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O bloco que saiu do reator e não voltou a derreter
Leo Baekeland fechou fenol com formaldeído sob pressão em Yonkers, em 1907, atrás de um substituto para a goma raspada dos galhos.
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Yonkers, 1907: o bloco fora do vaso de aço
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Um disco de resina cor de âmbar queimado, pouco mais de dois centímetros de espessura, com a marca circular do fundo do vaso gravada embaixo. Foi o que sobrou de uma batelada cozida dentro de um recipiente de aço fechado, num laboratório montado nos fundos de uma casa em Yonkers, no estado de Nova York, em 1907. O disco não amolecia na chama, não dissolvia em álcool, em éter nem em ácido, e não tinha saído de planta, animal ou inseto nenhum.
O material que ele foi feito para substituir saía de um inseto. A goma-laca é a secreção endurecida que a fêmea de um besouro asiático deposita sobre os galhos das árvores onde se instala, raspada da casca, derretida, filtrada e vendida em escamas finas. Dissolvida em álcool, virava o verniz isolante que cobria bobina, fio e chave de porcelana na indústria elétrica que crescia depressa.
A conta da matéria-prima não fechava. Uma quantidade enorme de insetos precisava passar meses sobre o galho para produzir um punhado de escamas, a colheita dependia de safra, de clima e de barco vindo da Ásia, e a demanda por isolante subia no ritmo da eletrificação das cidades, que não esperava safra nenhuma.
A química que resolveu o problema já era conhecida e já tinha sido descartada. Adolf von Baeyer descreveu em 1872 que fenol e formaldeído juntos davam uma massa resinosa insolúvel, e a reação ficou com fama de acidente de bancada: o produto grudava no vidro, não dissolvia em solvente nenhum e arruinava o frasco. Por três décadas, quem tentou trabalhar com aquela mistura tentou justamente evitar o sólido duro que ela insistia em formar.
Baekeland entrou pela porta contrária. Ele queria exatamente o sólido duro, e passou a atacar o que impedia esse sólido de sair uniforme: a água gerada na própria reação, que fervia, virava vapor e deixava a massa cheia de bolhas e trincas antes de terminar de endurecer.
A resposta estava em fechar a panela.
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I A invenção de hoje
O vaso de aço que cozinha sob pressão
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O aparelho que resolveu a fabricação era um cilindro de aço rebitado com tampa parafusada, do tamanho aproximado de um botijão de cozinha, com manômetro, válvula e uma cesta interna onde entravam as formas. Baekeland chamou o equipamento de Bakelizer, e ele funcionava como uma panela de pressão de laboratório.
A pressão fazia um serviço específico. A reação entre fenol e formaldeído libera água, e num recipiente aberto essa água vira vapor e espuma a massa por dentro; com o vaso fechado a alguns quilos de pressão, a água fica dissolvida na resina em vez de escapar, e o bloco endurece denso, sem bolha e sem trinca interna.
O fenol vinha do alcatrão de hulha, subproduto barato das usinas de gás e coque. O formaldeído vinha da oxidação do metanol. Duas moléculas industriais de preço baixo, com um catalisador ácido ou básico para escolher o caminho, davam um material que nenhuma plantação e nenhuma criação de inseto precisava fornecer.
O que acontece dentro do vaso não é uma cadeia comprida se dobrando, é uma rede. Cada anel de fenol tem mais de um ponto disponível para receber a ponte de carbono que o formaldeído oferece, e o resultado é uma malha tridimensional em que os pontos ficam amarrados uns aos outros em todas as direções.
A rede é o motivo de o material não voltar atrás. O celuloide amolece no calor porque suas moléculas são fios longos que apenas deslizam entre si; a resina de Baekeland não tem fio para deslizar, e por isso ela suporta o calor até carbonizar, mas nunca fica mole de novo.
A produção seguia três etapas, e cada uma parava a reação num ponto diferente:
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1. O primeiro estágio saía do vaso como um líquido espesso e ainda solúvel, próximo de um verniz, capaz de encharcar papel, tecido ou madeira antes de qualquer endurecimento.
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2. O estágio intermediário era um sólido quebradiço, moído em pó fino e misturado a uma carga de farinha de madeira, fibra ou pó mineral, que dava corpo à peça e reduzia a trinca por retração.
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3. O pó carregado ia para um molde de aço aquecido, sob prensa, e ali terminava de curar em poucos minutos, saindo já com a forma final, rosca, furo e detalhe de superfície prontos.
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O material cobrou três preços por essas qualidades. Ele não podia ser refundido nem reaproveitado, saía sempre em tons escuros de castanho, vermelho fechado e preto, por causa do próprio fenol e da carga, e sem essa carga misturada ao pó a peça pura trincava com facilidade.
Em troca, entregou um conjunto raro para a época: não conduzia eletricidade, aguentava a temperatura de uma lâmpada ou de um motor sem deformar, resistia a solvente e a ácido diluído, e ainda podia ser torneado, furado e polido como se fosse madeira dura.
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II Acidente ou projeto
A goma raspada dos galhos
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Leo Baekeland nasceu em Gante, na Bélgica, em 1863, filho de um sapateiro, e fez doutorado em química antes dos vinte e cinco anos. Mudou-se para os Estados Unidos em 1889 e passou a trabalhar com fotografia, o campo que lhe deu independência financeira.
O primeiro invento dele foi um papel fotográfico. O Velox permitia revelar cópias sob luz artificial de lâmpada, em vez de exigir luz do sol, e a Eastman Kodak comprou a patente em 1899 por uma quantia que tirou Baekeland da necessidade de trabalhar por salário para o resto da vida.
Foi essa venda que pagou a bancada de Yonkers. Ele montou um laboratório particular nos fundos da própria casa, com equipamento pesado e um assistente, e passou a escolher os problemas que queria atacar em vez de aceitar encomenda.
O problema escolhido tinha nome, mercado e um gargalo visível. O isolante da indústria elétrica dependia de goma-laca, e goma-laca dependia de inseto, de galho e de safra, num momento em que a eletrificação urbana multiplicava a demanda por bobina isolada, chave, base de lâmpada e componente de motor.
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Quem tentou fenol e formaldeído antes dele buscava outro produto: um substituto do âmbar, do marfim ou da ebonite, ou seja, um material bonito, translúcido e trabalhável. O sólido insolúvel que a reação entregava era, para todos esses, o fracasso do experimento. Baekeland tratou o mesmo sólido como o produto, e passou a pesquisar como controlá-lo.
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Controlar significava mexer em quatro variáveis ao mesmo tempo. A proporção entre fenol e formaldeído, o tipo de catalisador, a temperatura e a pressão do vaso decidiam se a batelada parava no estágio de verniz, no estágio de pó moldável ou já no bloco final, e o registro dessas combinações ocupou os cadernos de laboratório dele durante meses.
A data da virada está anotada em 1907, e o pedido de patente foi depositado no mesmo ano. A concessão saiu em dezembro de 1909, e no ano seguinte Baekeland fundou a General Bakelite Company para produzir o material em escala industrial.
O julgamento entre acaso e projeto, neste caso, não tem margem. Baekeland sabia qual propriedade queria, sabia qual matéria-prima barata usar, sabia por que os antecessores tinham desistido e construiu um equipamento específico para vencer a única barreira que restava. O acaso teria sido descobrir o sólido; o trabalho foi transformar o sólido em peça repetível.
O nome comercial saiu do sobrenome dele, e o símbolo escolhido para a marca foi o sinal matemático de infinito, com a letra B no meio, estampado no verso de milhões de peças moldadas nas décadas seguintes.
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