Refrigeração é o processo de criação de condições de resfriamento removendo o calor. É usado principalmente para conservar alimentos e outros itens perecíveis, prevenindo doenças transmitidas por alimentos. Funciona porque o crescimento das bactérias é retardado em temperaturas mais baixas.
Os métodos de preservação de alimentos por meio do resfriamento existem há milhares de anos, mas a geladeira moderna é uma invenção recente. Hoje, a demanda por refrigeração e ar condicionado representa quase 20 por cento do consumo de energia em todo o mundo, de acordo com um artigo de 2015 no International Journal of Refrigeration.
História
Os chineses cortaram e armazenaram gelo por volta de 1000 aC e 500 anos depois, os egípcios e indianos aprenderam a deixar potes de cerâmica do lado de fora durante as noites frias para fazer gelo, de acordo com a Keep It Cool, uma empresa de aquecimento e resfriamento com sede em Lake Park, Flórida. Outras civilizações, como gregos, romanos e hebreus, armazenaram neve em poços e os cobriram com vários materiais isolantes, de acordo com a revista History. Em vários lugares da Europa durante o século 17, o salitre dissolvido na água foi encontrado para criar condições de resfriamento e foi usado para criar gelo. No século 18, os europeus coletavam gelo no inverno, salgavam, embrulhavam em flanela e armazenavam no subsolo, onde guardava por meses. O gelo foi até enviado para outros locais ao redor do mundo, de acordo com um artigo de 2004 publicado no jornal da Sociedade Americana de Engenheiros de Aquecimento, Refrigeração e Ar Condicionado (ASHRAE).
Quando o gelo não era disponíveis ou práticos, as pessoas usavam caves frescas ou colocavam mercadorias debaixo dágua, de acordo com a revista History. Outros construíam suas próprias caixas de gelo, de acordo com Keep It Cool. As caixas de madeira eram revestidas de estanho ou zinco e um material isolante como cortiça, serragem ou algas marinhas e cheias de neve ou gelo.
Resfriamento evaporativo
O conceito de refrigeração mecânica começou quando William Cullen, um médico escocês, observou que a evaporação tinha um efeito de resfriamento na década de 1720. Ele demonstrou suas ideias em 1748 evaporando éter etílico no vácuo, de acordo com a Peak Mechanical Partnership, uma empresa de encanamento e aquecimento com sede em Saskatoon, Saskatchewan.
Oliver Evans, um inventor americano , projetou, mas não construiu uma máquina de refrigeração t Hat usou vapor em vez de líquido em 1805. Em 1820, o cientista inglês Michael Faraday usou amônia liquefeita para causar resfriamento.
Jacob Perkins, que trabalhou com Evans, recebeu uma patente para um ciclo de compressão de vapor usando amônia líquida em 1835, de acordo com a History of Refrigeration. Por isso, às vezes é chamado de “pai da geladeira”.
John Gorrie, um médico americano, também construiu uma máquina semelhante ao “projeto de Evans” em 1842. Gorrie usava sua geladeira, que criava gelo, para resfriar pacientes com febre amarela em um hospital da Flórida. Gorrie recebeu a primeira patente dos EUA por seu método de criação artificial de gelo em 1851.
Outro inventores em todo o mundo continuaram a desenvolver novas e melhorar as técnicas existentes para refrigeração, de acordo com a Peak Mechanical, incluindo:
- Ferdinand Carré, um engenheiro francês, desenvolveu uma geladeira que usava uma mistura contendo amônia e água em 1859.
- Carl von Linde, um cientista alemão, inventou uma máquina de refrigeração de compressor portátil usando éter metílico em 1873 e, em 1876, mudou para amônia. Em 1894, Linde também desenvolveu novos métodos para liquefazer grandes quantidades de air.
- Albert T. Marshall, um inventor americano, patenteou o primeiro refr mecânico igerator em 1899.
- O renomado físico Albert Einstein patenteou uma geladeira em 1930 com a ideia de criar uma geladeira amiga do ambiente, sem peças móveis e que não dependesse de eletricidade.
A popularidade da refrigeração comercial cresceu no final do século 19 devido às cervejarias, de acordo com a Peak Mechanical, onde o primeiro refrigerador foi instalado em uma cervejaria no Brooklyn, Nova York, em 1870 . Na virada do século, quase todas as cervejarias tinham uma geladeira.
A indústria de embalagem de carne seguiu com a primeira geladeira introduzida em Chicago em 1900, de acordo com a revista History, e quase 15 anos depois, quase toda embalagem de carne as fábricas usavam geladeiras.
As geladeiras eram consideradas essenciais nas casas na década de 1920, de acordo com a revista History, e mais de 90% dos lares americanos tinham um geladeira.
Hoje, quase todas as residências nos Estados Unidos – 99 por cento – têm pelo menos uma geladeira, e cerca de 26 por cento das residências nos Estados Unidos têm mais de uma, de acordo com um relatório de 2009 do Departamento de Energia.
Como funciona uma geladeira?
As geladeiras hoje funcionam de maneira muito semelhante para refrigeradores há mais de cem anos: evaporando líquidos, de acordo com a SciTech.Os refrigerantes, os produtos químicos líquidos usados para resfriar, evaporam em baixas temperaturas.
Os líquidos são empurrados pela geladeira através de tubos e começam a vaporizar. À medida que os líquidos evaporam, eles carregam o calor com eles conforme os gases viajam para uma serpentina na parte externa da geladeira, onde o calor é liberado. Os gases são devolvidos a um compressor, onde se tornam líquidos novamente, e o ciclo se repete.
Segurança do refrigerador
Precoce refrigeradores usavam líquidos e gases inflamáveis, tóxicos, altamente reativos ou uma combinação, de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA). Thomas Midgley, um engenheiro e químico americano, pesquisou opções mais seguras em 1926 e descobriu que os compostos contendo fluoretos pareciam ser muito mais seguros. Os clorofluorcarbonos (CFCs), comercializados pela DuPont como Freon, cresceram em popularidade, até que os compostos foram considerados prejudiciais à camada de ozônio na atmosfera quase 50 anos depois.
A maioria dos refrigeradores fabricados hoje usa hidrofluorocarbonos (HFCs), de acordo com a Comissão de Energia da Califórnia, que são mais seguros do que os CFCs e muitas outras opções, mas ainda não são os mais ideais. A EPA mantém uma lista atualizada de materiais aceitáveis que podem ser usados em refrigeradores como refrigerante.
Os refrigeradores mantêm os alimentos seguros, mas apenas se operando em temperaturas adequadas, de acordo com a US Food and Drug Administration. Quando os refrigeradores não são mantidos frios o suficiente, as bactérias nocivas nos alimentos perecíveis crescem rapidamente e podem contaminar os alimentos, causando irritações leves a intoxicações alimentares graves se forem consumidos. O FDA recomenda que a temperatura do refrigerador seja ajustada em no máximo 40 graus Fahrenheit (4,4 graus Celsius); além disso, a geladeira não deve ser embalada demais e os derramamentos devem ser limpos imediatamente.
Geladeiras do futuro
As novas tecnologias de refrigeração incluem geladeiras de estado sólido e geladeiras que usam ímãs .
Tradicionalmente, os refrigeradores contam com grandes compressores, que geram muito calor e podem aquecer facilmente uma sala, disse Tony Atti, CEO da Phononic, um fabricante de eletrônicos com sede em Durham, Carolina do Norte. O nome da empresa vem da teoria dos fônons, partículas quânticas que transportam calor.
Os refrigeradores de estado sólido usam toda a superfície do refrigerador para dissipar o calor de forma muito lenta e deliberada, de modo que um aumento na temperatura do ambiente é praticamente inexistente e a superfície do refrigerador é fria ao toque, Atti disse ao Live Science. Esses refrigeradores também têm a vantagem de não conter materiais prejudiciais e operações barulhentas, além de serem controlados com mais precisão.
Outro novo tipo de refrigerador usa ímãs para fornecer um refrigerador sem vibração, silencioso e ecológico. Construído pela Haier em conjunto com a BASF e a Astronautics, o refrigerador magnético usa um conceito baseado no efeito magnetocalórico, descoberto em 1917 por Pierre Weiss e Auguste Piccard, físicos franceses e suíços respectivamente, de acordo com um artigo de Andrej Kitanovski, et al., um grupo de cientistas da Eslovênia e da Dinamarca, em 2015 e publicado pela Springer International Publishing.
De acordo com um comunicado à imprensa na PR Newswire, o armazenamento adequado do vinho tinto tem necessidades muito específicas para manter o sabor e a qualidade . O refrigerador Haier usa bomba de calor magnetocalórica (usando um material que aquece em um campo magnético e esfria quando não é) com um refrigerante à base de água, de acordo com um comunicado à imprensa da BASF, que depende de matérias-primas abundantes e acessíveis. O refrigerador magnético também usa até 35% menos energia do que os refrigeradores tradicionais.