energia suficiente para alterar a estrutura genética, apenas agitam os corpos com que chocam, aquecendo-os. Como a porta dos fornos micro-ondas é revestida com buracos circulares e as micro-ondas não saem mas a luz projectada pela lâmpada no interior do forno sai. São ambas radiações eletromagnéticas mas saem umas e não saem as outras. Isto tem a ver com duas características das micro-ondas: estas são reflectidas por superfícies condutoras (ou seja, pelas quais a electricidade é facilmente transportada, como os metais), da mesma forma que a luz é refletida por objectos polidos (como os espelhos).

   Além disso, o comprimento de onda das micro-ondas é maior do que o diâmetro desses buracos redondos na porta do micro-ondas. As micro-ondas do forno homónimo têm um comprimento de onda de mais de 30 centímetros e os orifícios na porta dos fornos micro-ondas têm um diâmetro inferior a 2 milímetros. As micro-ondas não passam porque são maiores do que o diâmetro dos orifícios. Mas a luz visível tem um comprimento de onda entre os os 400 nm e os 700 nm. Assim a luz passa: é bem menor do que os mesmos. As micro-ondas dos fornos são 150 vezes maiores do que os orifícios dos fornos, logo não saem. Mas os orifícios das portas são entre 200 milhões de vezes e 350 milhões de vezes maiores do que a luz visível, logo esta sai.

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