NotíciaA física do estouro da pipoca

Diógenes Henrique3 anos atrás9 min
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A ciência da pipoca: o audível “pop” é devido ao vapor de água pressurizado e o salto ocorre por uma habilidade acrobática da pipoca. Quando o milho estoura, o vapor que escapa provoca a expansão do amido contido no interior do grão, que transforma nos flocos brancos.

Quando ouvimos o nítido estouro que nos indica que o delicioso lanche está pronto certamente não paramos para pensar no processo pelo que passou um duro milho a se tornar uma deliciosa pipoca. Parece que os cientistas também deixaram se levar pelo delicioso sabor e o prazeroso aroma desse alimento, já que, até 2015, a ciência não tinha parado para entender toda a física do processo de transformação do grão que salta da panela quente, transformando-se em num dos alimentos mais adorados.

Acontece que, naquele ano, uma equipe de pesquisadores resolveu a questão de como se dá e do porquê a pipoca estoura analisando uma série de imagens de câmera de alta velocidade, gravações high-tech de áudio e vídeo e, claro, matemática.

O estudo deles concluiu que, ao invés de ser devido à rachadura da frágil casca que protege núcleo se rompendo ou ao ricocheteio dentro da panela, o inconfundível estouro da pipoca é devido ao vapor de água pressurizado escapando do interior do grão de milho, antes do salto da pipoca, que ocorre por outras razões e não por propulsão do vapor em escape (conforme explicado abaixo). À medida que o vapor é expelido, a cavidade dentro do milho age como um “ressonador acústico”, ressoando um audível “pop”. “Esse cenário também pode ser aplicado ao “pop” da cortiça em uma garrafa de champanhe”, escreve os autores do estudo.

Na vídeo do “paper” mostrado acima, é possível ouvir a sincronização do som com as imagens de alta velocidade gravadas a 2900 quadros por segundo e lidas a 100 quadros por segundo (desacelerado 29 vezes). Conclusão do estudo: o som do pop  do estouro da pipoca não é causado diretamente pelo salto.

Inicialmente time de pesquisadores que elaborou o estudo desenvolveu técnica com auxílio de gravação de imagens em super câmera lenta (câmera de alta velocidade), tais como, com as árvores se quebram durante as tempestades.

“Nós tiramos vantagens dessas técnicas do estudo, para… o misteriosos e fascinantes pulos da pipoca”, explicou Emmanuel Virot, o autor líder do estudo e, na época, estudante de PhD da CNRS em Paris. “Quando começamos a observar as explosões das pipocas, ficou claro que este fenômeno continha uma física interessante”.

No vídeo acima: o salto de uma pipoca com uma perna de amido, gravado em 2900 quadros por segundo e mostrado a 58 quadros por segundo (desacelerado 50 vezes).

O núcleo do milho de pipoca contém em torno de 41% de água, que se torna vapor a 100ºC, mas é contida pela casca, a qual atua como uma mini-panela de pressão, até que ela atinge um valor máximo de pressão e estoura.

Os pesquisadores, que publicaram o artigo “Popcorn: critical temperature, jump and sound” no Journal of the Royal Society Interface, identificaram a temperatura crítica em que a casca do milho estoura: 180ºC.

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Percentagens de pipoca estourada num forno a temperatura crescente (50 testes); A linha tracejada é apenas um guia para os olhos. A temperatura crítica Tc é de aproximadamente 180°C. (Insetos) Quadro de imagem de pipoca não estourada (grãos, à esquerda) e pipoca estourada (flocos, direita). (Crédito: Emmanuel Virot e Alexandre Ponomarenko).

Quando o milho estoura, o vapor que escapa provoca a expansão do amido contido no interior do grão, que transforma nos flocos brancos.

Usando as gravações das câmeras de alta velocidade, capazes de gravar 2.900 quadros por segundo, os pesquisadores também provaram que o centro é propelido por “pernas” do amido em expansão. Anteriormente os cientistas especularam que o vapor em escape poderia impulsionar a pipoca como a propulsão de um “efeito foguete”. Mas, congelando e analisando as gravações da super câmera, os pesquisadores concluíram que a dinâmica de uma pipoca estourando é similar à performance de uma acrobata executando um salto.

Referência:

  1. “Popcorn: critical temperature, jump and sound”, Emmanuel Virot, Alexandre Ponomarenko.