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Politizar a ciência não é novidade: aconteceu com Ben Franklin

O relâmpago segue o caminho de menor resistência para trocar carga entre o céu e o solo, e isso geralmente envolve a passagem pela matéria na superfície. Crédito da imagem: AFP / dpa / Patrick Pleul / Alemanha.

E a Inglaterra quase se incendiou como resultado.

Quando Benjamin Franklin inventou o pára-raios, o clero, tanto na Inglaterra quanto na América, com o apoio entusiástico de George III, o condenou como uma tentativa ímpia de derrotar a vontade de Deus. – Bertrand Russel

Em 1700, a Terra era um mundo pré-elétrico. Não tínhamos lâmpadas, circuitos ou baterias. Não sabíamos o que eram correntes ou cargas elétricas. E muitos fenômenos conhecidos — as auroras, a luz visível, os ímãs permanentes, a eletricidade estática etc. — tiveram sua verdadeira natureza obscurecida. Na França, Charles Coulomb trabalhou para descobrir a natureza da carga elétrica e as forças entre cargas positivas e negativas. Mas nas Américas, foi Ben Franklin quem fez as maiores contribuições, mais famosa por sua descoberta ligando os raios com a eletricidade. No entanto, politizar sua descoberta levou ao desastre na Inglaterra, e a politização histórica continua até hoje.

Uma versão artística de Benjamin Franklin tirando eletricidade do céu no Museu de Arte da Filadélfia. Crédito da imagem: Benjamin West, c. 1816.

O suposto experimento famoso foi que Franklin empinou uma pipa com uma haste de metal presa em uma tempestade de raios, e algumas variações disso podem realmente ser verdadeiras. O relâmpago é a troca de elétrons do alto da atmosfera com a Terra, que serve como fonte de aterramento. É preciso um tremendo acúmulo de elétrons – algo em torno de 10²⁰ deles – para criar um único relâmpago. Quando o potencial elétrico entre as nuvens e o solo é maior do que a tensão de ruptura no ar, ocorre um relâmpago.

Um relâmpago durante uma tempestade ocorre quando a diferença de potencial elétrico excede a tensão de ruptura no ar. Imagem de domínio público.

Franklin não sabia muito disso, mas conseguiu entender o conceito de que a eletricidade seguiria o caminho de menor resistência até o solo, e foi isso que levou ao desenvolvimento do pára-raios. Muitos metais conduzem eletricidade melhor do que outros materiais, e quanto mais perto você estivesse do topo das nuvens, mais provável seria a eletricidade encontrá-lo. A mesma razão pela qual você não procura abrigo sob as árvores mais altas em uma tempestade de raios é o mesmo princípio por trás do motivo pelo qual você não empina uma pipa com um pára-raios preso: o relâmpago busca o passado de menor resistência para chegar ao chão.

Diagrama de um sistema simples de pára-raios, consistindo de um pára-raios no ponto mais alto de um edifício alto, conectado a um pára-raios por um fio. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Wdchk.

É por isso que Ben Franklin, quando desenvolveu o pára-raios, deu a ele duas propriedades muito distintas:

1. Era uma haste grossa o suficiente, robusta e alta o suficiente, conectada ao chão por um fio, que seria o ponto mais alto do prédio ao qual estava presa.
2. E também, na ponta, chegaria a um ponto.

A primeira é intuitiva, uma vez que você entende que o relâmpago é eletricidade. Se um raio atingir sua haste, você quer que ela flua inteiramente através da haste, no chão, com segurança, sem afetar o prédio anexo ou qualquer pessoa dentro. O Empire State Building, de longe o mais alto em sua vizinhança, é atingido por raios mais de 20 vezes por ano, mas esses ataques não representam ameaça.

Relâmpago atingindo o Empire State Building, em Nova York, em 9 de junho de 2011. A antena no topo serve como um pára-raios e é o ponto mais alto em sua vizinhança. Crédito de imagem: Dan Nguyen, via https://www.flickr.com/photos/zokuga/5817408342 .

Mas o efeito pontual é mais sutil. Quando há um gradiente de campo elétrico, as cargas se acumulam na borda de um condutor. Em um ponto, as cargas atingem uma densidade mais alta do que sob quaisquer outras condições. A mais de duas polegadas (5 cm) de distância da ponta de tal haste, o campo elétrico ao redor do topo do edifício se dissipa mais. Como resultado, se houver muitos prédios altos ao redor com pára-raios sobre eles, os raios terão maior probabilidade de atingir aqueles sem ponta pontiaguda. A haste em si é mais proteção para um edifício se for atingido por um raio, mas a ponta torna menos provável que o edifício seja atingido se houver uma fonte melhor por perto.

Franklin acreditava firmemente em compartilhar seu conhecimento e descobertas com o mundo, e as notícias do para-raios se espalharam pelo Atlântico. Mas na Inglaterra, o rei George III não era fã das colônias, e não era fã de Ben Franklin em particular. Cientistas britânicos criaram um projeto alternativo para um pára-raios, com uma ponta embotada ou até mesmo um botão na extremidade, alegando superioridade ao modelo de Franklin. Até hoje, os para-raios britânicos não chegam a um ponto, dando-lhes não apenas uma aparência distintamente única, mas significando que a física dos para-raios também é diferente.

Um pára-raios estilo Franklin na Alemanha. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Frank Vincentz.

Agora, a história fica muito interessante aqui, porque os relatos históricos britânicos e americanos diferem tremendamente. Hoje, todos concordam com a física: que maiores quantidades de carga se acumulam em uma área de superfície maior, tornando mais provável que uma haste com um botão seja atingida do que uma haste igualmente alta com uma ponta. De acordo com as histórias contadas na Inglaterra, suas hastes com botões nas pontas eram mais eficazes. Eles eram melhores em redirecionar os relâmpagos do que os bastões de Franklin; eles tornaram a Inglaterra mais segura do que o projeto de Franklin; eles provaram a superioridade dos cientistas britânicos.

Mas a versão americana pinta um quadro muito diferente. Como a eletricidade e os conceitos de aterramento e fluxo de corrente eram mal compreendidos, a maioria dos pára-raios era construída muito fina, mal direcionada para o solo ou, em alguns casos, simplesmente presa aos telhados de madeira dos edifícios. Anexe uma bola grossa e de grande área a essa haste e você construiu um atrator de raios muito bem-sucedido, em vez de um desviador de raios. No final dos anos 1700, muitos edifícios na Inglaterra de fato tiveram seus pára-raios atingidos por raios, mas eles pegaram fogo, queimaram e deixaram o próximo edifício mais alto nas proximidades - também com um atrator de raios insuficientemente aterrado - o próximo na fila para o mesmo destino.

Os relâmpagos são uma das principais causas de incêndios; se eles atingirem um prédio sem um pára-raios devidamente aterrado ou madeira seca em qualquer lugar do mundo, é provável que ocorram incêndios graves. Crédito da imagem: 2016 Governo de Alberta.

É impossível saber, mais de 200 anos depois, quanta verdade há em cada versão. Certamente entendemos o relâmpago bem o suficiente hoje para conhecer as vantagens e desvantagens de cada projeto e podemos construir e utilizar qualquer versão com bastante segurança. Mas foi o sentimento antiamericano (ou anticolonista) – junto com as objeções religiosas do rei George III a essa aplicação científica – naqueles dias que levou à politização da ciência em primeiro lugar. Quando você tem uma agenda, e uma afirmação científica fica no caminho dessa agenda, é aí que a politização se torna um problema. É um problema com a indústria do tabaco; é um problema com a indústria de suplementos/vitaminas; é um problema com poluentes do ar e da água; e é um problema com a ciência climática. Mas centenas de anos atrás, era até um problema com pára-raios.

Uma tempestade com raios em 2008 resultou em vários ataques à torre CN de Toronto. Felizmente, o projeto da torre redirecionou com segurança o raio para o solo, e ninguém foi ferido. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Raul Heinrich.

Gosto de imaginar que, em algum lugar, ao saber das notícias dos incêndios britânicos devido ao design do pára-raios, Ben Franklin ficou encantado. Os Estados Unidos da América não foram fundados apenas por Washington, Jefferson e Madison, mas por um dos maiores cientistas da história. E, no entanto, um de seus maiores ataques contra o Império Britânico não foi intencional; foi uma ferida auto-infligida que cresceu de nacionalismo, orgulho tolo e uma má compreensão da ciência. Nunca mais vamos cometer o mesmo erro.

Esta postagem apareceu pela primeira vez na Forbes , e é oferecido a você sem anúncios por nossos apoiadores do Patreon . Comente em nosso fórum , & compre nosso primeiro livro: Além da Galáxia !

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