Evapore água com nanopartículas, mas cuidado com algumas notícias

Eu gosto do Popular Science (Popsci). Eles praticamente são a Superinteressante versão gringa, onde começaram com bons artigos e degringolaram para a palhaçada pseudocientífica de artigos muito mal escritos, errôneos e totalmente disparatados. De qualquer forma, a Popsci não é composta por cientistas e sim o pessoal que deve encher a boca (sei lá do quê) para dizer que é jornalista com diproma.

A bola da vez foi uma reportagem onde eles disseram que pesquisadores conseguiram produzir vapor d’água com apenas luz do Sol e nanopartículas, sem precisar de ferver a água. Alguém andou faltando às aulas de Ciência do Ensino Fundamental.

A Popular Science foi fundada em 1872 e tinha como foco trazer ao populacho as novidades científicas, meio como a Scientific American, apesar desta última estar mais relacionada com as recentes invenções patenteadas no U.S. Patent Office. Obviamente, o populacho mesmo não tinha muito tempo ou interesse em ciência, já que trabalhar cerca de 20h por dia não deixava muita disposição para saber o que era inventado por aí.

Eu gosto de dar uma vista d’olhos na Popsci, mas não a levo muito a sério; entretanto, eu vejo uma notícia cujo título me fez borbulhar de indignação. O título era To Make Steam Without Boiling Water, Just Add Sunlight And Nanoparticles (Para fazer vapor sem água em ebulição, apenas adicione luz solar e nanopartículas). Alguém só pode estar de sacanagem ou ser absurdamente ignorante!

De princípio, o que é vapor? Vapor é um dos 3 estados da matéria, os quais você aprende quando está no 3º ano do Ensino Fundamental e a professorinha não sabe ou não quer entrar em detalhes que há mais estados físicos, como o plasma, por exemplo. Se bem que para o mundo dessas crianças, esses 3 estados físicos (sólido, líquido e gasoso) está de bom tamanho, já que seria muito difícil explicar algo fora de sua vivência. Para tanto, teremos outros anos no colégio, apesar de isso ser ignorado pelo nosso sistema educacional paulofreireano de uta de classes.

A bem da verdade, temos uma diferença entre vapor e gás, e tudo depende da chamada Temperatura Crítica.

Estamos acostumados a pensar que para fazer um "gás" se tornar líquido, basta diminuir sua temperatura, para que haja o processo da condensação. Levando em conta as transformações isobárica, isotérmica e isométrica, vemos que não é bem assim. Se eu pegar um vapor qualquer e aprisioná-lo num recipiente selado e aumentar a sua pressão, diminuindo seu volume (conforme a lei de Boyle-Mariotte), as moléculas do vapor ficarão tão mais próximas que o sistema passará do estado de vapor para o líquido., liberando calor. Ao diminuir a pressão, o líquido de então passará rapidamente para o estado de vapor, absorvendo rapidamente o calor circundante. Exemplo prático disso? A geladeira e o vapor é a amônia, quando antes era usado CFC.

Quando um vapor atinge a Temperatura Crítica, esta transformação feita nesses moldes não será possível. Isto é, se você colocar o gás nitrogênio e ficar aumentando sua pressão, ele não irá passar para o estado líquido, pois sua temperatura crítica é 126,19K (ou –146,96 ºC). entretanto, a temperatura crítica do etanol — o famoso "álcool de farmácia" — é de 243,1 ºC (ou 516,25 K). Assim, ele pode ser facilmente transformado de vapor para líquido mediante variações de pressão, o que você pode facilmente fazer em casa, como ensinou o Iberê do Manual do Mundo:

O texto da Popsci é ruim, pois induz que só temos vapor d’água quando aquecemos a mesma, inferindo inclusive que seria preciso chegar ao ponto de ebulição. Aqui temos uma confusão boçal de definições.

Primeiramente, temos vapor d’água à nossa volta. De onde ela veio? Se a água não passasse naturalmente do estado líquido para o estado de vapor, as suas cuecas (ou calcinhas; vai do gosto de cada um) jamais secariam! Não teríamos sequer chuva, pois ela vem das toneladas de água que são evaporadas diariamente de rios, lagos, oceanos e do chão molhado da cozinha que você acabou de lavar. Qualquer um com um copo de água pode mostrar a uma criança o processo de transformação, bastando jogar a água no chão num dia quente. Experimentem fazer isso, senhores professores. Seus alunos acharão o máximo! (mas a faxineira nem tanto).

Em tempo, devemos ressaltar que nuvens não são vapor d’água e sim água no estado líquido, suspensa lá na atmosfera.

Em segundo lugar, temos o conceito de Ponto de Ebulição, que NÃO É quando a água ferve. Ponto de Ebulição não tem nada a ver com temperatura e sim com pressão. A água só ferve a 100 ºC ao nível do mar. Quando maior for a altura em relação ao nível do mar, menor será a temperatura necessária para que haja ebulição. Por quê? Por causa do ar. Só isso!

Ponto de Ebulição é o ponto em que a pressão de vapor do líquido é maior que a pressão atmosférica. A temperatura necessária para tal é apensa para conferir energia cinética para as moléculas, de forma que elas fiquem se chocando contra as paredes do recipiente, aumentando sua pressão de vapor. Quanto mais ar no local, maior serão as forças contra o líquido e este precisará de mais energia para vencer esta barreira. Como no alto do Everest há muito pouca concentração de ar, a pressão atmosférica atuando sobre o líquido é muito menor, e este precisará de menor força para vencer a barreira e entrar em ebulição. Ao contrário, se aumentarmos a pressão sobre o líquido, sua temperatura devera ser cada vez mais alta, de forma que ele possa entrar em ebulição e é por isso que temos as panelas de pressão, impedindo que a água lá dentro entre em ebulição a 100 ºC, necessitando temperaturas maiores, o que faz com que a comida cozinhe mais depressa. Física de Ensino Médio. Já conseguimos ver que o que a Popsci fez foi uma salada de conceitos e a culpa nem é diretamente dela e sim que pegou uma notícia do Washington Post, que não é muito claro, também. Jornalista falando de Ciência…

Afinal, o que diabos está acontecendo? Bem, a drª Naomi Halas é diretora do Laboratório de Nanofotônica da Universidade Rice. Como ela não tinha ganho verba suficiente para desenvolver um sistema de armas contendo partículas de matéria e antimatéria separadas por uma fina camada a fim de ser usadas em projéteis lançados por naves estelares, ela coordenou um projeto que busca a produção de vapor d’água.

"Grandes merdas", você diria. Qualquer criança pode colocar água no fogão pra ferver. A questão é que ela e seus colaboradores usaram luz do Sol, o que também não é nenhuma novidade, mas o diferencial é que ela fez com água próxima ao estado sólido. Isto significa dizer que ela usou água quase congelada produzindo vapor, usando luz solar e nanopartículas, mas o que essas nanopartículas têm a ver com isso?

A água possui alto calor específico. Ela esquenta muito devagar, se quisermos usar terminologias de revistas "científicas". Coloque meio quilo de água para esquentar e coloque a mão dentro dela (sim, eu sei que ela é molhada). Segure com a outra mão uma barra de ferro de meio quilo também e coloque a ponta dessa barra no fogo. Qual irá queimar a sua mão mais rápido? Pois é, a água é um péssimo condutor de calor e é por isso que ela é usada para apagar incêndios.

Só a luz do Sol não faria a água entrar em ebulição, por dois motivos: primeiro, porque eu expliquei que isso tem pouco a ver com temperatura, segundo, porque a energia térmica absorvida pela água seria ridiculamente pequena e incapaz de fazer suas moléculas começarem a se agitarem suficientemente para que a pressão gerada vencesse a pressão atmosférica.

O que a pesquisa fez foi usar nanopartículas para absorver a energia solar e esta energia era transferida para as moléculas de água adjacentes  a cada uma das nanopartículas suspensas no referido líquido. Essa energia aumenta a velocidade de colisão das moléculas o que aumenta a pressão de vapor, fazendo com que a água mude de estado. O interessante é que isso é feito com água muito gelada, quase que em estado sólido e a temperatura pouco muda, conforme o vídeo feito pela própria Halas:

A Popsci poderia ter trazido todas essas informações, mas eles justificam a onda generalizada que qualquer coisa com mais de 2 linhas faz com que as pessoas não se interessem ou sequer leiam. Só que se seu foco é divulgação científica (tolo que sou!), deveria informar e não colocar parágrafos ao léu. Eles fariam melhor se ao invés de usarem um jornal como fonte, tivessem tido a trabalheira de pesquisar por menos de 2 minutos, a fim de achar a notícia veiculada pela própria Universidade Rice, com destaque para o artigo publicado no periódico da American Chemical Society (PDF).

Então, fica a lição: se você quer informar seus leitores, busque sempre a fonte original e não a fonte que se baseou numa fonte, que copiou outra fonte. Além disso, é requerido que você tenha um mínimo de conhecimento sobre o que está replicando, ou seu texto acabará mais caindo na desinformação do que realmente disseminando conhecimento.

Obviamente, eu não espero que as pessoas realmente tenham este trabalho.


PS. A foto de abertura mostra água evaporando. Mesmo porque, vapor d’água é invisível.

2 comentários em “Evapore água com nanopartículas, mas cuidado com algumas notícias

  1. E eles não tem noção do quão boa é essa pesquisa. Conseguir fazer vapor usando nanopartículas é uma “mão na roda” para as tecnologias atuais. Já que como a própria Dra. Halas disse, empregamos o vapor em quase 90% das tecnologias.

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