Tchau, queimadores. brizmaker / iStock / Getty Images Plus

Para conter as mudanças climáticas, muitos especialistas pediram uma mudança massiva de combustíveis fósseis para eletricidade. O objetivo é eletrificar processos como aquecimento de casas e carros, e então gerar o aumento das necessidades de energia elétrica usando fontes de baixo ou zero carbono, como energia eólica, solar e hidrelétrica.

Mais de 30 cidades na Califórnia, incluindo Berkeley e San Francisco, moveram-se nessa direção ao proibir o serviço de gás natural na maioria dos novos edifícios. Atualmente, o uso de energia em edifícios gera mais de 40% das emissões de gases de efeito estufa de São Francisco.

Existem opções elétricas simples para aquecer prédios, água quente e secar roupas, mas usar a eletricidade pode ser mais controverso na cozinha. Os fogões elétricos tradicionais são notoriamente lentos para aquecer e esfriar. Eles também representam problemas de segurança porque suas bobinas de aquecimento podem permanecer quentes por dezenas de minutos depois de desligadas.

O que um cozinheiro sério deve fazer? Uma alternativa de alta tecnologia é a indução magnética. Esta tecnologia foi proposta pela primeira vez há mais de 100 anos e demonstrado na Feira Mundial de Chicago de 1933. Hoje, fogões de indução magnética e cooktops são comuns na Europa e na Ásia, mas permanecem uma tecnologia de nicho nos EUA As mais cidades e estados avançam em direção à eletrificação, aqui está uma olhada em como a indução magnética funciona e seus prós e contras para cozinhar.

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O engenheiro elétrico Bill Kornrumpf descreve como funciona o cozimento por indução magnética.

Aquecimento sem chama

eu sou um engenheiro elétrico especializado em pesquisa de campo eletromagnético. Muito do meu trabalho concentra-se em aplicações de terapia médica - mas, quer você esteja expondo tecido humano ou uma panela em um fogão a campos eletromagnéticos, os princípios são os mesmos.

Para entender o que são campos eletromagnéticos, o princípio-chave é que uma carga elétrica cria um campo ao seu redor - essencialmente, uma força que se estende em todas as direções. Pense na eletricidade estática, que é uma carga elétrica frequentemente produzida por atrito. Se você esfregar um balão no cabelo, a fricção carregará o balão com eletricidade estática; então, quando você levanta o balão da cabeça, seu cabelo vai subir, mesmo que o balão não esteja tocando nele. O balão está puxando seu cabelo com uma força elétrica atraente.

As cargas elétricas em movimento, como a eletricidade fluindo através de um fio, produzem campos magnéticos - zonas de força magnética em torno do caminho da corrente. A Terra tem um campo magnético porque correntes elétricas estão fluindo em seu núcleo derretido.

Os campos magnéticos também podem produzir campos elétricos e é por isso que usamos o termo campos eletromagnéticos. Este conceito foi descoberto na década de 1830 por Cientista inglês Michael Faraday, que mostrou que se um material eletricamente condutor, como um fio, for colocado em um campo magnético em movimento, um campo elétrico será criado no condutor. Chamamos isso de indução magnética. Se o condutor for formado em um loop, uma corrente elétrica fluirá ao redor do loop.

A descoberta de Faraday formou a base para o desenvolvimento de motores elétricos. Seu trabalho também demonstrou uma maneira de aquecer materiais sem usar uma fonte de calor tradicional, como o fogo.

De onde vem o calor?

Todos os materiais têm resistência, o que significa que quando a corrente elétrica flui por eles, o fluxo será atrapalhou pelo menos um pouco. Essa resistência faz com que parte da energia elétrica seja perdida: a energia se transforma em calor e, como resultado, o condutor aquece. Em minha pesquisa biomédica, investigamos o uso de campos magnéticos de radiofrequência para aquecer os tecidos do corpo para ajude o tecido a curar.

Em vez de queimadores convencionais, os pontos de cozimento nos cooktops de indução são chamados de fogões e consistem em bobinas de arame embutidas na superfície do cooktop. Para obter a máxima eficiência, os engenheiros desejam que o máximo possível da energia do campo magnético produzida por cada fogão seja absorvida pelas panelas colocadas sobre ela. O campo magnético cria um campo elétrico no fundo da panela e, devido à resistência, a panela aquece, embora o fogão não aqueça.

Bobinas magnéticas abaixo da superfície de vidro cerâmico do cooktop geram um campo magnético que envia pulsos diretamente para o cooktop. Esses pulsos magnéticos são o que aquecem os utensílios de cozinha. Cidade de san jose

Para obter o melhor desempenho, fogões e cooktops de indução magnética precisam operar em uma alta frequência de campo magnético - normalmente, 24KHz. Eles também exigem potes feitos de materiais pelos quais os campos magnéticos não passam facilmente. Metais com alto teor de ferro ou níquel absorvem campos magnéticos, por isso são as opções mais eficientes para cozimento por indução. O ferro absorve os campos magnéticos mais prontamente do que o níquel e é muito menos caro, portanto, os materiais à base de ferro são mais comumente usados ​​em panelas de indução magnética.

Mais responsivo e seguro, mas mais caro

Visto que os cooktops de indução requerem algo para absorver campos magnéticos para produzir calor, eles são intrinsecamente mais seguros do que um cooktop elétrico tradicional. Colocar a mão na placa não irá aquecê-la de forma perceptível. E uma vez que estes sistemas aquecem os tachos sem aquecer directamente a placa, as placas arrefecem rapidamente após a remoção dos tachos, o que reduz o risco de queimaduras.

A própria panela tende a esquentar e esfriar rapidamente, e o controle de temperatura é muito preciso - uma das principais propriedades que os cozinheiros valorizam em fogões a gás. Outra vantagem é que os cooktops de indução geralmente têm superfícies lisas - geralmente de vidro ou cerâmica - de modo que são fáceis de limpar.

Os cooktops de indução modernos são tão eficientes quanto os fogões elétricos tradicionais e cerca de duas vezes mais eficientes que os fogões a gás. Mas isso não significa necessariamente que sua operação seja mais econômica. Em muitas partes dos EUA gás natural é muito mais barato que eletricidade, às vezes por um fator de três ou quatro. Isso explica em parte a aceitação mais ampla das placas de indução na Europa, onde até recentemente o gás natural era muito mais caro do que a eletricidade.

Outro fator que influenciou a adoção é que fogões de indução e cooktops normalmente custam mais do que os tradicionais fogões a gás ou elétricos, embora não substancialmente. E os cozinheiros terão que substituir as panelas de alumínio, cobre, aço inoxidável não magnético e cerâmica, nenhuma das quais funciona bem em placas de indução. Uma verificação rápida é se um ímã grudar no fundo de uma panela, a panela funcionará em um fogão de indução.

Apesar desses fatores, espero que as leis de redução do uso de gás natural levem a uma grande expansão do uso de fogões de indução magnética e cooktops. Essas medidas geralmente se concentram em edifícios recém-construídos, portanto, não exigirão conversões caras de casas existentes.

Os jovens solteiros e famílias que se mudam para essas novas residências podem ainda não ter adquirido muitos utensílios de cozinha e provavelmente apreciarão a segurança associada à indução magnética, especialmente se tiverem filhos. E os pioneiros que estão dispostos a pagar mais por eletricidade de fontes verdes, ou por um carro híbrido ou elétrico, podem não se incomodar em pagar algumas centenas de dólares a mais por um cooktop de indução magnética e panelas que funcionam com ele.

Em nível nacional, os EUA podem adotar alguma forma de precificação de carbono num futuro próximo, o que aumentaria o custo do gás natural. E também há uma preocupação crescente com poluição do ar interno por aparelhos a gás. Mais de um século depois de ter sido proposto pela primeira vez, o dia do cozimento por indução magnética ao sol pode ter chegado.

Sobre o autor

Kenneth McLeod, Professor de Ciência de Sistemas e Diretor do Laboratório de Pesquisa em Ciências Clínicas e Engenharia, Universidade de Binghamton, Universidade Estadual de Nova York

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.