Entenda como funciona a ciência por trás do copo Stanley
- 04/01/2023
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A onda do copo térmico que mantém a cerveja gelada por horas ganhou o coração (e o bolso) de muitos brasileiros. Na praia não é raro ver vendedores argumentando sobre como a bebida fica na temperatura perfeita para o verão. E no churrasco com amigos? Já se deparou com alguém dizendo que ele faz mágica?
Uma das marcas mais conhecidas no Brasil é Stanley, que chegou a virar alvo de cibercriminosos no ano passado diante da popularidade. Mas afinal, o que há nas garrafas e copos térmicos que os tornam tão especiais? A ciência tem a resposta.
Vácuo
O sistema de isolamento térmico empregado pela Stanley não muda muito em relação ao de outras marcas e se vale de uma solução de 1892: o isolamento térmico a vácuo.
O físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) já havia provado que o vácuo atuava como isolante térmico, mas mantê-lo era ainda um problema. Era preciso estabilizar temperaturas para as soluções biológicas ficarem em bom estado.
A resposta para a questão veio no século 19, quando o físico-químico escocês James Dewar (1842-1923) criou um frasco com paredes duplas — como uma garrafa menor dentro de outra, maior — e o lacrou, mantendo o vácuo entre elas.
Para retardar ainda mais a mudança de temperatura, espelhou as paredes de vidro do frasco, fazendo com que as ondas de calor que tentassem escapar fossem refletidas de volta.
Calor é vibração
Para explicar o que ajuda a manter o seu café quentinho ou a cerveja gelada, é preciso voltar ao conceito de calor.
"O calor nada mais é que a vibração de moléculas", explicou Regina Pinto de Carvalho, pesquisadora aposentada do Departamento de Física da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e autora do livro "Física do Dia a Dia".
"Quando uma molécula fica quente, ela vibra e pode transmitir esta vibração para um objeto. O vácuo atua como um ótimo isolante térmico, pois não permite a transferência de calor por condução e convecção", acrescentou.
Há três formas de transmissão de calor que o sistema de Dewar busca isolar:
Radiação: quando um corpo emite radiação eletromagnética infravermelha e outro corpo a absorve -- como o Sol.
Convecção: ocorre em fluidos, como ar e água, que tem diferenças de temperatura em seu conteúdo. Quando é fornecido calor a um fluido, formam-se correntes que transmitem a energia até que todo o fluido entre em equilíbrio térmico.
Condução: transferência de calor por meio de contato entre dois corpos em diferentes temperaturas. Como quando você segura o cabo de uma panela que está no fogo e sente o calor por meio dele.
Fábio Raia, especialista em engenharia mecânica e elétrica da Universidade Presbiteriana Mackenzie, afirmou que o calor se move sempre ao estado de equilíbrio: "A energia, em seu estado de entropia, tende a buscar o seu equilíbrio térmico entre as partes. O que está quente fica frio e o que está frio fica quente.
"Além das paredes espelhadas e o vácuo, as garrafas térmicas possuem tampas, que impedem as trocas de calor por convecção com o ar do ambiente. Por isso, quanto menos você abri-las, maior será o tempo de conservação da temperatura.
Cerveja gelada por horas
Em 1892, James Dewar trouxe ao mundo seu invento. Mas somente em 1903 ele seria produzido comercialmente.
O físico não pensou em patentear sua criação, considerando-a um presente para a humanidade. Mas Reinhold Burger, um fabricante de vidros de Glashütte, Alemanha, registrou a garrafa térmica para uso doméstico, sob o sugestivo nome de "Thermos".
Em 1913, William Stanley Jr. criava, nos Estados Unidos, as primeiras garrafas Stanley. Trabalhando com transformadores na época, ele percebeu que o processo de soldagem poderia isolar, no lugar de vidro uma garrafa de aço a vácuo. O material amplia a durabilidade e resistência do produto.
O princípio de conservação térmica é o mesmo. Porém, ao longo dos anos, novos processos deram um design mais moderno nas peças de aço inox, de acordo com a PMI Worldwide, conglomerado dono da marca Stanley.
A estimativa é de que o copo da empresa mantenha a cerveja gelada por cerca de quatro a seis horas, ou até mais.
