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- 2. ÍNDICE A pequena esfera de aço de uma esferográfica, a descolagem de um Jumbo, a identificação das impressões digitais de um criminoso, a construção de uma torre com mais de 500 m de altura, a habilidade de tirar um coelho do chapéu. Estas são algumas das maravilhas e curiosidades que esta obra lhe revela. Esperamos, porém, que ao folhear este livro encontre muitos outros assuntos que lhe despertem o seu interesse e a sua admiração. MILAGRES DO DIA-A-DIA Pp. 9-30 Desenhos em néon Iluminação controlada pelo Sol A resistência das lâmpadas As pilhas Como se "mete" o bico num lápis Esferográfica Supercolas Os post-it Pondo perfume num papel Fotografias em pontinhos As máquinas de moedas Vclcro 10 11 11 12 13 14 15 16 Itj 17 18 19 Pormenor do vekro Fecho de correr 20 Parar um elevador em queda 20 Testes de cheiro no gás natural 21 As fibras dos saquinhos de chá 21 Fósforos aos milhões 22 Como adere a película aderente? 23 Panelas antieslurro 23 Como cozinham as microondas 24 Como os frigoríficos "fazem frio" 25 Panelas de pressão 26 Eliminando o calcário das panelas 26 "Girinos" na máquina de lavar 27 Pasta de dentes - de giz e algas 28 0 fio das lâminas de barbear 29 Aço inoxidável 30 GRANDES PROEZAS DE ORGANIZAÇÃO Um serviço mundial de mensageiros 56 Pp.31-72 Multidões nos aeroportos 32 Evitando colisões aéreas 33 A selecção dos controladores aéreos 34 A caça aos terroristas 35 Refeições a bordo de um Jumbo 37 0 mundo da Bolsa 38 Dinheiro para queimar 41 Como se constrói um automóvel 11 A previsão meteorológica 44 Abastecimento de água a uma cidade 46 Tratamento de lixos 47 Combate a incêndios na floresta 40 O problema do trânsito 50 Um dia nos cuidados intensivos 52 Fotografias aéreas para mapas 54 Uma carta atravessa o Mundo 5(5 O controle do tráfego citadino Notícias de todo o Mundo 57 Elaboração de um dicionário 58 Abastecimento de um exército em guerra 513 l ni dia num hotel de luxo 61 Um dia num transatlântico 62 Como se organizam as Olimpíadas 64 Como se faz um filme 66 Pôr em cena uma comédia musical 68 Equipas de socorro de montanha 71 TÉCNICAS DE LOGRO E DETECÇÃO Pp. 73-100 0 avião "invisível" Camuflagem Scramblers Códigos e cifras () mundo das "toupeiras" Dispositivos de escuta Tintas invisíveis 74 76 77 78 79 80 81 1
- 3. As drogas da verdade Fotografias que mentem Detectores de mentiras A busca das causas de um incêndio Descobrindo pinturas ocultas 81 82 87 89 90 Fotografias ' men t irosas' Impressões digitais 92 A "dacliloscopia" genética 94 Como se produz um retrato-robô 95 Análise ria caligrafia 95 Detecção de droga 97 Desmascarando traficantes 98 A investigação de desastres aéreos 99 IDEIAS PRATICAS E SOLUÇÕES ENGENHOSAS Pp. 101-164 Como se obtêm os melais puros 102 Como se transforma areia em vidro 104 Das árvores ao papel 106 Converter plantas em gasolina 108 Conversão de carvão em petróleo 108 Captando a fragrância das flores 108 Tecido feito de fibras naturais 110 Seda: fabricada por borboletas Vestuário de fibras sintéticas Tecidos com padrões Produção de vestuário cm massa Dos fios de algodão ao tecido Como se obtém água doce do mar 117 Transformar lixo em energia 118 A reciclagem do lixo 119 Electricidade a partir do urânio 121 Armazenagem de resíduos nucleares 122 Electricidade a partir das marés 123 Electricidade a partir do vento 124 Rochas quentes: fonte de energia 125 A origem das chuvas ácidas 126 Captando a luz do Sol 127 Fotografias de alta velocidade 128 Captar em filme a Natureza 129 Plástico que se autodestrói 130 A "revolução do plástico" 131 Como se extrai petróleo 132 Prospecção de petróleo 133 Limpar derrames de petróleo 134 Fogo num poço de petróleo 135 Como se mede uma montanha 138 Tesouros no fundo do mar 138 O escafandro autónomo 140 Reparação dos cabos submarinos 141 Diamantes sintéticos 142 Como se cortam diamantes 143 O corte do diamante Cullinan 144 A técnica dos vedores 146 Como se faz chover 146 Construindo os aviões do futuro 146 Aeroplanos accionados pelo homem 149 Aterragem em porta aviões 150 lançamento de aviões de um navio 151 Tácticas dos pilotos de caça 151 "Ver" com o radar 154 Defesa contra torpedos e mísseis 154 Como guiar mísseis até ao alvo 156 Como um soldado vê na escuridão 157 Porque vai uma bala a direito 157 Construindo armas nucleares 158 Raios de laser no espaço 159 Extinguir um incêndio nuclear 160 Velejar contra o vento 161 O restauro de uma obra de arte 161 A pintura da Capela Sistina 162 A EXPLORAÇÃO DO UNIVERSO Pp. 165-186 A força que impele o foguete 167 ^P'^^^^^^^^E -^ W Â 1 • j W"'V' ÍM ' '«1 % ^H^^y ^ vt *"*' ^ à^Si E. ^B h À Deslocação no espaço Navegação no espaço 168 Refeições numa nave espacial 169 ("orno os satélites giram em órbita 170 O controle das sondas espaciais 172 Fotografias por satélite 174 Receber fotografias de satélites 175 Einstein e a relatividade 176 Medindo o Universo 178 Os espelhos dos telescópios 180 Como se contam as estrelas? 182 Como acabará o Universo? 183 Em busca dos limites do Universo 183 "Vendo" o invisível buraco negro 183 A serpente que voltou do espaço 184 Descobrindo planetas 185 Em busca de vida no espaço 186
- 4. ÍNDICE MARAVILHAS DA CIÊNCIA Pp. 187-210 Clones de plantas e animais 188 Os segredos das células 189 Criação de novas espécies 190 Como se iriam novos medicamentos 191 Comunicar com .munais 192 Os mamutes voltarão a existir' 193 Reconstituir seres pre-historieos 194 Km In isca da máquina pensadora 196 Como é que um computador traduz? 196 Computadores que falam 197 Como se cindem os átomos? 198 Explorando o interior do átomo 199 Ver os átomos 200 Medindo a velocidade da luz 201 Medindo a velocidade do som 201 Chuck Yeager e a barreira do som 202 A previsão de sismos 201 Perfurando a crusta terrestre 206 A deriva dos continentes 207 Dndc <>s ctuUttwntes se separam A idade da Terra 209 O centro da Terra 210 COMO FUNCIONA? Pp. 211-274 (i teletl me A radio A televisão Controle remoto 212 2 IS 218 220 O vídeo 220 Gravação em fila 221 O gira discos 222 .Sons de duas direcções 223 Edison e a lu/ eléctrica 224 CDs: música com um raio de laser 226 Os sintetizadores 227 Fibras ópticas 228 Hologramas 229 Fax fotocópias pelo telefone 230 O "bip" que nos chama 231 Fotocopiadoras 231 A câmara fotográfica 232 «'•'miaras de focagem automática 237 0 cristal de silício 238 As utilizações de um micmchip Os computadores Como as calculadoras fazem somas Os cofres dos bancos Dinheiro de plástico O código de barras Relógios de quartzo Relógios atómicos - a perfeição O microscópio electrónico Os robôs O motor de um automóvel Travões antibloqueio O cinto de segurança Porque se usam pneus lisos Testes de alcoolemia Como funciona um aerossol Os herbicidas selectivos Os pesticidas selectivos Metais com memoria Relógio de fumo Alarmes contra ladrões A máquina de costura Porque flutuam os navios de aço Submerso durante semanas Como se navega uni submarino Cabinas pressurizadas George Stephenson e os comboios A descolagem de um Jumbo o helicóptero o hydrofoil: 'Voando" na água o hot ercrafi 239 211 2-12 212 2 13 211 211 2 IS 246 248 2S0 230 251 2S1 251 252 253 254 254 254 255 256 257 259 259 260 262 268 272 271 MARAVILHAS DA MEDICINA Pp. 275-298 A criação de um bebé-proveta 276 O exame oftalmológico 277 Quando a cida auneçu numa panela Como os óculos aguçam a vista 27,s Como se fazem lentes de contacto 278 Corno lêem os cegos 280 Como se mede a inteligência 281 o que e ,i memória? 282 O que e a hipnose? 2.82 Como se treinam os atletas 283 "Vendo"' o interior do corpo 287 Antibióticos 288 A microcirurgia 289 Marie Curie e o rádio 290 Operar com um feixe de luz 292 Como a anestesia elimina a dor 292 Para que sere o pacemaker 293 A cirurgia de transplante 291 Eliminar as rugas da face 295 O primeiro transplante cardíaco 296 Como trabalha um rim artificial? 298 Como se reduz, a calvície 298 Sobreviver a um raio 298 CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO Pp. 299-316 Construir um arranha céus 300 A mais alta construção do Mundo .502 Como o cimento faz presa na tigiia .303 Betão (ire esforçado 303 A demolição de um arranha-céus 301 Demolindo uma central nuclear 305 Cabos que poderiam atar o Mundo 306 6
- 5. Como se represam grandes rios? 308 Construções resistentes ao vento 311 Montagem de gruas gigantes 312 Soldar debaixo de água 314 Construir túneis debaixo de água 316 Domar a Natureza Como os túneis se encontram COMO FOI FEITO Pp. 317-372 A Grande Pirâmide As doenças dos antigos egípcios Os rostos do passado Ferramentas na Idade da Pedra •s estátuas da ilha da Páscoa A Cirande Muralha da China Um exército de barro As paredes de pedra dos Incas A construção de Stonehenge Datação de vestígios antigos 0 passado em grãos de pólen Como Aníbal atravessou os Alpes Pão e cerveja na Idade da Pedra Desenhos com pedras Os artistas das cavernas Os Jogos Romanos Cerco a um castelo medieval A navegação UÍ Antiguidade Colombo descobre o "Novo Mundo'' 319 324 325 327 328 333 335 33(3 338 341 343 344 346 347 347 350 352 355 356 1'iiuuru nu kludc clu PedrQ A construção de l.ady Liberty 359 O memorial do monte Rushmore 362 A hidráulica romana 365 Medicina na Idade da Pedra 366 Os cosméticos primitivos 367 Como os Gregos mediram a Terra 367 Decifrando línguas esquecidas 368 Travessia aérea sem escala 370 CURIOSIDADES DE ALIMENTOS E BEBIDAS Pp. 373-394 A pêra dentro da garrafa 571 Rodelas de ananás todas iguais 375 Como se faz o luro no macarrão 375 Como se recheia uma azeitona 375 Rechear chocolates 376 Bolachas com pedaços de chocolate 376 Filetes prontos a fritar 376 Batatas fritas aos milhões 377 Camarões descascados à máquina 377 Ervilhas congeladas 378 Alimentos tratados com radiações 378 A liofilizaçáo 379 Café instantâneo 380 Sabores artificiais 380 Escolher feijões 381 Transformar feijões em "carne" 381 Conservação do leite 381 Algas nos gel.idos 385 Maionese 385 l.ouis Pasteur 386 Assar um boi 388 Comida para animais de estimação 388 A coca-cola 38!) Como se Faz o vinho 390 O sabor do vinho 392 As bolhíis do champanhe 393 De onde vêm as bolhas PURO DIVERTIMENTO Pp. 395-437 Como serrar uma mulher ao meio 396 Mm coelho no chapéu 397 Morte de um apanhador de balas 398 Levitação 399 O truque da corda indiano 400 Homens que "lêem" o pensamento 401 Os venlríloquos 401 Houdini: o mestre da evasão 402 r Como se fax cerveja 394 Porque é que náo caem'' O truque das três cartas 404 Montanha russa 405 Espelhos que enganam 406 "Nevoeiro" no teatro e cinema 406 Os eleitos especiais no cinema 406 Os duplos 414 O homem que "embrulha" paisagens 118 Pleitos gráficos na televisão 120 Animais que são estrelas de TV 425 Concursos de televisão 426 Roleta 427 Preparando palavras cruzadas 427 Computadores campeões de xadrez 427 Aprisionar um dente de leão 428 Um barco dentro de uma garrafa I2!> Cronometrar os atletas olímpicos 429 JutZ de linha electrónico 430 Curvar uma bola no ar 431 As covinhas nas bolas de golfe 132 Porque volta O bumerangue 432 Andar sobre o fogo 433 Mergulhos "em seco" 434 Saltos de esqui 434 Saltos de pára-quedas 435 Surf 436 ÍNDICE 438 AGRADECIMENTOS 446
- 6. Redactores e consultores da edição inglesa Nigel Hawkes • Nigel Henbest Graham Jones • Robin Kerrod • Terry Kirby Theodore Rowland-Entwistle John H. Stephens • Nigel West Neil Ardley • John Brosnan • Dr. John R. Bullen Prof. Geoffrey Campbell-Platt • Mike Clifford Jean Cooke • Mike Groushko • Ned Halley • Commander D. A. Hobbs Richard Holliss • W. F. A. Horner • Dr. Robert Ilson Dominic Man • John Man • Dr. J. R. Mitchell Prof. Frank Paine • Michael D. Ranken • Nigel Rodgers Dr. David A. Rosie • Andrew Wilbey Consultores da edição portuguesa Dr. Alfredo Barreto • Prof. António de Vallêra • Dr. António Dias Diogo Eng. António Pratt • Dr. Augusto Maldonado Simões • Dr. Carlos Santos Ferreira Dr.a Dulce Mota • Eurico da Fonseca • Filipe La Féria • Eng. Francisco Chumbinho Eng. Francisco Tudella • Dr.*1 Gabriela Iriarte • Eng. Gonçalo Borges de Castro Dr.a Graça Vieira • Dr.d Helena Paveia • Henrique Sampaio Soares • Dr. Horácio Novais Dr.a Isabel Barros Ferreira • Dr. João Matela • Arq. José António Abreu Valente Dr. José António Pestana • Dr. José de Matos Cruz • Eng. José Eduardo Noronha José Soudo • Liselotte Correia • Dr.a Lúcia Garcia Marques • Manuel Gorjão Henriques Dr. Ricardo Schedel • Profa Teresa Mira Azevedo • Dr. Vasco Rivoti Victor Milheirão • Vítor Neto 8
- 7. Milagres do dia-a-dia Todos os dias, e quase sem pensar, nos servimos dos mais extraordinários instrumentos e materiais - fornos de microondas, pasta dentífrica às riscas, máquinas de barbear descartáveis. Mas como sõo feitos, como funcionam e como foram concebidos todos estes ingredientes maravilhosos da vida moderna? Como se fazem anúncios aromáticos, p. 16 Como se forma uma bola de sabão, p. 2
- 8. <ore l 'ihffifílf ¥iú - *1 / í' / - •l.l *J U t JXU 50* 10* Néon: desenhos luminosos Por todo o Mundo se vêem anúncios luiui nosos. formando figuras coloridas ou de- senhando os nomes de marcas comer- ciais. Esla variedade na forma e na cor, im- possível de obter com as convencionais lâmpadas d€ filamento incandescente, deve-se às lâmpadas de descarga eléctrica em gas. Estas são Formadas por simples tubos de vidro, a que pode dar-se a forma pretendida, no interior dos quais existe um gás a baixa pressão. Normalmente, os ga- ses não condn/.em fac iliiicnlc a electrici dade — são bons isoladores —, mas pas- sam ii la/è lo se se lhes baixar a pressão e se lhes aplicar uma tensão eléctrica (volta- gem) elevada. A descarga através do gás fa- lo brilhar com a luminosidade caracterís lica. Nos finais do século xix e princípios do XX, os cientistas que investigavam o com portamento das descargas eléctricas atra vés do gás raro néon a baixa pressão obser- varam pela primeira vez a admirável lumi nosidade vermelho-alaranjada que o gás emite. Ainda hoje as lâmpadas de néon são das mais usadas nos anúncios luminosos. Quando experimentaram outros gases, B As noites de néon. O cowboydo Pioneei Club, com <> seu cigarro bamboleante, do mino o caleidoscópio de néon de Las Vegas (à esquerda). A figura data de 1951. Tam bem em Hong Kong a noite se enche de luzes (em cima). Algumas, como este dra gâo, são o pesadelo dos mestres vidreiros. raSfestóiSSJj fci' i
- 9. MILAGRES DO DIA-A-DIA verificaram que luziam com cores diferen- tes. Por exemplo, a lux emilicla pelo hélio é vermelho-dourada, e a do críplon, violcta- pálido. Outros gases, como o árgon e o mercúrio, emitem sobretudo radiação ul Iravioleta, invisível para os nossos olhos, mas que tem a propriedade de provocar a fluorescência de muitas substâncias. Fsles gases usam se nas chamadas lâmpadas de "luz negra*', vulgares nas discotecas, ou nas de ultravioletas para tratamento ou bronzeamento, mas também, e sobretu- do, nas chamadas lâmpadas fluorescen- tes: o tubo de vidro é coberto com urna tinta que fluoresce fortemente com os ul Iravioletas emitidos pela descarga no gás. As cores das lâmpadas sáo determina das pela mistura gasosa com que se enche o tubo, por vezes em combinação com a utilização de vidro colorido. Como é que o Sol liga e desliga a iluminação pública? Na sua maioria, os candeeiros da ilumina- ção pública sáo controlados por interrup tores temporizados que comandam toda uma área. Os primeiros interruptores esta vam equipados com um mecanismo de relógio, pelo que era necessário dar-lhes corda e acerlá-los todas as semanas. Muitos dos interruptores temporizados actuais possuem um relógio eléctrico com um mostrador rotativo munido de ressal- tos, que acendem ou apagam as luzes a horas predeterminadas. Como as horas do nascer e pôr do .Sol valam ao longo do ano, os candeeiros da iluminação pública precisam igualmente de acender-se e apagar-se a horas diferen- tes, pelo que aqueles mostradores permi- tem alterar também o respectivo horário de acordo com as épocas do ano. Para tal, dispõem de um dispositivo mecânico que ajusta todos os meses os ressaltos de on c Ó/f, que ligam e desligam o interruptor por forma a seguirem as modificações verifica- das nas horas de luz natural. Recentemente, surgiu um sistema de controle fotoelectrónico que comanda o interruptor que liga ou desliga as luzes. Ksle sistema inclui uma célula foloeléctrica que contém um composto sensível à luz, como o sulfureto de cádmio ou o silício. De madrugada, a luz que incide na célula provoca um fluxo de electrões entre os áto- mos, conduzindo electricidade até ao in- terruptor e desligando-o. Quando escure- ce, os electrões imobilizam-se, a corrente interrompe se e as luzes acendem se Porque as lâmpadas são tão fortes O vidro de uma lâmpada eléctrica não é muito mais espesso que esta folha de pa pel, e, no entanto, suporta uma pressão forte quando enroscamos a lâmpada no suporte. A explicação reside principal mente na forma da lâmpada, que segue o princípio da casca do ovo. No início dos tempos, a Natureza resol vcu o problema de impedir que os ovos fossem esmagados pelo peso da ave en- quanto eram chocados. A solução foi a for ma característica do ovo, que lhe propor Ciona resistência estrutural, permitindo -lhe suportar pressões surpreendente- mente elevadas. (Se a casca fosse demasia do grossa, o pinto não conseguiria quebrá- la para sair.) As lâmpadas tal como os ovos pOS suem um perfil arredondado convexo cm toda a sua superfície: quando as seguramos ou apertamos, a forca que aplicamos Irans mite-se em Uxlas as direcções a partir da área de contacto, devido à curvatura do vidro. A pressão é de facto sujxirtada |>or todo o ob jecto, sem concentração das tensões em ponto algum. E por esta razão que o colapso de uma lâmpada ou ovo, uma vez ultra|)as.sa- do o seu limite de resistência, é catastrófico, fitando todo o objecto destruído. lâmpadas a partir de uma fita de vidro A manufactura de lâmpadas é um proces- so industrial complicado e altamente auto matizado, em que aquelas adquirem a sua forma em moldes a partir de uma fita conti nua de vidro em fusão. Um dos componentes essenciais da lâmpada é o filamento, uma espiral de lio de tungsténio com a espessura de um cen- tésimo de milímetro. A lâmpada dá luz quando um filamento, ao ser atravessado por unia corrente eléc- trica, fica incandescente. Para evitar a sua oxidação e rápida destruição, lodo o ar da lâmpada é extraído e substituído por uma mistura inerte de árgon e azoto. A lâmpada é então rolada, e só depois lhe é colocado o casquilho. Lâmpadas que zumbem Por que razão algumas lâmpadas fazem um zumbido antes de se fundirem'' Na verdade, o filamento quebra se enquan to a lâmpada está acesa, mas esta conti nua a dar luz porque se produz um arco voltaico entre as extremidades do fio par tido. F. este arco que emite o zumbido característico. FABRICO DE LÂMPADAS ELÉCTRICAS 2. A base da ampola, ao rubro, é soldada à fiaste de vidro ÇU€ SU porta o filamento em espiral. 1. As ampolas de vidro passam cm frente de urna chama para aquecer e amolecer o "gargalo", que em seguida é ajustado à medida do casquilho e aparado. 3. Os contactos na base da am pola são soldados aos fios que conduzem ao filamento. II
- 10. MILAGRES DO DIA-A-DIA Pilhas - electricidade portátil Foram experiências no campo da anato- mia na década de 1780 que levaram à in- venção da pilha: Luigi Galvani, professor de Anatomia da Universidade de Bolonha, reparou que as pernas de rãs mortas se contraíam quando eram penduradas de ganchos num varão. Pensou (erradamen- te) que esse facto se devia a qualquer tipo de electricidade animal. Allessandro Volta, da Universidade de Pavia, apercebeu-se de que a electricidade resultava do contacto entre os ganchos de cobre e o varão de ferro em que as rãs eram penduradas - as pernas destas faziam apenas parte do circuito. Esta observação deu lugar, em 1800, à pilha de Volta, precur- sora de todas as pilhas actuais. A pilha de Volta era constituída por placas alternadas de zinco e cobre, separadas por discos de papel, e "empilhadas" umas sobre as ou- tras (de onde a designação de pilha). Numa pilha, a corrente eléctrica é pro- duzida pelas reacções entre dois eléctro- dos (condutores eléctricos) e um electróli to (um líquido ou uma pasta condutora de electricidade). Cada eléctrodo está ligado a um dos terminais metálicos da pilha. Quando a pilha é integrada num circuito, produz-se neste um fluxo contínuo de electrões entre um terminal (o negativo) e o outro (o positivo). A produção deste fluxo deve-se ao facto de o material de um dos eléctrodos come- çar a dissolver-se parcialmente no electró- lito — isto é, os seus átomos começarem a migrar para o electrólito sob a forma de iões positivos, deixando electrões a mais no eléctrodo; estes podem partir para o circuito através do terminal negativo. O outro eléctrodo é geralmente de um material diferente e que não se dissolve da mesma forma no electrólito. Pelo con- trário, perde electrões para os iões positi- vos do electrólito, tornando-se deficiente em electrões — que vai buscar ao condu- tor que fecha o circuito para compensar esta deficiência. O fluxo contínuo de electrões que assim se estabelece de um eléctrodo para o outro é que forma a cor- rente eléctrica. As chamadas pilhas secas não contêm electrólito líquido livre. A caixa metálica da pilha é de zinco e forma um dos eléctrodos da pilha. Nela está contida uma mistura de cloreto de amónio, que constitui o electrn lito, e dióxido de manganésio. O manga- nésio é, na realidade, o outro eléctrodo, pois perde electrões para o cloreto de amó- nio. Uma vareta central de carvão-das-re tortas actua como colector da corrente, transferindo electrões do terminal positivo para o manganésio. Uma pilha seca deste tipo tem uma for A PILHA ALCALINA Nesta pilha de longa duração, um electrólito alcalino (potassa cáustica) está misturado com zinco em pó. Uma manga porosa separa esta mistura de um revestimen- to de dióxido de manganésio. Um "prego" metálico, capta electrões do zin co e transmite os ao ter minai negatioo. Os elec- trões dirigem-se, atra- vés da lâmpada da lan- terna, para o invólucro de aço, no terminal po sitioo, e dai pura o dióxi- do de manganésio, para o compensar dos electrões que perdera paru o electrólito. ça electromotriz de 1,5 V enquanto nova, mas a tensão eléctrica entre os seus eléc- trodos diminui com o uso, à medida que se vão formando bolhas de hidrogénio na va- O QUE É A ELECTRICIDADE? Uma corrente eléctrica é um fluxo de electrões — partículas minúsculas de car- ga negativa que existem em toda a maté- ria. Mesmo uma corrente fraquíssima precisa de um fluxo de biliões de elec- trões. Toda a matéria é composta por peque- níssimas partículas chamadas átomos, constituídos por um núcleo central com carga eléctrica positiva e por electrões que orbitam em torno dele, dispostos em camadas, em número exactamente sufi- ciente para, com as suas cargas negati- vas, compensarem a carga positiva do nú cleo — os átomos são assim electrica- mente neutros. Um fio condutor só é percorrido por uma corrente eléctrica se houver excesso (ou deficiência) de electrões numa das suas extremidades relativamente à outra. Essa diferença é designada por diferença de potencial, ou tensão eléctrica, e é me- dida em volts. No caso das pilheis, é gerada uma defi- ciência de electrões num dos eléctrodos e um excesso no outro, de forma que, se ligarmos um voltímetro entre os seus dois terminais, mediremos uma dife- rença de potencial - também chama- da força electromotriz da pilha. Se agora unirmos os terminais da pilha por meio de condutores eléctricos (por exemplo, o filamento de uma lâmpada), fechan- do o circuito eléctrico, estes serão per- corridos por uma corrente (a lâmpada acender-se-á). Um circuito eléctrico é constituído por um fio, geralmente de cobre, partindo de uma fonte de energia eléctrica e regres- sando a ela Por isso, as tomadas em nossas casas têm dois tenninais. Quando ligamos, por exemplo, um candeeiro, estamos a com- pletar (fechar) o circuito eléctrico, permi- tindo a passagem de corrente através dos condutores de cobre e do filamento das lâmpadas. Os geradores que abastecem a rede de distribuição pública não são pilhas, mas grandes máquinas eléctricas chamadas alternadores. Ao contrário das pilhas, nas quais um dos terminais tem sempre um excesso de electrões (o negativo) e o ou- tro deficiência (o positivo), cada terminal de um alternador tem sucessivamente ex- cesso e deficiência de electrões, alternan- do portanto entre ser o positivo ou o ne- gativo. Um circuito alimentado por um alternador é percorrido por uma corrente sucessivamente num sentido e no opos- to: é uma corrente alternada. (A corrente gerada por uma pilha sempre no mesmo sentido é uma corrente contínua.) Convencionalmente, considera-se que a corrente eléctrica flui do terminal positivo para o negativo. Esta convenção foi estabelecida antes da descoberta do electráo, ao qual, de acordo com ela, teve de ser atribuída uma carga negativa. O fluxo de electrões é portanto no sentido contrário do sentido convencional da corrente eléctrica. 12
- 11. MILAGRES DO DIA A DIA reta de carvão, o que reduz a área da super- fície do eléctrodo. As baterias de automóvel são baterias de acumuladores, assim chamadas porque podem ser recarregadas - isto é, as suas reacções químicas são reversíveis. O tipo mais comum de bateria possui seis pilhas primárias (elementos) ligadas entre si. Cada elemento possui vários eléctro- dos, as placas, alternadamente positivos e negativos, separados por folhas isolantes para evitar eurtos-circuitos e suspensos num electrólito de ácido sulfúrico. As pla- cas são constituídas por grades de chum- bo, contendo as negativas chumbo espon joso e as positivas dióxido de chumbo. As reacções químicas que produzem a electricidade fazem com que tanto as pla- cas negativas como as positivas se transfor- mem gradualmente em sulfato de chum- bo e o electrólito em água. Sc este processo cliega a completar-se, a bateria fica descar- regada. Mas enquanto o motor do carro trabalha, a corrente do gerador carrega a bateria, invertendo as reacções químicas. As placas de chumbo são deste modo re convertidas na sua substância primitiva e a potência do ácido sulfúrico é restaurada. Como se "mete" o bico num lápis Átomo neutro. O núcleo do átomo tem carga positioa. e os electrões, carga nega liva. Assim, o átorno ê neutro. Ião positivo. A perda de um electrão re- sulta num átomo de carga positiva. Torna então o nome de ião positivo. Ião negativo. Se o átomo ganha um ou mais electrões, a carga passa a ser negati va e ele torna o nome de ião negativo. Os antigos egípcios, gregos e romanos uti- lizavam pequenos discos de chumbo para traçar linhas nas folhas de papiro antes de nelas escreverem com pincel e tinta. No século xiv, os artistas europeus usavam va- retas de chumbo, zinco ou prata para faze- rem os seus desenhos cinzento claros, de- nominados a ponta-de-prala. E no século xv o suíço Conrad Gesner, de Zurique, des- creveu no seu Tratado dos Fósseis uma vareta de escrever contida num invólucro de madeira. O chumbo deixou de constituir um ma- terial de escrita quando em Borrowdale, no Norte de Inglaterra, se descobriu em 1564 a grafite pura — nasceu então o lápis moderno. A grafite é uma forma de carbono e um dos minerais mais macios. Quando é fric- cionada contra o papel, a grafite deixa nele delgados flocos que formam uma marca escura. Alguma da melhor grafite para o fabrico de lápis vem de Sonora, no México: é pulve- rulenta e extremamente negra. A parte ex- terior do lápis, de madeira, tem de ser bas- tante macia para que possa ser afiada com facilidade à medida que o bico se gasta. O bico é constituído por uma mistura de grafite fina e argila, cortada em varetas e cozida num forno. A grafite não pode ser moída num moinho vulgar, pois a sua es- trutura em camadas faz dela um lubrifican- te natural. Recorre-se, por isso, a um pro cesso diferente, em que se lançam, uns de encontro aos outros, jactos de ar compri- mido contendo partículas de grafite, que, colidindo, se pulverizam. Estas partículas minúsculas são mistu- radas com caulino puro e água, formando uma pasta. Esta é introduzida num cilindro e forçada através de um furo na sua extre- midade, de onde sai em filete contínuo e com o diâmetro pretendido. O filete é cortado em varetas do tama- nho dos lápis, que são levadas a secar num forno antes de serem cozidas a uma tem- peratura de cerca de 1200°C. São depois tratadas com cera para assegurar um traço suave e seladas para evitar que deslizem no invólucro de madeira. Para fabricar este invólucro, a madeira é serrada em tabuinhas com o comprimen- to de um lápis, a largura de sete lápis e a espessura de meio lápis. Fazem-se os sul- cos, introduzem-se os bicos e cola-se por cima uma segunda tabuinha igualmente com sulcos. Estas "sanduíches" são leva- das à máquina, que as corta em sete lápis e dá a cada um uma secção hexagonal ou cilíndrica. Em seguida, os lápis são pintados com um verniz não tóxico. Risco ampliado. A grafite utilizada nos lá pis tern uma estrutura em carnudas. Quan- do a grafite e friccionada contra o papel, soltam-se facilmente pequenas escamas que formam uma marca negra. DURO OU MOLE? DEPENDE DA ARGILA No fabrico dos bicos de lápis, a grafite é misturada com uma argila fina rio lipo utilizado nas melhores loiças e porcelanas. Os dois ingredientes sáo misturados em proporções diversas, consoante os graus de dureza e ne- grura de traço pretendidos, O tipo de lápis mais largamente utili- zado é o HB (hard and black, "duro e preto"). Os bicos mais macios e mais negros (B e BB, de black) possuem maior teor de grafite, e os mais duros - graduados de H (hard) a 10H - têm argila em proporções crescentes. Os bicos dos lápis de cor e os lápis de cera não contêm grafite, mas argila pura, cera e pigmentos. I:Í
- 12. MILAGRES DO DIA ADIA Como se coloca a esfera numa esferográfica A parle principal de uma esferográfica é unia esfera de metal que transfere para o papel uma tinta a base de óleo e que tem a particularidade de ser de secagem muito rápida. A esfera é geralmente de aço médio ou inoxidável, com cerca de 1 mm de diâme- tro, e. para que se adapte perfeitamente ao encaixe, é acabada com um rigor de centé siuiDs milésimos de milímetro. Bode tam bém ser constituída por um composto cie tungsténio e carbono, quase Ião duro como o diamante. Por vezes, a esfera 0 ás pêra para conseguir melhor atrito na su perfície de escrita. A esfera é aplicada num encaixe cie aço ou latão desenhado por forma a permitir que a esfera rode perfeitamente em todas as direc- ções. O bordo do encaixe é de|>ois inclinado para dentro para que a esfera não caia A tinta corre do reservatório para <> en- caixe da éster,i através de um tubo estreito. <) reservatório deve ser aberto ao ar ou ter um orifício, pois de outro modo criai .se ia um vácuo parcial a medida que o nível da tinta tosse baixando, o que acabaria por a impedir de correr Saliências no interior do encaixe distribuem homogeneamente a unta em redor d.i esfera para que. quando aplicada sobre uma superfície, ela rode e desenhe um traço. • Biro e a esferográfica • Uma pena cie ave com a haste afiada foi O instrumento de es cuia durante mais de 1000 .mos. .m tes da invenção da caneta de tinta permanente, em 1884, Na década de .5(1. o artista e jornalista húngaro La- dislao Biro inventou em Budapeste a canela esferográfica. Biro fugiu com a eclosão da II (iuerra Mundial, fixan- do se na Argentina. Com .i .ijud.i de seu irmão Georg. químico de formação, aperfeiçoou a caneta e fabricou-a em Buenos Aires durante .i guerra. Km 1944. vendeu os seus interesses no invento a um - seus financiadores, que passou a fabricar a caneta Biro para as torças aéreas aliadas, dado não ser afectada . i las ilt< raçi ies na pressão almosfé rica. Ladislao Biro desapareceu no obscurantismo, embora o seu inven to se tenha tornado um objecto utili zado em todo o Mundo. A esfera. De aço. a esfera (ampliado 80 vezes) reifhe um acabamento rigoroso, O encaixe. Saliências no seu interior luzem com que a tinia se distribua por toda a esfera A esfera colocada. 0.s bordos do encaixe suo dobrados pena ilcutio puni a segurarem. 14
- 13. Canetas e marcadores. 0 invento de Ladislao Biro foi aplicado no fabrico de novos modelos que produzem urna diversidade de traços de irrita sobre diversas superfícies, desde o metal ao vidro e ao plástico. A excepção da esferográfica, a tinia ê levada para a ponta através cie tubos finíssimos por acção da capilaridade. Ponta de feltro. O bico é de lã natura! ou sintética Ponta de fibra. Fibras ligadas por resina dururri mais que as pontas de feltro Esferográfica. A tinta e levada ao bico pela acção rotativa da esfera. Ponta de plástico. A tinia, que cone livremente, alimenta uma por na de plástico de grande resistência <n> desgastt Porque aderem tão bem as colas modernas Ale há KXI anos, as colas eram gomas vege lais ou obtinham se fervendo peles e ossos de animais; demoravam muito tempo a colar v o sen poder de união não era parti cularmente forte, utilizavam se principal mente nos trabalhos de carpintaria: o gru- de IfqUÍdO penetrava nos poros da madeira e secava, ligando entre si as peças da obra. Hoje, as colas são, na sua maioria, total mente sintéticas. Secam rapidamente e formam uniões muito fortes. As mais rápi- das são chamadas supercolas, ou colas instantâneas, e secam em segundos. Exis tem também resinas epoxídicas, que con- sistem em dois componentes que são mis- turados e fazem presa em 10a 30 minu tos. A supercola é uma resina acríli- ca Fabricada a partir de produtos pe- troquímicos. Quando exposta ao mí- nimo de humidade, as suas pequenas mo- léculas ligam se, formando moléculas maiores — processo químico denomina- do polimerização. Dentro do tubo, a cola é impedida de polimerizar por meio de um estabilizador aofdiCO. Quando a rola é aplicada a uma superfície, a mais diminuta quantidade de humidade supera a acção do estabilizador e a resina polimeriza instantaneamente É a presenç,a dos iões da água grupos de átomos dotados de carga eléctrica - que desencadeia o processo de polimerização, Os iões estão presentes em praticamente todas as superfícies ex postas ao ar, pois este contém sempre ai guina humidade. As supercolas aderem bem a pele, dado esta ser húmida. Por este motivo, tem havi- do muitos casos de pessoas com Ioda a natureza de objectos colados a pele, desde chávenas a maçanetas de portas. O remé- dio é mergulhar a parte afectada cm água morna e descolar suavemente o objecto. Em cirurgia, têm sido utilizadas super- colas em aerossol para fechar uma ferida e reduzir a hemorragia. A força da cola. Neste painel publicitário, o carto amarelo esta fixo por cola de resina epowlicu. O cairo encarnado assenta no tejadilho do outro de- monstrando a força da cola. XzM
- 14. MILAGRK5 DO DIA-A-DIA O PROCESSO QUE FAZ COLAR A SUPERCOLA A supercoio contém um estabilizador aa' dico (vermelho) que mantém a cola lí- quida. O estabilizador acidico ê neutralizado em contado com a humidade (azul) da super íiae que se pretende colar Neutralizado o estabilizador, as mole cuias adesivas juntam se em cadeias hm gOS, ((instituindo nina união tenaz. Uma descoberta acidental que deixou a sua marca no Mundo No princípio da década de 80. começaram a aparecer nos escritórios uns papelinhos amarelos. Vinham geralmente colados aos documentos com pequenas mensa- gens trocadas entre os executivos e tinham a grande vantagem de, depois cie lidos, po- derem ser descolados com facilidade. Com o passar dos anos, estes pa- pelinhos auto aderentes, cha- mados post-it. estende ram-se as esa rias e depois às nossas casas. Os estudantes e os investigadores começaram a usá-los para marcar textos de ititeresse nos livros; e os maridos e mulheres, ao saírem para o tra- balho, deixavam uns aos outros re- cados apressados colados no frigorí- fico. Estes autocolantes nasceram de uma descoberta acidental num laboratório de St. Paul, no Minnesota, quando se procura- va produzir uma supercola, em 1968. O re- sultado fora uma cola tao fraca que a em presa 3M a rejeitara por inútil. Mas um dos empregados, um químico chamado Art Fry, cantava num coro e utili- zou aquela cola fraca para marcar o seu livro com papelinhos que podiam retirar •se sem estragar o livro. Fry tentou persuadir a empresa de que estava a deitar fora urna ideia que podia ter os mais variados usos. Mas só em 19X0 a 3M começou a vender, para Utili2açâ0 nos escritórios, blocos de lolhas para notas com uma faixa adesiva num dos bordos que podem ser descoladas e recoladas. Vista ao microscópio, a superfície adesi va de um post-it apresenta se coberta por minúsculas bolhas de resina de ureia for maldefdo que contém a substância adesi va. As bolhas rebentam sob a pressão dos dedos, mas não Iodas simultaneamente, pelo que as folhas são reutilizáveis. p* ^ *L [ < • * Pondo perfume num papel Pode fazer se publicidade a perfumes im- pregnando um prospecto com o respecti- vo aroma, que é libertado quando se raspa a superfície do papel. 0 método é designa do por microfragrância. O perfume está contido em pequeninas cápsulas de plástico, aplicadas ao papel num revestimento resinoso. 0 plástico quebra ao ser raspado ou esfregado, liber tando os óleos essenciais do perfume do seu interior. A técnica, denominada micro encapsulação, foi iniciada pela empresa americana 3M na década de 60. Para 0 enchimento das capsulas, o óleo é misturado com água e agitado, a fim de se desintegrar em gotas minúsculas - como acontece com o azeite e o vinagre no CHEIROS NUMERADOS Em 1984, foi produzido na América um filme jocoso de couiboys que li- nha como atracção adicional aromas microencapsulados. Cada especta- dor recebia um pequeno cartão com uma meia dúzia de números. De vez em quando, no decorrer do filme, aparecia um número no canto ÚOécran - o número que os especta- dores deviam raspar nos seus cartões. Podiam assim sentir o cheiro adequa- do à cena em curso — o encanto de um perfume, o cheiro a pólvora quei- mada, etc. 16
- 15. O cheiro a maças. Nesta microfotografia (em cima) oèem-se as microcápsulas que contêm o perfume num autocolante. Quan- do se raspam as cápsulas, o perfume é liber lado. 0 autocolante deste quarto de maçã é típico dos que aparecem nas revistas. A área no interior do tracejado conteria mi- crocápsulas para lembrar aos leitores o de- licioso cheiro da maçã. tempero da salada. As gotas sáo depois es- palhadas sobre uma superfície e cobertas por urna camada de resina plástica. Deixam-se secar (por vezes são aqueci- das) antes de serem aplicadas sobre o pa- pel por meio de outra resina. Algumas ve- zes utilizam-se como um revestimento adesivo na dobra de um folheio publicitá- rio, e o aroma é libertado quando o revesti- mento se quebra ao desdobrar-se o folheto. Actualmente, alguns cosméticos con- têm microcápsulas de óleos nutrientes da pele, que apenas são libertados quando o preparado é aplicado, o que garante a sua frescura até à utilização. Fotografias nos jornais: milhares de pontinhos Se se observar de perlo uma fotografia num jornal, verifica-se que a gama das to- nalidades nos é dada por combinações de pontinhos negros. Nas zonas escuras, os pontos são maiores e fundem-se entre si, de modo que quase não se vê o papel bran co. Nas zonas mais claras, os pontos sáo más pequenos e estão rodeados por gran- des porções de branco. As diversas tonali- dades da fotografia são convertidas num padrão de pontos com diferentes dimen- sões recorrendo a urna retícula, ou trama. A fotografia a ser reproduzida é fotografada através de uma retícula posta em contacto com o filme, retícula que consiste num pa- drão de linhas diagonais sobre uma pelí- cula transparente. A maioria dos jornais utiliza uma retí- cula de malha relativamente larga para a reprodução de fotografias em papel nor- mal A retícula tem cerca de 20 a 35 linhas por centímetro, produzindo, quando im- pressa, o mesmo número de pontos por centímetro. A luz reflectida da fotografia passa atra- vés da retícula e é decomposta em zonas de intensidade luminosa variável captadas em película fotográfica de alto contraste, que, ao ser revelada, produz um padrão de pontos em imagem negativa. A continua- ção do processo de revelação produz uma imagem positiva. Imagem desportiva. Fotografia a preto e branco, tal corno aparece num jornal (em cima). A ampliação mostra que a imagem se compõe de uma série de pontos pretos entre meados de espaços brancos. A densidade de pontos utilizados determina a qualidade da re- produção da fotografia na página impressa. 17
- 16. IMAGENS A CORES As fotografias a cores são lambem repro duzidas como padrões de pontos. Estes são de Ires rores diferentes amarelo, magenta e azucyan (azul esverdeado). Vistas a distância, as combinações de pon- tos destas cores, com dimensões diferen tes. fundem-se por forma a simular lodo o espectro das emes. A impressão a cores baseia se no principio de que todas as co res podem ser produzidas através de com lunações destas três cores primárias. Fotografia com filtros 0 primeiro passo na reprodução é a "selec çao" (Lis cores, tirando fotografias através de filtros. As três imagens, uma de cada cor, são depois fotografadas através de uma re tícula de meio tom. como n.i impressão .. prelo e branco, a fim de se produzir um padrão pontilhado. Faz se uma chapa de impressão para cada cor e, para aumentar ii pormenor, iunta.se ainda uma chapa a preto, pelo que " processo toma <> nome de quadricromia. Esta é hoje feita, normal mente, por scanners electrónicos, em vez das máquinas fotográficas tradicionais. Uma impressão a cores e feita a partir de combinações destas três cores primárias. amarelo, magenta e azul-cvm. A imagem impressa a três cores segue se a impressão do prelo para acentuar a profundidade, a defi/itaio f o i ontraste. Finalmente, <> olha humano mistura os pontos coloridos e vê t<ulas as cores. Como funcionam as máquinas de moedas Balancim Calha, ou tampa Com 11111,1 moeda que se introduz numa ranhura, as máquinas Fornecem-nos des- de bilhetes de comboio a chamadas lelelo nicas, bebidas, maços de cigarros e ale juckpols de moedas. Mas, antes de entregarem o seu produ lo. as máquinas analisam cada moeda. submetendo-a a uma série de exames, co meçando por rejeitai as de valor diferente, as estrangeiras, as falsas e as anilhas. Cada tipo de moeda no Mundo tem as suas características próprias. São diferentes no diâmetro, na espessura, no peso e até na composição química. Nas máquinas de moedas, todas estas propriedades são in vestigadas, e só quando a moeda entra no percurso correcto da máquina é que é dis parado o mecanismo de funcionamento. A máquina de moedas típica funciona ilo seguinte modo: o sistema de verifica çao começa pela própria ranhura, impe dindo a entrada de moedas demasiado grandes, espessas ou deformadas As moedas que entram podem ser exa minadas por uma sonda, que verifica se elas são luradas, detectando assim as ani lhas. As genuínas caem soba- um balan cim rigorosamente equilibrado: quando o seu peso é suficiente, a moeda faz tombar ii balancim e é dirigida para .1 calha [ou ranipae quando é insuficiente, o balancim não oscila e a moeda cai no rejeitado!. A moeda que foi aprovada percorre a Verdadeira ou falsa Esta máquina de moedas destinada a moedas francesas tem unta ranhura igual ao tamanho de ama moeda de 10 francos. Uma moeda mais leve não consegue bascular o balancim e é desviada Separador para o rejeilador. ! ma moeda de metal diferente é desviada pelo magneto. atinge o deflector c passa pelo lado eirado do separador Rejeilador (moedas rejeitadas) Magneto Percursos das moedas rejeitadas Lâmina de contacto
- 17. calha e passa polo magneto. Ao atravessar o campo magnético deste último, ê descar- regada uma pequena corrente eléctrica no seu interior, fazendo a rodar mais ou me- nos lentamente devido à força magnética provocada pelo campo magnético. Ima moeda com a composição correc- ta abranda exactamente o necessário para. ao cair da rampa, percorrer uma trajectória que evita o obstáculo seguinte, o deflector. Acerta então no separador por baixo des- te, a um ângulo de incidência lai que a faz dirigir se para o canal "aceite", As moedas com peso demasiado e as menos afecta- das pelo magneto atingem o defleclor e são encaminhadas pelo lado errado do se- parador para o rejeitador. Máquinas de moedas electrónicas A ultima geração destas máquinas confere as moedas electronicamente, Assim que a moeda é introduzida, a sua condutibilida- de capacidade para deixar passar unia corrente eléctrica - é verificada. As moedas aceitáveis num primeiro exame atravessam depois uma "cancela", percorrendo a rampa e passando entre dois magnetos. Também neste caso, a ve locidade com que deixam os magnetos depende da composição das moedas. Conjuntos de díodos emissores de luz e de fotossensores medem a velocidade da moeda. Sc os valores obtidos coincidirem com os da memória da máquina, abre-se nova cancela para aceitar a moeda. Se não, esta é rejeitada. Algumas máquinas po- dem ser programadas para tratar até oito tipos de moedas diferentes. Podem também ser programadas para dar trocos, Quando a moeda atravessa o sistema de verificação. 0 respectivo valor é identificado. Quando chega ao fim do per curso, um microchip liberta o troco certo. Velcro: como as ervas que se agarram às meias Os fechos de velcro. pequenas almofadas crespas formadas de ganchos e ilhós de plástico, têm encontrado aplicações a to dos os níveis. Na indústria de vestuário, substituem as molas e os fechos de correr. No vaivém espacial, OS astronautas usam fita velcro para agarrar tabuleiros, embalagens de ali mentos, equipamento científico, e ate cies próprios, a uma superfície tixa. para evitar que flutuem desordenadamente no espa ço na ausência da força da gravidade. O engenheiro suíço Georgcs de Mestral concebeu a ideia que deu origem ao velcro depois de um passeio pelo canipo em 1948. Voltou para casa com umas ervas agarradas às meias e ao pêlo do cão e decidiu investi- gar por que razão aquelas se pegam Ião bem á lá. Ao microscópio, observou que minúsculos ganchos nas pontas dessas er vas ficavam presos às argolas da lã. Mestral imaginou rapidamente uma for- ma de reproduzir em tecido de nylon o esquema de ganchos e argolas e deu ao produto o nome de velcro - contracção de uelours e CfOChet, palavras francesas que significam "veludo" e "gancho". A patente original de protecção ao vel- cro expirou em 1978, e existem actual men te muitas imitações, mas o nome mantém- se como marca registada 0 velcro é feito tecendo fio de nylon de modo a produzir um tecido com urna grande densidade de minúsculas argolas. A face dos ganchos obtém-se cortando as argolas noutra porção de tecido — de modo que cada meia argola passe a cons- tituir um gancho. Por meio de aquecimen- to, argolas e ganchos tomam a sua forma definitiva. 0 tecido é depois tingido, colado ao suporte adequado e cortado à medida. O velcro pode fechar-se e abrir se milha res de vezes, e provavelmente durará mais do que O tecido a que foi aplicado. E feito de modo a poder ser aberto à mão com um estorço relativamente pequeno. No entan- to, possui enorme resistência transversal. Alguns tipos de velcro têm tanta resistência que uma peça quadrada de 12 cm de lado consegue suportar uma carga de 1 t. Como as ervas se agarram. As minúscu- las vagens da aparína possuem ganchos que se ugurram ao vestuário de lã e aos pêlos dos ailimais Copiando a Natureza. .4 fotografia do oel- CfO QO microscópio moslru como esíe copio a Natureza. Os minúsculos ganchos de nylon numa peca de i elcro agarram as argo las da outra peca exat tumente do mesmo modo que terias plantas como a aparinu se agarram às meias de la (mundo passeamos no meio das ervas. Uma peca de velcro com 5 x 2 cm contém cerca de 750 ganchos. com 12 500 argolas na lace oposta.
- 18. Como a Marinha dos EUA lançou o fecho de correr A Marinha dos EUA foi a pioneira no uso dos fechos de correr quando, em 1918, en- comendou 10 000 unidades para aplicar em fatos de voo. 0 fecho de correr fora inventado pelo engenheiro americano Whitcomb Judson em 1893. Lste desenhara um fecho com posto de carreiras de colchetes machos e fêmeas como método rápido de apertar as botas de cano alto. Mas este fecho, que utili zava um cursor para ligar os colchetes ma- chos e fêmeas, revelou se pouco prático. O passo decisivo para o aparecimento do moderno fecho de correr deu-se cerca de 20 anos depois, quando o engenheiro sueco Gideon Sundback foi admitido por Judson para aperfeiçoar o seu fecho. Sund- back desenhou o chamado Hookless 2, quase igual ao moderno fecho rie correr, e criou a maquinaria que permitiu o fabrico dos dentes e a sua fixação a uma fita. Km 1918, a Marinha Americana fez a sua encomenda, e o fecho de correr estava lan çado. O fecho de correr consiste ern duas tiras de tecido com dentes de metal ou plástico ao longo das bordas. Os dentes das duas fitas são desen- contrados para pode- rem encaixar entre si: num dos lados têm uma saliência e no ou- tro uma concavidade, por forma que, quando forçados a juntar-se, as saliências encaixem nas concavidades. Ao fechar, as duas fiadas de dentes entram obliqua- mente no cursor que as junta, engatando os dentes. Quando se puxa o cursor para abrir o fecho, dá-se o contrário, os dentes en- tram pelo fundo do cur- sor e separam-se. Separador Cursor Fita Fiadas de dentes Dentes que engatam. A mecâ- nica do fecho de correr é muito simples. Um cursor move-se num ou noutro sentido sobre duas fiadas de dentes presos a fitas, engatando-os ou desenga ÍB tando-os. Como se faz parar um elevador em queda O mais alto edifício de escritórios do Mun- do, a Sears Tower, em Chicago, com 443 m, tem 103 elevadores para transportar passa- geiros entre os seus 110 andares a velocida- des que chegam aos 550 m por minuto Mas o que aconteceria se um cabo se partisse quando um dos elevadores se en- contrasse no topo de tão alto edifício? Teo- ricamente, um corpo que caísse do último andar da Sears Tower esmagar-se-ia no solo a 820 km/h. Para evitar estes aciden- tes, os elevadores são dotados de dispositi- vos de segurança. O moderno elevador de passageiros leve as suas origens em 1854, quando o engenheiro americano Klisha Graves Otis introduziu o primeiro dispositivo de segu- rança para a elevação de cargas na Exposi- ção do Palácio de Cristal, em Nova Iorque. Otis demonstrou a segurança do seu processo por forma espectacular. A carga foi guindada até uma altura de 8 ou 10 m com Otis também sobre a plataforma. Or- denou então que cortassem o cabo de sus pensão. Num elevador normal, as conse- quências teriam sido desastrosas, mas o mecanismo de segurança de Otis resul- tou - e a queda foi interrompida depois de cortado o cabo. O segredo do sucesso da experiência residiu numa mola em fornia de arco fixa 20 da ao topo da plataforma. O cabo de sus- pensão estava ligado à mola, e quando a plataforma era puxada para cima, o seu peso iria arquear a mola, de modo que as suas extremidades não tocassem nos enta- lhes das duas calhas dentadas de guiamen- to, situadas de um e outro lado da platafor ma. Mas quando o cabo de suspensão foi cortado, a mola abriu c as suas exlremida des encaixaram nos entalhes das calhas, impedindo a queda da plataforma. Olis instalou o primeiro elevador de pas sageiros cm Nova Iorque em 1857, no esta- belecimento V. Haughwout & Co., com cinco pisos. A invenção do elevador de se- gurança foi um factor decisivo na evolução do arranha-céus, pois libertou os arquitec- tos das restrições na altura. O moderno elevador é constituído por uma cabina içada por cabos de aço entre duas calhas laterais de guiamento e possui um dispositivo de segurança que trava de encontro às calhas no caso de os cabos se partirem. Os cabos fixos ao topo da cabina Subida rápida. A Sears Tower, edifício de IK) andares em Chicago, dispõe de eleou dores rápidos que se deslocam a 32 km/h. Os elevadores estão equipados com dispo sitiuos de segurança para o caso de quebra dos cabos.
- 19. sobem alé um mecanismo de roldanas no cimo da caixa do elevador. A roldana é ac- cionada por um motor eléctrico, e os ca- bos sustentam na outra extremidade um contrapeso que corre igualmente em ca- lhas de guiamento. Limitador do excesso de velocidade Este é outro componente fundamental da segurança do elevador. Parle dele um cabo que corre para cima e para baixo na caixa do elevador e está ligado ao mecanismo de segurança montado sob a cabina. 0 limitador do excesso de velocidade baseia-se num sistema mecânico de pe- sos, que são impelidos para fora devido à força centrífuga. Acima de uma velocidade preestabelecida, os pesos accionam um interruptor de segurança que desliga a cor- rente eléctrica do motor. A roldana pára automaticamente e o elevador imobiliza- -se sem que tenha de ser activado o dispo- sitivo de segurança. Se, contudo, a cabina continuar a acele- rar, o limitador centrífugo prende o respec- tivo cabo com força suficiente para dispa- rar o mecanismo de segurança. Existem outros mecanismos de segu- rança, como o de compressão de roleles ou de excêntricos de bordos serrilhados con- tra as calhas de guiamento, ou o de cunhas, que reduz a velocidade por meio de fricção. Testes de cheiro no gás natural Numa indústria de alta tecnologia como a do gás natural, o teste final de segurança é, curiosamente, o nariz humano. O gás na- tural, ao contrário do gás de hulha, não tem cheiro próprio, pelo que uma fuga nas tubagens poderia passar facilmente des percebida e causar uma explosão. No en- tanto, pode juntar-se-lhe um odorizante. Assim, peritos empregados pela sua capa cidade olfacliva muito sensível asseguram que, numa emergência, o gás emita o chei ro certo para fazer disparar o alarme men- tal de "fuga de gás!" Esses peritos cheiram o gás para terem a certeza de que a sofisticada aparelhagem de análise está a funcionar correctamente. O gás natural encontra-se no solo ou sob o fundo do mar. O seu componente principal é o metano, gás que nos pânta- nos pode ser visto em bolhas emanando dos lodos orgânicos. O cheiro intenso que acompanha o metano nos pântanos deve- -se à matéria vegetal em decomposição, pois o gás em si é inodoro. O gás natural comercial começou a ser utilizado comercialmente nos Estados Unidos nos anos 20 c na Europa na década de 60. Como era necessário que tivesse cheiro, foram ensaiadas como odorizan- tes diversas combinações de compostos orgânicos de enxofre. O odorizante ideal tinha de ter um cheiro forte e muito carac- terístico, náo devia ser absorvido pelo solo para que as fugas subterrâneas pudessem ser detectadas e tinha de ser inócuo e náo- -corrosivo. Acabou por descobrir se a fór mula correcta. Esse odorizante, sob a for- ma líquida, é pulverizado no gás quando este deixa o complexo de produção. A quantidade de odorizante é medida rigo- rosamente por computador. Tem um aro- ma tão intenso que apenas é necessário 1,5 kg por cada 100 000 rrí*. Apesar dos odorizantes, as fugas de gás nas tubagens subterrâneas podem ainda passar despercebidas. Por isso, os técnicos seguem frequentemente os percursos das tubagens com instrumentos extremamen- te sensíveis. Contudo, estes detectam o gás, e náo o cheiro. As sondas são coloca- das junto ao solo e o ar que captam é intro- duzido num aparelho que detecta gás em concentrações de apenas algumas parles num milhão. As fibras que conferem resistência aos saquinhos de chá Diariamente, fazem-se milhões de cháve- nas de chá a partir de saquinhos. O papel de filtro rendilhado, que constitui o saco, tem orifícios de tamanho suficiente para deixar passar a água a ferver sem deixar fugir as folhas do chá. É também suficien temente forte para náo se rasgar nas má- quinas de empacotamento ou durante a manipulação — esteja seco ou molhado. Nenhum papel vulgar podia satisfazer estas exigências. O papel dos saquinhos de chã é fabricado com duas fibras fortes: câ- nhamo-de-manila, fibra natural longa utili- zada no fabrico de cordas para conferir re- sistência, e fibras termoplásticas, para fe- char os saquinhos. As duas fibras náo são tecidas em conjunto, mas assentes, sob a forma de mistura aquosa, em duas cama das separadas. Forma se o papel quando a água se escoa e o emaranhado de fibras é apertado em rolos para secar. Este proces- so confere ao papel uma estrutura irregu- lar, com poros de diversas dimensões. O papel passa pela máquina de embala gem do chá sob a forma de duas tiras e a máquina vai colocando as doses de chá sobre a tira inferior. Dá-se forma aos sacos vedando os bordos por meio de calor. As fibras termoplásticas são derretidas para se ligarem fortemente entre si, mantendo a sua resistência quando, ao arrefecerem, so- lidificam novamente. O seu ponto de fusão é superior a 100°C para que o saquinho náo se desmanche na água a ferver. Orifícios filtrantes. Ampliando 60 vezes um saquinho de chá, vêem-se bem OS orifícios filtrantes. Estes deixam passar a água, mas sem deixarem sair as folhas de chá. 2
- 20. Fósforos aos milhões Se riscarmos um fósforo de segurança (amorfo) em qualquer superfície que não seja a lixa da caixa, ele não se acende. Se lhe batermos com um martelo, nada acon- tece. Antigamente, porém, os fósforos acendiam-se ao serem riscados em qual quer superfície rugosa, e se lhes batêsse- mos com um martelo, explodiriam. No caso dos fósforos de segurança, é a reacção entre os produtos químicos da ca- beça do fósforo e da lixa da caixa que os incendeia. A reacção é desencadeada pelo riscar do fósforo, que gera calor devido à fricção. Se a cabeça e a lixa não estiverem em contacto, não se dá a ignição. O antepassado do fósforo actual foi pro- duzido pelo químico inglês John Walker em 1827. Os seus fósforos acendiam-se em qualquer superfície e não eram de grande confiança. Km 1830, Charles Suria, em França, inventou um fósforo muito mais eficaz, utilizando fósforo branco. Os fósfo ros deste tipo mantiveram-se em uso até finais do século xix e, embora eficientes, tinham uma grande desvantagem: po- diam matar - e fizcram-no muitas vezes O fósforo branco liberta fumos tóxicos que provocam, cm casos de exposição prolongada, uma doença deformante — e eventualmente fatal — em que ocorre a decomposição dos maxilares. Os opera rios das fábricas de fósforos eram os mais afectados; assim, no início deste século, foi proibido o uso de fósforo branco, tendo passado a utilizar se o sesquissulfureto de fósforo. Contra o imposto Em 1801, a firma Bryant & May pro- duziu o seu primeiro fósforo de segurança numa fábrica em Londres. Ao fim de um ano, a fábrica produzia 1 800 000 fósforos por semana. A procura era tanta que, em 1871, o chanceler do Tesouro propôs uma taxa de 1 penny por caixa. A proposta originou protestos no Parlamento e na imprensa - e milha- res de operários da indústria fosforeira protestaram contra aquilo que viam como uma ameaça ao seu ganha-pão. Seguiram-se manifestações e tumultos e o Parlamento aboliu o imposto. Por todo o Mundo, as técnicas do fa- brico de fósforos foram sendo aperfei coadas, e actualmente podem produ- zir-se mais de 800 caixas por minuto. 11 t « I • « • « • « « I L W V W V , 7 % %_• i • • • i i « mwâ 22
- 21. Em movimento. I m tapeie rolante de aço transporta os palitos de madeira - já com as cabeças tingidas de vermelho ao en- contro das caixas, que se movem numa tela transportadora perpendicularmente ao percurso dos fósforos. Estes são automati- camente expulsos do tapete, por fornia a caírem dentro das caiwis nus quantidades certas. Na década de 1850, o sueco John Lunds- Irom foi pioneiro dos fósforos de seguran ça (amorfos) ao separar o elemento fósfo- ro dos outros ingredientes combustíveis: pós fósforo vermelho, não tóxico, na lixa e os outros ingredientes na cabeça. Actualmente, os fósforos são fabricados por máquinas automáticas que chegam a produzir 2 milhões de unidades por hora. O vulgar fósforo de madeira começa por um toro que é cortado em fasquias de cer ca de 2.r> mm de espessura. Estas são de- pois cortadas em palitos que são embebi- dos numa soluçáo de fosfato de amónio - retardador de ignição que evita que os pali- tos continuem a deitar fumo. Os palitos são depois introduzidos auto- maticamente nos orifícios de um tapete ro lante de aço que mergulha as pontas num banho de parafina aquecida. Esta vai im- pregnar as fibras da madeira e anulará a fazer passar a chama da cabeça para o palito. Os palitos são cm seguida mergulhados na mistura que constituirá a cabeça. Nos fósforos de segurança, essa mistura con tem enxofre, e por vexes carvão, para pro- duzir a chama e clorato de potássio para fornecer o oxigénio necessário á combus tão. Quando as cabeças secam, os fósforos sao empurrados do tapete rolante para dentro das caixas de fósforos que correm numa tela transportadora. As tampas das caixas correm noutra tela em movimento paralelo, A intervalos de alguns segundos, as telas param e .is caixas sao metidas nas respectivas tampas. As ta ces laterais destas aplica se a lixa, uma tira rui>osa impregnada de fósforo vermelho. que constitui o produto combustível. Como adere a película aderente? Esta película adere por duas razões: quan do esticada, a sua elasticidade leva a a reto- mar as dimensões iniciais; e a electricidade estática que possui cria uma forma de atracção a muitas outras coisas. O segredo da elasticidade esta na estru- tura molecular da película. Os plásticos são formados por moléculas longas cente- nas cie milhares de unidades repetitivas de um átomo de carbono e dois de hidrogénio numa molécula de polietileno, por exem pio. A maioria das substâncias comuns é constituída por moléculas pequenas a molécula de agua contém apenas dois álo mos de hidrogénio e um de oxigénio As moléculas longas da película aderen te. ou adesiva, encontram se enroladas c dobradas como as libras da la. Quando .• película é esticada, as moléculas ordenam se Mas, lai como as fibras da lá ou como um elástico . elas procuram reto mar a sua forma inicial O poder de aderência desta película ocorre naturalmente na maioria das pelí cuias plásticas, que aderem porque adqui rem uma carga eléctrica estática. A película aderente pode. por exemplo, adquirir uma carga eléctrica negativa por fricção, << que faz deslocar electrões d<i superfície de uma película ou de outro material adjacente. Na segunda superfície, .i carga eléctrica será positiva, o que leva a que as duas superfí- cies se unam por atracção electrostática. A película aderente podo ser fabricada num destes plásticos: PVC 'cloreto de poli vinilo) ou polietileno. O PVC. normalmen- te duro. toma se- macio c flexível pela adi cão de certos produtos químicos, os plasli ficanles. o polietileno é macio por nature- za, pelo que não necessita de plastificantes. A película de PVC e mais transparente que a de polietileno, mas ê mais sujeita a fadiga Com eleito. 24 horas depois de utili zada perdeu já mais de dois lerços da sua elasticidade, enquanto o polietileno per deu apenas um lerço Um material escorregadio como o gelo o revestimento interior náo-aderente dos modernos tachos e frigideiras e o maleri.il mais escorregadio que ri tecnologia co- nhece. Tendo quase o mesmo coeficiente de atrito que o gelo. se cohrisseinos as ruas com ele. torná-las-íamos intransitáveis. () PTFE e um dos mais notáveis produ tos artificiais, e a náo-aderencia não é a sua Superfície revestida. Para lazer uma (ri gideira náo-aderente. mistura-se PTFE cm pó com aii.ua puberiza-se o sen interiot e seca se
- 22. Válvula cardíaca. O anel desta válvula está coberto com um tecido revestido de PTFE. O PTFE é quimicamente inerte, pelo que não há o risco de causar infecção. Sol e espaço. A cúpula plástica deste estádio japonês está revestida de PTFE para reduzir o calor dos raios do Sol. Os fatos de pressão dos astronautas possuem diversas camadas de material, incluindo uma de tecido revestido a teflon, incombustível e resistente à abrasão. única qualidade invulgar. K considerável a sua resistência a temperaturas, tanto mui- to altas como muito baixas, e ao ataque químico; é ainda um mau condutor de electricidade. PTFE é a abreviatura de politetrafluoroe- tileno, material que foi descoberto quase por acaso em 1938 pelo americano Dr. Roy Plunkett quando ensaiava para a Du Pont um produto químico utilizado para refrige- ração. A Du Pont deu à descoberta o nome comercial de teflon. O PTFE é um material difícil de manu- sear, e só se lhe descobriu utilidade em larga escala quando o engenheiro francês Marc Gregoire se apercebeu das possibili- dades da sua aplicação em utensílios do- mésticos. Assim, nos meados da década de 50, Gregoire comercializou com a marca Tefal os primeiros tachos não-aderentes. No entanto, já desde o início dos anos 40 se vinha desenvolvendo uma grande varie- dade de aplicações industriais para o PTFE. A sua não aderência foi utilizada nas chu- maceiras - componentes de máquinas que suportam veios rotativos. As chuma- ceiras de PTFE são consideradas autolubri- ficantes, pois não precisam de qualquer lubrificação além da sua própria natureza deslizante. Para lhes aumentar a resistên- cia, são geralmente reforçadas com outros materiais, como a fibra de vidro e a grafite. A resistência ao ataque dos ácidos O PTFE não é afectado por nenhuma subs- tância química vulgar, incluindo os ácidos e os álcalis a ferver. Mesmo a água-régia (mistura de ácidos clorídrico e nítrico) dei- xa-o incólume. As únicas substâncias que o atacam são o sódio em fusão, o cálcio em fusão e o flúor muito quente. O facto de ser quimicamente inerte sig- nifica que o PTFE não contamina os ali- mentos nele cozinhados. Na realidade, ele não produz efeitos sobre qualquer matéria orgânica, inclusive o tecido humano. Estas características permitem ainda a sua utili- zação em próteses cirúrgicas, particular- mente nas articulações artificiais; o seu re- duzidíssimo coeficiente de atrito constitui uma vantagem adicional. Também já tem sido utilizado, sob a forma de fibras entre- tecidas e impregnadas de carbono, na re construção dos ossos da face. Outra propriedade importante do PTFE é a sua resistência à electricidade, o que o torna excelente para o revestimento de fios. Possui ainda a grande vantagem de manter a flexibilidade a temperaturas que váo dos — 270°C (poucos graus acima de zero absoluto) até aos 260°C. Este conjunto único de propriedades re sulta da estrutura química do PITE. Corn efeito, a sua molécula consiste numa "es- pinha dorsal" formada por uma cadeia longa de átomos de carbono, cada um dos quais ligado a dois átomos de flúor. As liga- ções químicas entre os átomos de carbono e de flúor são extremamente fortes, razão pela qual o PTFE náo reage com outras substâncias químicas. As fortes ligações carbono-flúor verifi- cam-se também entre as moléculas adja- centes, de modo que se atraem mutua mente mais do que atraem as moléculas de outras substâncias. Este o motivo por que nada se lhe adere. Esta forte atracção intermolecular signi- fica igualmente que o PTFE não funde, mesmo a temperaturas elevadas. A fusão dá-se quando as moléculas obtêm sufi- ciente energia por aquecimento e se sepa- ram umas das outras. No PTFE, a atracção molecular é tão forte que as moléculas têm grande dificuldade em separar-se. Como se fabrica o PTFE O PTFE é produzido a partir do fréon 22 (diclorodífluorometano), refrigerante lí- quido largamente utilizado em frigoríficos. O engenheiro americano Dr. Roy Plunkett descobriu que o aquecimento do fréon produz o gás tetrafluoroeteno. A urna pres- são de cerca de 45 a 50 atmosferas e na presença de um catalisador, o gás sofre uma alteração química da qual resulta o PTFE sob a forma de resina pulverulenta. Como náo chega propriamente a fun dir, o PTFE é misturado com um aglutinan- te adequado e enformado num molde. É depois sujeito a pressão e temperatura ele- vadas, e as partículas da resina fundem, formando uma massa sólida. Para os reci pientes de cozinha não-aderentes, o pó de PTFE é suspenso em água para formar um acabamento não-aderente que é depois pulverizado sobre a superfície e seco. Como as microondas cozinham sem aquecer os pratos Ao ligarmos um forno de microondas, criamos no seu interior um poderoso cam- po electromagnético que oscila na mesma banda de frequência que as emissões de televisão por satélite e o radar. As microon- das utilizam-se na cozedura rápida de ali- mentos, pois fazem vibrar as moléculas de água contida naqueles. A vibração absorve energia do campo electromagnético e aquece os alimentos. Como toda a energia é absorvida pelos alimentos sem se desperdiçar no aqueci- mento do ar ambiente nem do próprio for- no, e como as microondas penetram nos alimentos, aquecendo-os directamente por dentro (ao contrário dos fornos con- vencionais, nos quais só a superfície é di- rectamente aquecida), o processo é muito mais rápido e económico do que os méto- dos tradicionais de cozinhar. A energia das microondas náo aquece os utensílios no forno, porque os materiais de que são feitos - louça e vidro - não absor- vem energia do campo electromagnético (os recipientes não saem frios do forno, por- que são aquecidos pelos alimentos). Utensílios de cozinha especiais Além da louça e do vidro, muitos outros materiais - como o plástico, o papel e a cartolina — podem ser usados num forno de microondas. Os recipientes de metal não devem ser usados, porque o meta] não transmite as microondas, reflecte-as. Por este motivo, os alimentos náo devem ser cobertos com folha de alumínio. As ondas longas da rádio têm compri mentos de onda de milhares de metros. As microondas utilizadas nos fornos têm um 24
- 23. comprimento de onda de cerca de 12 cm. Uma onda electromagnética é uma vi- bração de campos eléctricos e magnéticos que alternam constantemente, dirigidos ora no sentido positivo, ora no negativo. Os fornos de microondas funcionam com on- das que vibram 2450 milhões de vezes por segundo — uma frequência de 2450 MH/. (megahertz), ou 2,45 GHz (gigahertz). As moléculas da água tem um pólo de carga positiva e um pólo de carga negativa. As microondas em vibração positiva nega- tiva interagem com as moléculas polares da água, atraindo e repelindo os seus pó- los, fazendo-as rcxlar ora num sentido, ora no outro. Este movimento acontece tam- bém 2450 milhões de vezes por segundo. O componente mais importante do for- no de microondas é o magnetrão, o dispo- sitivo que gera as microondas. Foi criado em 1940 em Inglaterra, mas foi a Raytheon Company, dos EUA, que, no princípio dos anos 50, se apercebeu das aplicações do mestiças que este invento poderia ter e pa tenteou um "aparelho de aquecimento die- léctrico de alta frequência". Os pequenos modelos domésticos foram aperfeiçoados na América em finais da década de 60. Ferver até transbordar. Quando se aquece agua num copo num forno de mi- croondas, a temperatura pode subir ulé ]10"C sem que a água (ema. Isto acontece porque as microondas aquecem a água no centro sem aquecerem o copo. peto que u água em contacto com o vidro está abaixo do ponto de ebulição. Como as bolhas de oapor na água a ferver se formam principal mente sobre as irregularidades do recipien- te, não se dá a ebulição. Mas se deitarmos café solúvel na água, formam se bolhas em redor dos grânulos, e o liquido borbulha e transborda. Como os frigoríficos «fazem frio» Quando ligamos uma torradeira ou um ferro eléctrico, obtemos calor. Porque é então que um frigorífico ou um congela dor -lazem frio» quando OS ligamos0 Assim acontece porque estes aparelhos utilizam dois princípios científicos. O pri- meiro é o de que, quando um líquido se evapora, absorve calor do ambiente que o cerca: o liquido precisa de energia para se transformar em vapor e vai buscá-la sob a forma de calor. O segundo é o de que um líquido evapora-se a uma temperatura mais baixa quando a pressão é, por sua vez, mais baixa. Qualquer líquido que se evapore facilmente a temperaturas baixas é um refrigerante, ou agente de arrefeci mento, em potencia. E é possível fazê-lo vaporizar-se e liquefazer-se alternadamen- te, obrigando-o a circular numa tubagem em que a pressão seja variável. Na maioria dos frigoríficos domésticos, o refrigerante é um dos compostos artificiais, denomina dos clorofluorocarbonos (CFCs). Os tubos no interior do frigorífico são largos, a pressão é baixa e o refrigerante vaporiza-se. Oeste modo, o tubo mantém- se frio c retira o calor aos alimentos. I Im motor eléctrico aspira o gás frio da tubagem do interior do frigorífico, compri- me o - o que o aquece - e envia-o à tubagem exterior, na parte de trás do trigo rífico. 0 ar em torno destes tubos absorve- -lhes o calor, fazendo com que o gás se condense novamente em líquido, ainda a uma pressão elevada. Depois, um tubo de diâmetro muito pe queno, o tubo capilar, reconduz o líquido sob pressão para o interior do frigorífico; COMO SE CONSERVAM OS ALIMENTOS O arrefecimento dos alimentos no fri- gorífico retarda a acção de dois dos principais causadores da sua deteriora- ção: o desenvolvimento de bolores e bactérias e a decomposição química. Num frigorífico doméstico, a tempe- ratura é mantida entre 1 e 5°C — tempe- ratura suficientemente baixa para man- ter frescos durante uma semana a maioria dos alimentos que utilizamos. O crescimento dos organismos causa- dores da decomposição é retardado, mas as temperaturas baixas não cies troem esses organismos. A decomposi- ção química é também retardada de modo idêntico, mas não completa mente anulada. A temperatura do congelador do mestiço ronda os - lo"C. o que preser- va os alimentos até um ano. aqui o tubo alarga e o gás vaporiza se nova mente, reiniciando-se o ciclo. A refrigeração desenvolveu se no século estimulada pela necessidade de se ob- terem fornecimentos de carne das grandes pastagens da Austrália, Nova Zelândia, América do Sul e Oeste Norte-Ainericano para os principais mercados da Europa e do Leste da América do Norte. lima das primeiras pessoas a descobrir e aplicar o princípio da refrigeração foi um tipógrafo, James Harrison. Ao limpar OS caracteres de metal com éter. verificou o efeito refrescante que este tinha sobre o metal - o éter é um líquido com ponto de ebulição muito baixo que se evapora fácil mente. Harrison deu aplicação prática á sua descoberta no edifício de uma fábrica de cerveja em Bendigo, Vitória, em 1851, fazendo circular éter numa canalização própria para refrescar o ambiente. A ideia de Harrison levou á primeira via- gem coroada de êxito com um equipa- mento frigorífico a partir da Austrália: a do navio Strathleven, com um carregamento de carne para Londres em 1880 - viagem que demorava dois meses. O primeiro frigorífico doméstico foi cria do em 1879, quando o engenheiro alemão Karl von Linde modificou um modelo in dustrial que desenhara seis anos antes (> refrigerante era o amoníaco que circulava por acção de uma pequena bomba a va por. Os pioneiros dos frigoríficos eléctricos foram os engenheiros suecos Balzer von Platen e Cari Munters, com o seu modelo Eiectrolux de 1923, que utilizava um motor eléctrico para accionar o compressor. COMO FUNCIONA LM FRIGORÍFICO O CFC vaporiza-se Tubo O CFC no tubo largo capilar liqufifaz-S6 -, sob pressão ~~""'* ' •/ elevada O ar quente no interior do frigorifico sobe e é arrefecido à medida que o calor lhe é reti rodo pelo refrigerante contido na secção larga da tubagem. O refrigerante transporta o calor, que é depois radiado para 0 um biente na serpentina por trás do frigorífico 25
- 24. Porque se cozinha tão depressa numa panela de pressão Quando cozemos batatas numa panela vulgar, o tempo de cozedura c de 20 a 30 minutos. Mas numa panela de pressão ti carão cozidas em 4-5 minutos. Porquê? Na panela vulgar, a água ferve a 100"C, e por muito que a aqueçamos, a temperalu ra da agua nunca subirá - apenas produ- zirá mais vapor. Mas a panela de pressão tem uma lampa que veda hermeticamen- te; assim, o vapor que se produz quando a agua ferve acumula se no seu interior, au- mentando a pressão e aumentando por tanto 0 ponto de ebulição da água. Com uma temperatura de cozimento mais ele vada, o tempo de cozedura é reduzido. Na tampa, existe um respiradouro sobre o qual é colocado um peso. Esle tapa o respi- radouro, mas levanta quando o vapor no interior atinge a pressão desejada. Existe também na tampa uma válvula de segu rança que liberta a pressão se o peso do respiradouro não subir quando ê atingida a pressão pretendida. A panela de pressão doméstica evoluiu a partir de um "digestor a vapor" paten- teado em Inglaterra pelo físico francês De nis Papin em 1679. A panela actual trabalha à pressão de I kg/cm2 , cerca do dobro da pressa.» atmosférica normal, e, por este motivo, ,i água ferve a 122°C. IMPOSSÍVEL UM BOM CHA A água ferve quando começa a Iransfor mar-se em vapor. As bolhas são causa- das pelo vapor que sobe d») fundo do recipiente para a superfície. A temperatura de 100°C que é dada como o ponto de ebulição da água só é correcta ao nível do mar. A medida que subimos, a pressão atmosférica desce, provocando igualmente a descida do ponto de ebulição da água. Tanto na pa nela vulgar como na de pressão, o tem po de cozedura aumenta. NO IOPO DO EVERESTE ... E isto responde á pergunta: por que razão não se consegue beber um bom chá no topo do F.vereste? O cume do monte Evereste encontra se- a quase 9000 m de altitude, e a prés são atmosférica é aí menor que um terço da pressão ao nível do mar. A água ferve a 70°C apenas: esta temperatura não é suficiente para extrair das folhas do chá a sua melhor fragrância, pelo que o resultado nunca poderá ser um bom chá. Remédio para o calcário das panelas As pessoas que têm em casa água canali- zada, que e calcaria por provir de regiões em que o solo possui rochas calcárias, aca bani com parle destas rochas depositada nas suas panelas e cafeleiras. Quando a água da chuva é filtrada atra vés de um terreno calcário, dissolve se nela uma parte desse mineral. Ao ferver se a água, o calcário e separado da solução e deposita-se na panela. I Ima água calcária faz-se ainda sentir de outra forma: o sabão não produz muita espuma. Em vez de dissolver o sabão e fa- zer espuma, a água reage com os COITlpO nentes químicos do sabão e forma flocos insolúveis. K a chamada agua "dura". Aparecem igualmente manchas de cal cario nas banheiras e lavatórios e em redor das bicas das torneiras. Os depósitos de calcário nos recipientes podem ser removidos pelo vulgar vinagre ou por produtos comerciais adequados, contendo, por exemplo, uma solução concentrada de ácido fórmico, O ácido dis- solve o calcário, fazendo-o fervilhar en quanto liberta dióxido de carbono. Em algumas caldeiras e sistemas de aqueci mento de águas, a dureza da água pode ser mais do que um simples incómodo: o calcá- rio deposita-se nas paredes interiores dos canos e reduz o débito da água. Nas caldeiras, forma nina barreira que impede a transferência efi- ciente do calor, enca recendo muito o aquecimento. Por isso, a água leni de ser "amaciada" antes de entrar nos circuitos de aquecimento. Nas estações do abastecimento de água ê possível diminuir lhe a dureza por pro- cessos químicos, tratando-a, por exemplo, com cal apagada e carbonato de séxlio. Flor de pedra. Cristais de carbonato de cálcio em fornia de flor (em cima) ligam as 'pétalas", formando o deposito calcário no interior das panelas e caldeiras. De compo siçãa química idêntica são as estalactites (ao alto) que pendem do tecto das grutas calcarias. 26
- 25. Os "girinos" na sua máquina de lavar O segredo de Iodos os pós de lavar é um produto químico que torna a água mais '"molhada". Curiosamente, a água por si só não é muito eficiente em "molhar" as coi- sas devido à sua tensão superficial, que lhe confere uma espécie de pele e é causada pela atracção das moléculas do interior da água sol ire as da camada superficial. A adição de um detergente à água enfra- quece as forças intermoleculares e reduz a tensão superficial, o que permite à água espalhar-sc mais facilmente e molhar me- lhor as coisas. A água de lavagem, mais "molhada", consegue penetrar mais facil- mente nas libras dos tecidos e retirar delas as sujidades e gorduras. 0 ingrediente activo dos detergentes que não contém sabão é um derivado do petróleo, um alquilbenzeno, tratado com ácido sulfúrico e soda cáustica. Podemos imaginar as moléculas do de tergente como pequenos girinos, com uma cabeça e uma cauda. As cabeças são atraídas pelas moléculas da água — sáo hidrófilas, isto é, gostam da água. porque as moléculas da água têm uma pequena carga positiva, ao passo que as "cabeças" de detergente sáo eleetricamente negati- vas. As caudas, por seu lado, são hidrófo bas (não gostam da água). Quando se mergulha a roupa suja numa solução de detergente, as caudas das moléculas agarram se á sujidade gor- durosa das fibras, pois são quimicamente semelhantes a gorduras. Alem disso, pene- iram entre as libras, soltando a sujidade. Por outro lado, as partículas de sujidade, ao atraírem as caudas, ficam totalmente revestidas por uma camada de cabeças hi- drófilas - tal como minúsculos balões — e flutuam na água. A agitação da roupa ajuda assim a libertar a sujidade. Os pós de lavagem sáo uma mistura de até 10 ou mais ingredientes, entre quais o detergente básico e um branqueador. Os pós de lavagem biológicos diferem dos outros detergentes por conterem enzi- mas, um tipo de proteínas produzidas pe las plantas e animais. Os enzimas actuam como catalisadores, ou activadores quími- cos, para ajudar a decompor as nódoas que contém proteínas, lais como sangue, transpiração e molhos de carne. Os enzi mas provocam a decomposição química das outras proteínas, enquanto os deter- gentes normais actuam fisicamente. Dado que as nódoas de proteínas sáo derivadas de seres vivos, os detergentes que. actuam sobre elas são chamados biológicos. ÁGUA MAIS 'MOLHADA" PARA LAVAR A ROUPA A água nào molha bem os objec- tos porque as suas moléculas se juntam, produzindo tensão su perficial. Os alfaiates conseguem assim "andai" sobre a água. Ao juntar um detergente a uma gota de água, esta perde a forma este rica (a esquerda), deuiao à redu çôo da tensão superficial. Os detergentes rernouem as gor- duras porque as ajudas das suas moléculas se ligam às partículas de gordura. As cabeças das molé- culas sao atraídas pela água, e pulsando as partículas gordas do tecido tiuando se agita a roupa. As fracas cargas eléctricas do de tergente impedem as partículas de gordura de se unirem Tecido (ú esquerdai com partículas de gor dura entre as fibras. Durante a lavagem, <js moléculas de deter gente arrastam a gor dura. limpando o teci do fà direita).
- 26. Pasta de dentes — de giz e algas As pessoas que lavavam os dentes nos meados do século xix usavam provável mente pós dentífrtcos contendo coral moí- do, osso de choco, casca de ovo queimada ou porcelana. Por vezes, esles pós conti nham ainda um corante vermelho obtido dos corpos das cochonilhas. As pastas dentffricas actuais — brancas, de cor ou às riscas — contem dez ou mais ingredientes. Uns deslinam-se â limpeza ou à protecção dos dentes, outros confe- rem o sabor à pasta, outros fazem a ligação da massa, outros ainda facilitam a sua saí- da do tubo 0 ingrediente principal da parte branca da pasta é giz finamente moído (carbonato de cálcio) ou outro pó mineral como o óxido de alumínio. Estes pós são ligeira- mente abrasivos e ajudam a remover a pla- ca dentária, película que se forma constan- temente sobre os dentes e que é composta por muco, partículas de alimentos e bacté- rias. Ás vezes, para tor- nar a pasta mais bran- ca, junta-se também um pouco de óxido de titânio em pó. As pastas de gel transparente ob- têm as suas caracte- rísticas abrasivas por meio de com- postos transparen- tes de sílica, a que frequentemente se adiciona um co- rante. Os ingredientes de limpeza e poli- mento são combi- nados com água, formando uma pasta espessa gra- ças à adição de um agente de ligação e espessamento como o alginato, substância extraída das algas marinhas. > Enchimento dos tubos. Os tubos oazios são enchidos mecanicamente: recebem quantidades exaCtOS da pasta, depois do que são vedados na extremidade Pasta às riscas. As riscas de cor contêm flúor ou elixir. A introdução das riscas. Ilã dois processos de pôr as riscas na pasta. No recipiente grande (ã esquerda), a pasta branca e a colorida são introduzidas separadamente e combinam-se quando se espremem para o exterior. No tubo tradicional (ã direita;, a pasta de cor encontra-se num anel perto da extremidade e sai através de orifícios. fazendo assim riscas na pasta branca. "Pasta dentífrica branca Pasta dentífrica de cor 2S
- 27. Junla-se ainda um pouco de detergente para criar espuma e contribuir também para o processo de limpeza. Para que fique agradável ao paladar, a pasta é geralmente adoçada com óleo de hortelá-pimenta e mentol. Inclui se também um humectante como a glicerina, a fim de evitar que a pasta seque. Além disso, na maioria, as pastas clenlífricas actuais contém flúor, que ajuda a fortalecer o esmalte dos dentes, e por vezes o bactericida formaldeído. Como se fazem as riscas Algumas pastas dentífricas apresentam o flúor ou o elixir sob a forma de riscas. A iiiislura de limpeza é normalmente branca, enquanto o flúor ou o elixir são frequentemente um gel transparente azul ou vermelho. As duas pastas são prepara das separadamente. Os tubos são enchi- dos, como sempre, pela parle larga, que depois c dobrada e vedada. As duas pastas contêm cores que não se misturam, e as respectivas massas também não se mistu- ram, de modo que. ao espremer se o tubo. sai a pasta branca com riscas de cor. Como se dá o fio às lâminas de barbear Todas as 24 horas. 25 000 pêlos crescem até cerca de meio milímetro na face do lio mem adulto. A moderna lâmina de bar- bear. perfeitamente afiada, permite um barbear escanhoado, suave; e seguro. Há milhares de anos que o homem se barbeia, lendo usado para isso lascas de sílex, depois lâminas cie bronze e finalmen- te de ferro. As primeiras navalhas de bar bear com fio de aço foram feitas em Shef- field em 1680. Mas a actual lâmina descar tável surgiu apenas em 1901, com King Camp Gillette e William Nickerson. A lamina de barbear inicia a sua vida como um rolo de fita de aço contínua, com uma espessura aproximada da do pêlo que irá cortar. O aço é uma liga com cerca de 13"» de crómio, que lhe confere maior dureza e resistência à corrosão. A dureza é ainda aumentada com o aquecimento do aço e a sua imersão num líquido de arrefecimento. O fio de corte é produzido por afiação. A fita de aço passa por três conjuntos de ro das de afiar, cada uni deles afiando mais que o anterior. As rodas estão montadas em ângulos diferentes, a fim de produzi rem a secção de fio chamada de arco góti- co (curva), forma mais forte que a de uma cunha de rampas direitas. O índice de afia mento da lâmina exprime-se como o raio Gillette e a máquina de barbear Se não fosse a invenção do amorica no King Camp Gillette (1855-1932), é possível que, ainda hoje, os homens se barbeassem todas as manhãs com as velhas navalhas de barba. Caixeiro-viajante de ferragens no Centro Oeste Americano, Gillette bar- beava-se certa manhã, em 1895, quando achou que a sua navalha não era eficien- te nem segura. Reparou que só uma pequena parte da lâmina era utilizada v como era pe- rigoso tal instrumento - que podia, literalmente, cortar a garganta de um h o m e m . H o m e m ocupado, Gillette não gostava de desperdi çar o seu tempo a amolar a navalha. Porque não criar uma lâmina que nunca tivesse do ser afiada, que tivesse o tamanho certo para barbear a cara de um homem o que fosse suficientemente barata para ser deitada fora quando já não cor- tasse7 Gillette lembrou se ainda das pa lavras do seu antigo patrão, Wil- liam Painter, um inventor e homem de negó- cios que pensava que, se se produzisse um artigo que as pessoas pudessem deitar fora depois de usar, elas procurá-lo-iam sempre. Gillette e o mecânico William Nic- kerson aperfeiçoaram a lâmina de bar bear de segurança de dois gumes, que se aplicava num suporte especial, com cabo e cabeça regulável. As lâminas de aço ao carbono tinham a garantia de se manterem afiadas por 20 barbas e eram vendidas em pacotes de 12. Gillette criou a Safety Razor Company e-patenteou a sua máquina de barbear em 1901. As primeiras máquinas surgi iam nos Estados Unidos em 1904. Vendi- das em ourivesarias, farmácias e lojas de ferragens, bem como nos novos armazéns de retalho, a máqui- na c as lâminas apresenta vam se em conjunto den- tro de um estojo. Os cabos das primeiras máqui- nas levavam um ba- nho de prata, e os dos modelos mais caros, mi banho de ouro. Mas as vendas iniciais revelaram-se desan ima doras. e a empresa promoveu uma campanha publi citaria em jornais e re- vistas para homens nos EUA e na Europa para dar f^ a conhecer ao público o novo invento. Km 190(5, as ven das atingiam as 90 000 máquinas e os 12 milhões de lâminas. Gillette tornou-se rico e famoso. Ain da hoje. o seu rosto é conhecido de mui tos, pois, até há pouco, o seu retrato figurou nas embalagens das lâminas. O desenho da chamada "gilete" e da sua lâmina não sofreu praticamente al- terações desde o início; actualmente, muitas máquinas de barbear são de plástico e elas próprias descartáveis. Corte em molhado e a seco. Um pêlo da barba cortado por uma lâmina em mo- lhado (à esquerda) apresenta uni coife muito mais regular que o feito por uma máquina eléctrica (à direita). Cm pêlo seco é tão difícil de cortar como um fio de cobre da mesma espessura. da curva do fio visto em secção: cerca de cinco centésimos milésimos de milímetro Depois de afiado, o fio e polido por ro das de couro. Mas, à escala microscópica, o fio é ainda áspero e. devido â fricção, poderá repuxar os pêlos e provocar cies conforto. Para proteger o fio e reduzir a fricção, a lâmina recebe três banhos suces- sivos: um de crómio, outro de cerâmica e outro de PTFE, substância mais conhecida corno revestimento não aderente de pane las e frigideiras. O crómio confere resistem cia â corrosão, a cerâmica reduz o desgaste o o PTFE produz a lubrificação. Cada um destes revestimentos tem uma espessura inferior a um centésimo milési mo de milímetro. A lâmina aplica-se num suporte com um cabo, cómodo de manusear, e com uma cabeça que pode ser ajustável e abre para receber a lâmina. 29
- 28. Como o aço inoxidável foi descoberto por acidente O aço inoxidável foi descoberto por aciden- te em 1913 pelo metalúrgico britânico liam Brearley. Este Fazia ensaios com ligas de aço que pudessem ser utilizadas nos canos de espingarda. Mais tarde, verificou que, en- quanto a maioria das ligas que rejeitara ti- nham enlerrujado, o mesmo não aconle cera .1 ama liga que continha 14% de cro mio. Esta descoberta levou â criação do açi > inoxidável. O aço vulgar enferruja porque reage com o oxigénio do ar. produzindo óxidos de ferro avermelhados. Outros me- tais, como o alumínio, o níquel e o crómio, reagem também de forma idêntica, mas os respectivos óxidos formam uma camada .superficial impermeável, impedindo que o oxigénio reaja com o metal no seu interior. Na liga de Brearley, o crómio formou uma placa semelhante protegendo o metal da oxidação. Hoje. fabrica-se uma diversidade de aços inoxidáveis, lima das ligas mais vulgares contém 18% de crómio o 8% de níquel pelo que é conhecida por 18:8 — e é utilizada «MM lava-louças. por exemplo. As taças de cozinha são fabricadas com uni aço contendo |.'j"n de crómio. Juntando uma pequena percentagem do metal mo libdénio, obtém se uma liga ainda mais re SÍStente à corrosão que é utilizada no revés timento de edifícios. Poria para o Oeste. (> mau» ano do Mundo é 0 monumento à expansão americana para oeste, em St Louis, Missuri. Tem S2 m de alttiiu e 192 m de Uáo. Uma tal construção SÓ podia ser feita de aco iuoxiduicl. 30
- 29. Grandes proezas de organização •Desde a regulação do trânsito numa cidade até à organização dos Jogo Olímpicos ou à montagem de automóveis — há tantas coisas que achamos naturais e que nos parecem simples... até descobrirmos o que se passa nos bastidores.
- 30. Como lidam os aeroportos com milhões de passageiros? Um aeroporto é um organismo vivo com urna função principal: manter o sangue que o alimenta — os seus passageiros - fluindo livremente através das suas veias e artérias. 0 número desses passageiros é astronómico e cresce rapidamente. Em 1986, os 37 aeroportos mais movimenta- dos do Mundo foram utilizados, no seu conjunto, por um total de 740 milhões de pessoas. Em todo o Mundo, os aeroportos gastam anualmente 750 milhões de con- tos para que os seus passageiras se sintam satisfeitos. Os "Jumbos" Veja-se o aeroporto mais movimentado do Mundo, o 0'Hare, em Chicago, utilizado por 50 companhias aéreas. Passam por ele 55 milhões de pessoas por ano, o que re- presenta 6700 passageiros por hora. Cerca de 2200 aviões utilizam diariamente o 0'Hare. Quando diversos Jumbos aterram a minutos uns dos outros, milhares de pes- soas saem deles quase simultaneamente, provocando congestionamentos que afec tam os planos e as disposições dos passa- geiros, destroem a confiança e minam os lucros do aeroporto. As avarias e as greves produzem os mesmos efeitos. Quando uma greve de controladores aé reos em Espanha coincidiu com o início das férias grandes em França, em Junho de 1988, dezenas de milhares de passageiros ficaram retidos em aeroportos por toda a Europa. Só em Manchester, 16 000 turistas em férias tiveram atrasos de até sete ho ras — e um grupo de pessoas que se dirigia para a Grécia partiu finalmente depois de uma espera de 21 horas. Foram chamados palhaços e malabaristas para entreter mi- lhares de crianças. As bagagens são uma questão impor- tante na organização dos aeroportos. Se- guem separadamente dos passageiros, em parte por razões de segurança, em parte porque são alojadas noutra secção do aparelho. A missão do chamado pes- soal de handling é assegurar que as ma- las tenham o mesmo destino que os res- pectivos donos. No terminal da United Airways em 0'Hare, as etiquetas de baga- gem, codificadas por computador, são li- das por laser, e os distribuidores automá- ticos processam 480 peças de bagagem por minuto, contra as 7õ que poderiam ser processadas à mão. A zona de distri- buição da bagagem tem a área de seis campos do futebol. Esperando ordens. Cada Jumbo que aterra no Aeroporto J. F. Kennedy. de Nova Iorque, chega a desembarcar 500 passagei- ros. Segue-se a espera para o próximo LHX). 32 Prontos para o embarque. Jactos de passageiros encostam às fontes do terminal do Aeroporto de Frankfurt — o principal da Alemanha e um dos 37 mais movimentados do Mundo, que, no seu conjunto, processam 740 milhões de passageiros por ano.