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Cooktop de Indução
Sergio Luiz Cequinel Filho
Engenheiro Eletricista
Universidade Positivo – UP
[email protected]
Introdução
O homem sempre necessitou do fogo para se aquecer, cozinhar, iluminar, se proteger. A
primeira forma de energia que o homem conseguiu dominar foi o fogo. Entre os romanos, eram
sacerdotisas, as vestais, que guardavam em seus templos o fogo sagrado, e esse nunca
deveria se apagar. Desde a sua conquista, há mais de 500.000 anos, o fogo se tornou, nas
mãos dos homens, o primeiro meio para modificar o mundo, sendo, pois, a primeira forma de
energia que conseguiu dominar. Com o domínio do fogo o homem foi aprimorando o uso do
mesmo para benefício próprio. Com a chegada da revolução industrial acontece o auge do
aprimoramento humano em relação ao fogo, surgindo às máquinas a vapor, cuja fonte de
energia era o carvão. Esta nova tecnologia provocou uma grande mudança na sociedade, pois
as indústrias se multiplicaram criando a necessidade de se utilizar novos combustíveis. Qual ser
humano poderia imaginar que o domínio tecnológico seria tanto a ponto de usar ondas
eletromagnéticas para cozinhar os alimentos, facilitando a vida diária e propiciando um maior
conforto e segurança no momento da utilização de um fogão? (24)
No caso das novas tecnologias muitas delas vêm sendo desenvolvidas em prol da
qualidade de vida, eficiência e segurança, contudo alguns produtos, que teriam tudo para dar
certo, possuem grandes dificuldades em termos de difusão e prospecção tecnológica e
mercadológica, em função do não entendimento de aplicação e manuseio, que é justamente o
consumidor final. O fato é que existe um pensamento intrínseco na sociedade que vai além das
informações de uma nova operação de um equipamento, ou dificuldades na compreensão de
produtos inovadores. Este pensamento está alojado desde a pré-história humana e que, dentro
de uma possível disrupção desta cultura na valorização pelo fogo há milênios, é que justamente
impede ou desacelera a prospecção tecnológica de alguns produtos mais inovadores. As
principais perguntas e preocupações no momento de adquirir um produto giram sempre ao
redor da eficiência, qualidade e garantia do equipamento, segurança, design, e obviamente o
último quesito e o principal determinante no momento da decisão no instante da compra, o
preço. Quando este novo produto e de alta tecnologia está voltado para uma utilização dentro
da própria casa e ainda numa parte da casa onde ocorre o maior índice de acidentes, que é
justamente a cozinha, percebe-se que a decisão sempre ocorrerá de forma mais facilitada,
observando sempre com maior peso o risco e a possibilidade de que aconteça algum acidente.
Neste contexto, ainda um fator de risco atrelado por um possível manuseio de determinado
equipamento por outras pessoas, fazendo com que alguns produtos levem imensa
desvantagem. Para a maioria dos consumidores e que ainda decide no momento da compra,
ainda é bem mais cômodo, seguro e rápido optar sempre pelo lado mais prático em adquirir um
produto simples e muitas vezes já conhecido. (1)
Por outro lado, sabe-se que o uso de uma nova tecnologia poderá modificar as tarefas
do dia a dia de forma bastante relevante, como é o caso do cooktop ou fogão de indução, onde
a atração é especialmente forte entre as pessoas da Geração X e Y, que estão montando suas
primeiras cozinhas ou em alguns casos, entrando numa etapa de reforma, procurando rever
novos conceitos, de acordo com as rotinas estabelecidas neste novo século. Além da
praticidade, velocidade e facilidade tão sonhadas no momento da compra de um novo produto,
para este novo perfil de consumidores, existe uma forte tendência de ruptura quanto à utilização
do gás e uma elevação mais acentuada no grau de interesse em adquirir produtos mais
eficientes e seguros e que ainda favorecem as questões ambientais. O conceito em cozinhar
por indução existe há muito tempo, principalmente em outros países, tendo sido inicialmente
difundido no começo do século passado, contudo somente na década de 70 ocorreu uma
aplicação prática em cozinhas residenciais. Por inúmeras razões e devido ao apelo incansável
da mídia para que as pessoas absorvam definitivamente a ideia em ter uma cozinha com um
design clean e versões altamente modernas, somente agora a procura realmente aumentou.
Além de tudo isto, é acrescido o fato de que as pessoas estão buscando cada vez mais diminuir
o tempo com limpeza e manutenção após a utilização de determinados eletrodomésticos. Desta
forma, as empresas fabricantes, através de muita análise e pesquisa, compreenderam a real
necessidade do consumidor, aumentando ainda mais a variedade de produtos e
consequentemente proporcionaram para que o preço deixasse de ser um grande empecilho na
decisão de comprar ou não determinado equipamento. (1), (2)
Magnetismo: História e Conceitos
As observações de fenômenos magnéticos naturais são muito antigas. Entre elas
relatam-se com frequência as realizadas pelos gregos em uma região da Ásia conhecida por
Magnésia, embora haja indícios de que os chineses já conheciam o fenômeno há muito mais
tempo. Ainda no século VI a.C., Tales de Mileto, em uma de suas viagens ao continente (na
época província da Grécia), constatou que pequenas pedrinhas tinham a capacidade de atrair
tanto objetos de ferro quanto a de atraírem-se. Tales foi o primeiro a tentar explicar o fenômeno
afirmando que a magnetita - o minério magnético presente no solo - seria possuidor de uma
espécie de "alma", e que esse poderia comunicar "vida" ao ferro inerte, que por sua vez
também adquiria o poder de atração. Tales não teria sido, contudo o primeiro a descobrir tal
fenômeno na região. Conta a lenda que um pastor de ovelhas, de nome Magnes, teria
percebido que a ponta de ferro do seu cajado ficava presa quando este o encostava em
determinadas pedras, presumidamente a magnetita. Segundo alguns autores, do nome da
região derivou-se o termo "magnetismo", até hoje usado para estudar os fenômenos
relacionados. Contudo para outros o termo "magnetismo" advém do nome do pastor de ovelhas
que teria constatado o primeiro fenômeno "magnético". (11), (12), (13), (14), (15)
Os chineses foram certamente os primeiros a encontrar aplicações práticas para o
magnetismo. No início da era cristã os adivinhos chineses já utilizavam um precursor da
bússola, uma colher feita de magnetita que, colocada em equilíbrio sobre um ponto de apoio
central, podia mover-se livremente. Tratava-se da "colher que apontava para o sul", sempre
presente em seus rituais. No século VI os chineses já dominavam a tecnologia para a
fabricação de ímãs. (11), (12)
Esses fenômenos, contudo, não despertaram um maior interesse, pelo menos até os
século XIII, quando começaram a surgir observações e trabalhos mais acurados a respeito da
eletricidade e do magnetismo. Delas decorreram de imediato a conclusão de que os fenômenos
elétricos e magnéticos teriam naturezas completamente distintas, ideia que perdurou até dois
séculos atrás. Em 1269 Pierre de Maricourt, em uma de suas cartas enviadas a um amigo,
descreve com precisão a maioria das experiências típicas associadas ao fenômeno e que ainda
hoje figuram com abundância em livros de ensino atuais. A ele devemos as nomenclaturas
"polo norte" e "polo sul" associadas aos polos de um magneto e a lei dos "opostos se atraem,
iguais se repelem" diretamente associada aos mesmos. Também observou que em um ímã,
mesmo quando oriundo de quebra de outro, encontram-se presentes sempre dois polos opostos
e assim sucessivamente. (11), (12)
Os avanços seguintes na área do magnetismo só foram possíveis graças a um
significativo progresso ocorrido na área da eletricidade como a invenção da pilha pelo físico
italiano Alexandro Volta. A existência de uma fonte de energia elétrica, dada pela experiência
em 1820, onde o físico e químico dinamarquês Hans Christian Oersted observou a deflexão de
um pequeno ímã colocado próximo a um fio com corrente constante. Esta descoberta
fundamental desencadeou uma série de pesquisas que levou à unificação dos fenômenos
elétricos e magnéticos. (11), (17, (18)
O passo seguinte foi o aumento na compreensão do magnetismo em direção ao
eletromagnetismo, dado pelo inglês Michael Faraday e concomitantemente pelo norte-
americano Joseph Henry: a descoberta da indução magnética. Trata-se tão somente da
resposta experimental afirmativa para uma questão diretamente decorrente da experiência de
Oersted: se eletricidade é capaz de produzir fenômeno magnético, o oposto também ocorrerá.
Devido aos exaustivos estudos realizados por Faraday em detrimento de uma devoção menor
por parte de Henry ao assunto - decorrente da sua indisponibilidade de tempo por razões
profissionais - historicamente credita-se a Faraday e não a Henry os louros da descoberta. (11),
(19), (20)
A Faraday também credita-se o conceito de campo, conceito este imediatamente
estendido tanto ao estudo da eletricidade quanto ao do magnetismo e que mostrar-se-ia
essencial à síntese realizada por James Clerk Maxwell. Em tal contexto as contribuições de
Heirinch Friedrich Emil Lenz (Lei de Lenz), de Wilhelm Eduard Weber, homenageado ao
estabelecer-se a unidade no Sistema Internacional (S.I.) para a grandeza fluxo magnético (o
weber),
sendo
quem
primeiro
obteve
a
partir
de
experimentos
relacionados
ao
eletromagnetismo o valor experimental de uma constante, c = 3,1 x 108 m/s, imediatamente
reconhecida como análoga ao valor da velocidade da luz no vácuo; dos matemáticos Franz
Ernst Neumann (Lei de Faraday-Neumann-Lenz), o alemão Carl Friedrich Gauss (Lei de
Gauss), a dupla de físicos franceses Jean-Baptiste Biot e Féliz Savart, que consideravam que a
intensidade do vetor campo magnético total poderia ser calculada, somando-se as contribuições
dos campos magnéticos associados a vários trechos de um fio que apresente corrente elétrica
(Lei de Biot-Savart). Também os franceses Charles Augustin Coulomb (Lei de Coulomb) e
André-Marie Ampère (Lei do Ampere), entre tantos outros, não podem deixar de ser
mencionados. (11)
Conceito Básico: Na natureza e em específico na Física e outras Ciências dos Materiais
o Magnetismo é a denominação associada ao fenômeno ou conjunto de fenômenos
relacionados à atração ou repulsão observada entre determinados objetos materiais,
particularmente intensas aos sentidos nos materiais ditos ímãs ou nos materiais ditos
ferromagnéticos. Entre tais materiais e condutores de correntes elétricas, especificamente entre
tais materiais e portadores de carga elétrica em movimento ou ainda, a uma das parcelas da
interação total (Força de Lorentz), que estabelecem entre si os portadores de carga elétrica
quando em movimento, explicitamente a parcela que mostra-se nula na ausência de movimento
de um dos dois, ou de ambos ao materiais em questão. Há de se ressaltar que a simples
observação de atração ou repulsão entre dois objetos não é suficiente para caracterizar a
interação como de origem magnética, geralmente confundindo-se com certa facilidade, os
fenômenos magnéticos e elétricos. Tais fenômenos elétricos e magnéticos, apesar de hoje
saber-se estarem profundamente correlacionados, têm em princípio de naturezas certamente
diferentes. Magnetismo é ainda o nome associado à divisão da Física responsável pelo estudo
dos fenômenos magnéticos. A descoberta e melhor compreensão da estreita relação existente
entre os fenômenos magnéticos e elétricos implicou, em tempos recentes, na fusão das áreas
concernentes ao estudo da eletricidade e magnetismo - originalmente distintas - em uma única
divisão mais abrangente, o eletromagnetismo. O eletromagnetismo encerra em si todos os
fenômenos elétricos, todos os magnéticos, e mais os fenômenos associados à inter-relação
explícita ou implícita entre os dois primeiros. (11)
Classes Magnéticas: No estudo do magnetismo convencionou-se dividir os diversos
materiais em classes magnéticas a fim de sistematizar a compreensão dos diversos
comportamentos magnéticos observados. As estruturas materiais são, pois, classificadas em
cinco classes magnéticas, cada qual caracterizada por um certo conjunto de propriedades
particulares. São elas: a classe dos materiais diamagnéticos, dos paramagnéticos, dos
ferromagnéticos, dos antiferromagnéticos e por fim a classe dos materiais ferrimagnéticos. A
mais importante para o assunto em questão que é o fenômeno da indução é a classe dos
materiais ferromagnéticos. Nesta classe há a existência de magnetização espontânea em
pequenas regiões do material de forma independente de um campo excitante externo. Os
únicos elementos ferromagnéticos são o cobalto, o níquel, o gadolínio, o disprósio, e
obviamente o próprio ferro. Contudo existem algumas ligas ferromagnéticas que são o aço e
ferrosilício. Em uma abordagem muito simplista e pouco rigorosa, o ferromagnetismo é por
muitos citado como resultante de um alinhamento dos momentos de dipolo magnéticos
atômicos devido a uma simples interação mútua entre eles, em uma forma que levaria o
material ferromagnético a exibir uma magnetização uniforme ao longo de toda a sua extensão.
(11), (21)
Histerese Magnética: Os materiais ferromagnéticos podem sofrer um envelhecimento do
ponto de vista magnético, ocasionando quando o mesmo é submetido a temperaturas elevadas,
durante grandes períodos (um bom exemplo são os transformadores em serviço contínuo).
Neste caso o material desenvolve a chamada fadiga magnética, que se manifesta por uma
diminuição da permeabilidade magnética e aumento das perdas por histerese. Todo material
magnético submetido a uma magnetização onde a se opor às variações de fluxo resultante da
excitação de campo aplicada. Em consequência disso, diz-se que o material se opõe, a cada
instante, tanto ao crescimento quanto ao decrescimento do fluxo externo. Quando o campo
externo é retirado, a reação do material à desmagnetização será no sentido de manter a
orientação vetorial dos campos dos domínios, o que acarreta num resíduo de polarização
destes domínios. Tal reação dá origem ao fenômeno conhecido como histerese magnética, que
é tanto maior quanto mais forte for a oposição apresentada pelo material ferromagnético. Desta
forma, pode-se dizer que há materiais que apresentam memória magnética, dos quais os
materiais a base de ferro constituem exemplos típicos. Na figura 1 verifica-se que mesmo após
completamente removida a excitação ainda há uma magnetização residual apreciável no
material. É necessária a aplicação de um campo excitante em direção inversa (negativo) com
apreciável valor para anular-se novamente a magnetização do material (interseção da curva
com o eixo horizontal, à esquerda), e um campo de módulo ainda maior para inverter-se à
magnetização até a saturação em direção inversa (ponto extremo inferior do gráfico, terceiro
quadrante, o mais à esquerda). O processo se repete de forma similar ao anterior à medida que
reduz-se o campo excitante a zero (interseção da figura com o eixo vertical, abaixo) e
posteriormente aumenta-se o campo em direção positiva até atingir-se uma magnetização nula
(interseção da curva com o eixo horizontal, à direita) e novamente saturação em direção
compatível com a primeira saturação (ponto superior no primeiro quadrante, o mais à direita). A
curva de histerese para um dado material mostra-se usualmente muito dependente não apenas
do material, mas também das condições físicas em que esse se encontra (destaque para a
temperatura), e também da frequência com que se percorre a curva, ou seja, da frequência do
campo excitante. Mostra-se também muito dependente do valor máximo do campo excitante
utilizado. Em suma, a figura 1 apresenta um gráfico idealizado para histerese magnética em um
material. Partindo-se de uma situação com magnetização nula sob campo excitante nulo
(origem), percorre-se a curva em acordo com o sentido indicado pelas setas. No eixo vertical a
magnetização M, no horizontal o campo excitante H. (11), (21)
M
H
Fig. 1: Curva de Histerese (11)
Temperatura: Para os chamados núcleos compactos, além da temperatura, os
envelhecimentos magnéticos são consequência da ação de campos alternados e choques
mecânicos. O Ponto Curie é a temperatura acima da qual um material ferromagnético torna-se
um composto paramagnético, isto é, perde suas boas características magnéticas. A
permeabilidade magnética de um material ferromagnético aumenta para temperaturas inferiores
ao seu Ponto Curie.
Para uma dada temperatura, a permeabilidade de um material
ferromagnético tende a diminuir com o crescimento do fluxo circulante, devido à saturação.
Verifica-se que a magnetização de materiais ferromagnéticos é dependente da temperatura,
sendo máxima à temperatura absoluta nula e caindo a zero em uma temperatura conhecida
como Temperatura de Curie (Tc). Para o ferro Tc é igual a 1043K, ou seja, equivalente a 770°C.
Acima da temperatura de Curie os materiais passam a se comportar como materiais
paramagnéticos sujeitos à Lei de Curie adequada à situação, sendo a susceptibilidade
magnética então expressa Xm = C/(T – Tc), onde “C” é uma constante. Vale lembrar que a
magnetização nos matérias paramagnéticos dá-se de forma proporcional ao campo e observase em decorrência a fraca atração com esta característica entre o objeto magnetizado e a fonte
de campo excitante. (11), (21)
Princípios e Definições
Indução Eletromagnética: É o fenômeno no qual um campo magnético variável produz
em um circuito elétrico uma corrente elétrica chamada de corrente elétrica induzida. Num
conceito bastante simples, quando uma área delimitada por um condutor sofre variação de fluxo
de indução magnética é criado entre seus terminais uma força eletromotriz (fem) ou tensão. Se
os terminais estiverem ligados a um aparelho elétrico ou a um medidor de corrente esta força
eletromotriz irá gerar uma corrente, chamada corrente induzida. Este fenômeno é chamado de
indução eletromagnética, pois é causado por um campo magnético e gera correntes elétricas. A
corrente induzida só existe enquanto há variação do fluxo, chamado fluxo indutor. Em resumo a
corrente elétrica gera um campo magnético, ocorrendo da mesma forma na situação inversa.
(7), (8)
Lei de Lenz: Há uma força magnética que atua de modo contrário à variação de fluxo
magnético, essa força é gerada pela corrente elétrica induzida e age dessa forma, quando o
imã é aproximado da espira: o fluxo magnético aumenta por isso a Força Magnética Induzida
(FMI) tenta diminui-lo, exercendo uma força contrária ao imã, portanto para a esquerda.
Portanto há uma repulsão entre os campos magnéticos. De forma contrária, quando o imã se
afasta da espira, o fluxo magnético diminui, por isso a FMI tenta aumentá-lo, exercendo uma
força contrária ao movimento, mas no mesmo sentido das linhas de indução, para a direita.
Portanto há uma atração entre os campos magnéticos, conforme apresentado na figura 2. (7),
(8)
Fig. 2: Esquema Lei de Lenz (7)
Define-se também que ao ser movimentada uma barra a sua energia cinética é
convertida em energia elétrica, surgindo uma corrente elétrica induzida, que é dada pela
fórmula Eind = B.L.V em que “B” é o campo magnético, “L” o comprimento e “V” a velocidade da
barra (sendo B e V grandezas vetoriais). Quando o movimento muda de sentido, o mesmo
ocorre com a corrente que passa a ser alternada. Outro jeito de gerar corrente elétrica é pela
variação do fluxo magnético, que é a quantidade de linhas de indução magnética que
atravessam um corpo, dado pela equação: Ø = B . A = B . A . cos Ɵ, sendo “B” e “A” grandezas
vetoriais em que: “B” é o campo magnético, “A” é a área atravessada e “Ɵ” é o ângulo entre o
campo e uma linha perpendicular à área atravessada. Quando é aproximado um imã a uma
espira, o fluxo magnético no interior aumenta, nesse momento é criada uma corrente elétrica
induzida ou corrente de Foucault, em homenagem ao físico e astrônomo francês Jean Bernard
Léon Foucault, que foi quem mostrou a existência desta corrente. No momento do afastamento
do imã da espira há uma variação negativa do fluxo magnético, que diminui, e também é gerada
uma corrente elétrica induzida. A velocidade do imã influi na corrente, que é dada pela equação:
ǀƐǀ = ǀdɸǀ / ǀdtǀ em que “dɸ” é a variação do fluxo e “dt” é a variação do tempo. Devido à suas
dimensões consideráveis, a superfície sofre dissipação de energia por efeito Joule, causando
grande aumento de temperatura, o que torna possível utilizar estas correntes como
aquecedores, e neste caso em específico, em fornos de indução, que têm a passagem de
correntes de Foucault como princípio de funcionamento, conforme mostrado na figura 3. (7), (8)
Fig. 3: Esquema da Indução Eletromagnética – Corrente Induzida ou Foucault (7)
Funcionamento e Segurança
Dentro dos conceitos e constituição de um cooktop de indução, vale lembrar que o
equipamento não utiliza elementos tradicionais acima ou abaixo da superfície de cozimento. A
utilização é dada por bobinas de indução de cobre que geram campos eletromagnéticos de alta
frequência, que excitam as moléculas na panela ferromagnética, gerando calor apenas nas
superfícies em que há o contato exato entre a área demarcada no equipamento e o utensílio de
ferro magnético. O cooktop de indução possui circuitos eletrônicos de indução, onde estes
conjuntos de placas de circuitos, ventiladores de resfriamento e semicondutores alimentam o
próprio equipamento. A placa eletrônica é coberta com um isolamento e uma placa carregadora
de metal que irá sustentar as bobinas de indução. Outra folha de isolamento e inserida no outro
lado do cooktop, onde são montados os conjuntos de bobinas eletromagnéticas. Os pedaços de
ferro na parte de trás de cada bobina auxiliam na distribuição das correntes eletromagnéticas
serão realizadas de maneira uniforme para os utensílios de ferro magnéticos, exatamente na
área demarcada para o devido contato. Paralelo a isso os componentes eletrônicos são
montados a um painel de vidro (material vitrocerâmico) que serve como interface via toque pelo
usuário (touch screen), conforme mostra a figura 3. As áreas circulares demarcadas para
contato de indução para utilização de acessórios ou panelas de ferro fundido ou aço inoxidável
(materiais ferromagnéticos), são mostrados pela figura 4. (6)
Fig. 3: Painel Vitrocerâmico - interface via toque para o usuário - touch screen (6)
Fig. 4: Áreas circulares demarcadas para contato eletromagnético (6)
Simbologia e Funções Importantes: (0) área de cozimento desligada - (u) função manter
aquecido em funcionamento – (A) função aquecimento automático em funcionamento – (F) o
sensor da área de indução não detectou o acessório – (E) mal funcionamento – (H) área de
cozimento ainda quente (calor residual) – (L) função trava do painel acionada – (P) função turbo
potência em funcionamento – (-) o desligamento automático foi acionado.
Transferência de Calor: Neste tipo de equipamento não existe uma fonte de calor
propriamente dita, funcionando apenas como um processo de geração e troca de calor. É um
fogão que apresenta uma superfície de cerâmica (material vitrocerâmico) extremamente polida.
De acordo com os conceitos e definições já apresentados, a transferência de calor é iniciada no
instante em que surgem as correntes elétricas induzidas nas bobinas de cobre do equipamento.
Na aplicação prática, à medida que a panela está em contato coma a área demarcada, obtémse um elevado grau de resistência para a corrente elétrica, proporcionando desta forma um
calor que será transferido somente ao interior do recipiente e diretamente ao conteúdo que nele
está contido. Tal método de transferência de calor direciona na área exata demarcada na
superfície do equipamento, permanecendo as demais áreas na mesma superfície na
temperatura ambiente. Em suma, no lugar das chamas convencionais, existe um indutor de
campo magnético que quando ligado e acionado, propicia uma movimentação (oscilação –
energia cinética). Com o contato na superfície demarcada e acionada, por meio de uma
panela (molécula ferromagnética), as moléculas de ferro reagem e começam a se movimentar
muito rapidamente, alcançando um patamar de velocidade cerca de 20.000 a 50.000 vezes por
segundo, criando o que é chamado de fricção, gerando consequentemente o calor na panela e
automaticamente cozinhando o alimento. (6), (9)
Segurança e Conforto: As características, em função da aplicação dos princípios de
funcionamento são bastante favoráveis no que diz respeito em minimizar acidentes domésticos.
Pelas estatísticas, a grande maioria dos acidentes domésticos envolvem ocorrências por
queimaduras e choques, justamente pelo uso de equipamentos tradicionais como fogões a gás
e elétricos. Na aplicação e uso de equipamentos de indução os índices de acidentes e suas
respectivas taxas de gravidade são bastante reduzidas. Em todo o caso, vale o destaque que
parte do calor que é transferido novamente para a superfície do cooktop é bastante elevada,
onde há a necessidade de esperar algum tempo, tendo o devido cuidado para não tocar a
superfície de cozimento imediatamente após sua utilização. Por serem de fácil uso, os
equipamentos de indução, além de práticos, são limpos e seguros. Como mencionado
anteriormente, o sistema de indução funciona através de ondas eletromagnéticas que geram
calor e aquecem apenas a panela. Com o princípio da indução, o calor pode ser regulado de
forma tão rápida e precisa como um fogão a gás, mas com a certeza da inexistência de
possibilidade de vazamento de gás. O calor rápido e direcionado também reduz os tempos de
cozimento de vegetais. O princípio da indução eletromagnética reduz o tempo de cozimento,
bastando selecionar a potência desejada com escalas de potência que podem variar e acordo
com cada produto e marca de fabricante, incluindo a posição P (turbo). No mesmo display, após
o uso, surgirá a letra “H” que significa hot (quente), ou seja, que a área demarcada ainda
encontra-se a uma temperatura elevada, devendo-se evitar o toque naquela região. Tais
escalas de potência permitem um maior controle de temperatura e um cozimento adequado,
rápido e preciso. Na superfície do equipamento, mesmo se derrubar algo, as placas de indução
permitem uma limpeza rápida, ou seja, basta limpar as placas com um pano úmido para que
voltem a estar limpas novamente. O único cuidado que o aparelho exige é na conservação do
brilho do painel de material vitrocerâmico. Como qualquer superfície de vidro, a do cooktop risca
facilmente e deve-se evitar arrastar panelas, acessórios ou qualquer outro abrasivo sobre o
painel de vidro.
Dentro de alguns exemplos de segurança, foi realizado um teste com dois
cubos de gelo com o equipamento ligado em uma das superfícies demarcadas, sendo que um
dentro da panela ferromagnética e outro sobre outra área da superfície do equipamento, ou
seja, sobre o painel vitrocerâmico. Depois de alguns instantes, o cubo dentro da panela
derreteu e evaporou rapidamente, enquanto que o cubo colocado diretamente sobre a
superfície fora da panela permaneceu congelado. Isto demonstra que o calor é gerado no fundo
da panela ferromagnética, e não na superfície vitrocerâmica do cooktop. Outra característica
bastante interessante está relacionada ao acionamento e travamento do equipamento. Os
aparelhos de indução possuem um botão de bloqueio com o objetivo de impedir o acionamento
involuntário, impedindo, por exemplo, que crianças liguem acidentalmente. Por outro lado, para
o desbloqueio, basta manter o contato com o mesmo botão por cinco segundos. De qualquer
maneira, mesmo após ligado, o cooktop de indução não funcionará sem que uma panela ou
acessório seja compatível e colocado sobre ele. O aparelho possui um alarme, que será
acionado instantaneamente caso não reconheça o material do acessório colocado sobre uma
das áreas demarcadas. Por medida ainda maior de segurança, após 60 segundos, o
equipamento não reconhecendo o material sobre ele ou por motivo de um toque acidental na
tela de interface, sem a percepção do usuário, o cooktop de indução desligará
automaticamente, evitando desta maneira qualquer acidente. Alguns produtos possuem outra
tecnologia que é denominada de “sistema de antiderramamento’. Assim, quando algum líquido
cai sobre o painel do equipamento o desligamento ocorrerá de forma automática. Para prevenir
acidentes e queimaduras, o cooktop por indução de alguns fabricantes informa quando os
queimadores ainda estão quentes após o desligamento. Ainda dentro dos quesitos de
segurança, pode ser citado um botão extremamente interessante para acionamento de uma
função denominada timer. O objetivo é permitir um desligamento programado, mesmo com o
acessório eletromagnético sobre o equipamento. Desta forma evitam-se acidentes pelo fato do
usuário simplesmente esquecer que o equipamento está em operação. Os aparelhos por
indução emitem menos radiação que um scanner de aeroporto ou até de leitor óptico de
códigos de barra, contudo ainda é recomendado para pessoas que utilizam-se de marca-passos
ou dispositivos similares, a consulta de um médico especialista antes de adquirir um produto por
indução. Para as questões de visão e som os elementos dos fogões de indução não irradiam
calor ou incandescem de forma visível, mas todos os modelos contam com luzes indicadoras e
alguns oferecem um brilho artificial. Além de tudo disso, a grande maioria dos fogões de
indução emitem pouquíssimo ruído. Como última informação de segurança, mas não menos
importante, para o usuário que for operar algum equipamento por indução, recomenda-se, por
precaução e ao mesmo tempo evitar algum acidente ou queimadura, a retirada de quaisquer
joias ou metais, que estiver utilizando, sob o perigo de aquecimento por contato involuntário ou
indesejado. (3), (4), (6), (9), (10), (22)
Panelas e Acessórios: Um cooktop por indução requer panelas magnéticas com fundo
de aço, multicamada ou ferro fundido. O material ideal e mais utilizado em equipamento de
indução é o ferro fundido, uma vez que apenas metais magnéticos como o ferro ativam o
funcionamento do sistema de indução que transforma a panela de ferro fundido em fonte de
energia para cozimento dos alimentos. Os materiais como ferro fundido esmaltado também
funcionam adequadamente e perfeitamente. O aço inoxidável, sem o revestimento com
camadas de alumínio, possui características semelhantes para o devido funcionamento por
indução. Vale destacar que os acessórios e panelas projetados especificamente para cooktops
por indução, onde na embalagem desses produtos existe uma indicação sobre as
especificações e a forma adequada e segura para a utilização. De forma geral, o aquecimento
será bem distribuído e de maneira uniforme, atendendo os itens peso e espessura do material,
incluindo o fundo com ausência de curvas, ou seja, na razão proporcional e direta a estes itens
ocorrerá o melhor aquecimento, alcançando uma maior eficiência. Para verificação de que o
produto comprado realmente irá funcionar, basta fazer um teste simples e rápido no momento
da compra, colocando em contato um pequeno imã no fundo da panela. Se ocorrer a atração
entre o imã e o fundo da panela o produto irá funcionar perfeitamente. Para o caso de panelas
que não funcionam com o cooktop de indução, foi elaborada uma solução, por meio de um
disco de indução (disco difusor de calor). Este disco de indução é simplesmente um material
circular achatado de ferro fundido ou aço inox que aquece em contato com o fogão por indução.
Uma vez que ele está aquecido, coloca-se a sua panela tradicional sobre o disco e o calor irá
ser transferido através do disco para a panela. Desta forma, quaisquer panelas podem ser
usadas com o equipamento de indução. A desvantagem será na transferência de calor do disco
para o fundo da panela, pois haverá perdas, comprometendo desta forma a eficiência do
equipamento. Vale sempre lembrar que durante o uso é importante verificar se toda a área da
panela está sobre a área de indução demarcada no cooktop, pois somente dentro na área
demarcada ocorre o aquecimento da panela. Como precaução, deve-se tomar o cuidado para
que o acessório não seja arrastado sobre o material vitrocerâmico. Para a proteção do vidro do
cooktop de indução costuma-se utilizar uma proteção de silicone ou material similar, conforme
mostrado na figura 5 no intuído de que seja evitado riscar o vidro de material vitrocerâmico do
equipamento com o contato (arraste) com o fundo da panela. (4), (9)
(a)
(b)
Fig. 5: (a) Material Vitrocerâmico utilizado de forma inadequada e (b) Proteção para Cooktop (9)
Eficiência, Consumo e Custos
Para os equipamentos por indução, todo o calor gerado vai para o alimento e não ocorre
a perda de temperatura para o ambiente. Pelo próprio funcionamento e utilização da fonte de
energia elétrica, estes aparelhos diminuem o custo com o gás, contudo existirá um aumento
substancial na conta de luz, consumido valores entre 4 a 8 kWh de energia elétrica. Contudo, a
situação de consumo não é tão ruim como parece pelo fato não somente da economia com gás,
mas pelo menor tempo que os alimentos levam para serem cozidos. Estima-se que os
aparelhos por indução utilizam cerca de 90% da energia transformada em calor, enquanto que
os fogões a gás aproveitam apenas 55% e os fogões elétricos usam 65%. Diante desta
comparação, apesar do consumo de energia ser elevado, um equipamento por indução é mais
econômico pois utiliza racionalmente e sem desperdícios toda a energia gerada ou
transformada. Pela própria definição, as placas elétricas de indução geram calor somente onde
é necessário, ou seja, diretamente na panela, não aquecendo o equipamento como um todo.
Pelo controle de potência, os equipamentos por indução podem fazer a água ferver até 60%
mais rápido que os fogões convencionais, ou seja, além da distribuição uniforme do calor, os
equipamentos de indução trabalham cerca de 25% a 50% mais rápido que os fogões
convencionais. Assim, em cerca de dois minutos um litro de água já está fervendo, enquanto
que no fogão a gás leva quase o dobro de tempo. Em valores absolutos e de acordo com uma
das empresas fabricantes, para que uma panela com 2,2 litros de água alcance a temperatura
de 90°C são necessários pouco mais de 6 minutos num cooktop de indução, enquanto que na
utilização do gás o tempo leva em média 11 minutos e 25 segundos. De acordo com uma
pesquisa de outro fabricante de cooktop de indução, o tempo em média para ferver 2 litros de
água, utilizando gás leva cerca de 30% a mais (11min e 22s), enquanto o elétrico 80% a mais
(15min e 24s), em comparação com o tempo do equipamento de indução (8min e 50s). (10)
Segundo o teste realizado por um dos fabricantes do produto, em termos de custo com a
utilização, com base nos valores tarifários aplicados pelas distribuidoras de energia, o aparelho
de indução gasta em média 10% a mais se comparado com o equipamento a gás. Isto quer
dizer que através de um valor estimado em R$60,00 com a utilização de um aparelho a gás, o
custo pelo uso do equipamento de indução fica próximo a R$66,00. Contudo, se for levado em
consideração o tempo de cozimento e eficiência que o equipamento de indução possui, pode
ser considerado como uma vantagem com relação aos produtos já conhecidos no mercado.
Uma excelente característica é que o cooktop por indução possui zonas de indução de
diferentes tamanhos e potências variáveis, sendo flexíveis na preparação de pratos de comida.
A disposição das zonas de indução é feita de maneira que o uso seja simplificado. Além disso,
elas contam com um sistema de compartilhamento que permite a utilização mais racional da
energia. O consumo energético em média para cada área demarcada gira em torno de 1,4 kWh,
mas a praticidade é uma alternativa para a falta de espaço na cozinha, podendo ser instalado
em qualquer superfície, inclusive granito. Na elaboração de um teste com uma das marcas
disponíveis no mercado, para ferver 2 litros de água em um aparelho de indução, o consumo de
energia é de 0,216 kWh, enquanto no equipamento elétrico é de 0,280 kWh (aumento de 30%).
(22), (23)
Se for levado em conta numa decisão de compra apenas o custo entre um equipamento,
os equipamentos de indução sofrerão grande desvantagem. Os valores de equipamentos de
indução custam em média o dobro dos demais produtos, no caso elétrico e gás, em função da
tecnologia embarcada e também pelo design que o cooktop oferece, para quem procura colocar
equipamentos de última geração em sua cozinha. Dentro dos vários modelos disponíveis
podem ser citados alguns como os modelos de mesa (portáteis) com apenas uma área
demarcada de indução que custam em média R$ 300,00. Já outros similares com 2 ou 3 áreas
demarcadas chegam a custar por volta de R$ 1.000,00. Os modelos de embutir custam entre
R$ 1.500,00 a R$ 3.000,00, além dos eventuais custos da bancada e instalação. Ressalta-se
também que os utensílios, acessórios e panelas também possuem um valor mais alto para os
equipamentos de indução, acrescendo ainda uma maior desvantagem em termos de valores de
compra iniciais. (23)
Instalação e Manutenção
Para a instalação dos equipamentos de indução há a necessidade de tomar alguns
cuidados. Os modelos maiores normalmente são de embutir necessitam de instalação,
enquanto os modelos de mesa não precisam de instalação fixa, bastando apoiá-los sobre um
móvel plano e estável. Para instalar um cooktop, é preciso uma bancada ou nicho no tamanho
adequado ao modelo que deseja (com espessura entre 30 e 60 milímetros), totalmente plana e
revestida com algum material resistente ao calor, como por exemplos mármore ou granito. O
cooktop será parafusado nessa bancada e com um bom acabamento ficará perfeitamente
integrado a ela. Caso exista algum equipamento na cozinha, abaixo ou ao lado do cooktop de
indução, como aparelho de micro-ondas, forno elétrico ou lava-louças, haverá necessidade de
deixar um espaço entre as “paredes” destes equipamentos para passagem de fluxo de ar
quente ao ambiente, evitando assim o aquecimento desnecessário de alguns componentes
eletrônicos no aparelho de indução, mesmo enquanto ele não estiver sendo utilizado. Além de
manter a distância mínima entre os equipamentos de cozinha para saídas de ar, recomenda-se
a utilização de materiais isolantes termicamente próximo às paredes dos equipamentos em
questão. A figura 6 apresenta as distâncias mínimas necessárias para a instalação do
equipamento de indução. (9), (25)
Fig. 6: Condições de Local de Instalação – Distâncias Mínimas (25)
Instalação Elétrica: Por tratar-se de um equipamento de uso específico de elevada
potência (entre 6kW e 8kW de potência total), para o cooktop de indução há a necessidade de
utilizar um circuito elétrico exclusivo com uma tensão de 220V monofásico (220V Fase-Neutro)
ou 220V bifásico (220V Fase-Fase). Esta atenção deve ocorrer em função da diferença das
características de tensão de saída do secundário do transformador da rede de distribuição de
energia em algumas concessionárias brasileiras. Vale ressaltar que devem ser rigorosamente
observadas e atendidas as regulamentações da ABNT NBR5410 (Norma Brasileira de
Instalações Elétricas de Baixa Tensão). Para os cabos de alimentação devem ser utilizados 3
condutores (Fase-Fase-Terra ou Fase-Neutro-Terra), dependendo das características da baixa
tensão das Concessionária de Distribuição de Energia. A seção transversal (bitola) do fio
condutor deve ser de 6mm² com isolação em PVS, classe 750V. A proteção do circuito elétrico
do equipamento, recomenda-se a instalação de um disjuntor exclusivo de 50A (bifásico ou
monofásico). As conexões mal elaboradas e com especificação abaixo da indicada podem
causar o aquecimento nas ligações elétricas e nos fios, resultando em curto-circuito, falhas de
funcionamento e/ou danos à residência do usuário. É extremamente importante para o projeto e
execução da instalação elétrica de equipamentos de alta tecnologia e complexidade, a
contratação de um profissional ou empresa autorizada e devidamente habilitada pelo Sistema
CONFEA/CREA. (25)
Manual de Instruções: Normalmente o que se percebe é que os manuais elaborados por
todos os fabricantes em produtos de alta tecnologia vêm com as informações mínimas e
necessárias para uma instalação adequada, bem como para a manutenção e cuidados de
limpeza, além de aspectos que envolvem a segurança na utilização destes equipamentos.
Destacam-se como pontos positivos as informações prestadas no manual com relação às
orientações para que o usuário procure um técnico ou entre em contato com uma empresa
autorizada para o esclarecimento de dúvidas ou prestação de serviços. Notadamente, sente-se
a ausência de informações no manual de que o usuário deva sempre recorrer aos profissionais
e empresas habilitadas e capacitadas e que possuam registro no Conselho de Engenharia e
Agronomia (CREA). Nota-se também que as empresas âncoras (fabricantes) demonstram
pouca preocupação na verificação da empresa ou profissional para que seja composto no
quadro de autorizados. Muitas das empresas destes produtos se quer fazem uma simples
consulta ao Sistema CONFEA/CREA para comprovação ou não das empresas ou profissionais.
Isto pode ser feito de maneira singela, por meio da solicitação de acervo técnico ou atestado de
capacidade técnica da empresa/profissional, para daí sim inserirem na lista de empresas
autorizadas. Outro fator positivo está na tabela de “Prováveis Causas/Correções”, além das
especificações técnicas, onde o constam informações resumidas na forma de dicas que
auxiliam ao usuário na identificação de determinado problema mais simples. Nos quesitos a
serem melhorados ainda podem ser inseridas muitas informações no manual do produto, que
certamente gerariam maior credibilidade aos próprios fabricantes, principalmente porque muitos
usuários hoje em dia costumam recorrer constantemente aos sites das empresas fabricantes,
onde lá estão contidas as listas de prestadores de serviços dos fabricantes locais (empresas
autorizadas). Entre algumas sugestões poderiam ser realizadas uma apresentação mais clara e
transparente das equipes técnicas, tanto da empresa fabricante, como das prestadoras de
serviços autorizados. As informações poderiam variar desde o número de técnicos e
engenheiros na empresa até a prestação de dados como registro no Sistema CONFEA/CREA.
Isto demonstraria que os fabricantes estão preocupados não somente com o pós-venda, mas
também compromissados com a segurança e garantia de que o produto foi/será devidamente
instalado e que a orientação técnica e manutenção foram/serão realizadas de forma adequada,
de acordo com as especificações técnicas do fabricante e sempre respeitando as normas
técnicas, garantindo desta maneira a segurança e aumentando ainda mais a confiabilidade da
marca para o consumidor. (25)
Venda Especializada
No momento em que o consumidor entra numa loja como potencial interessado para a
compra de determinado produto, o que se tem notado é que os vendedores costumam prestar
informações de maneira bastante simples, principalmente no que diz respeito aos itens de
instalação, operação e manutenção de equipamentos de uma tecnologia mais elevada. O que
percebe-se claramente é que os vendedores não estão capacitados para determinados tipos de
vendas e necessitam um treinamento com informações mais precisas para produtos mais
sofisticados e que ainda não estão totalmente entendidos ou disseminados pelos consumidores
brasileiros. Isto acarreta na primeira falha, tanto por parte dos fabricantes como dos próprios
lojistas, justamente por entenderem de forma bastante superficial as características de
equipamentos de alta tecnologia. A consequência é tão negativa que faz com que o consumidor
de forma geral não entenda determinado produto e que um determinado produto tecnológico
tenha insucesso no mercado, em função da falta de instrução e capacitação de entendimento
técnico na ponta, que é justamente no momento da venda e contato direto com o consumidor.
Informações sobre instalação elétrica, operação, segurança e manutenção não devem constar
somente no manual do produto, transferindo a responsabilidade e deixando simplesmente que
as autorizadas cuidem disso. As lojas mais estruturadas e modernas já devem contar com
vendedores mais capacitados tecnicamente, ou seja, os lojistas devem ter uma preocupação
com os quesitos mais técnicos também no momento de orientar um potencial consumidor. Se
for elaborada uma pesquisa, muitos consumidores perderão o interesse de imediato em
determinado produto com um grau mais elevado de tecnologia, simplesmente pelo repasse de
informação inadequado ou superficial. O levantamento e análise constata que muitos
vendedores perdem suas vendas pela ausência de conhecimento em determinado produto
tecnológico. Isto significa que as ações de marketing e divulgação do produto podem até surtir
efeito no início, mas não é a única estratégia de venda. Esta notícia causa certa surpresa, mas
também é motivo de muita preocupação para os fabricantes, pois a prospecção e sucesso de
determinado equipamento tecnológico, como o de indução, também está nas mãos dos lojistas
e na forma como está sendo abordada e executada a ação de venda.
Outros Equipamentos
No mercado existem vários equipamentos, que podem confundir o consumidor no
momento da compra, pois as aparências são bastante semelhantes e ambos necessitam de
energia elétrica para o acionamento. Embora funcionem para o mesmo objetivo, que é
justamente cozinhar os alimentos, os conceitos utilizados para este fim em cada equipamento
são extremamente diferentes. Entre estes aparelhos pode ser citado o cooktop elétrico, que seu
funcionamento básico é através de resistência elétrica, tal qual os chuveiros e fornos elétricos.
Quando acionado percebe-se que ele atinge elevadas temperaturas em um tempo bastante
curto, portanto aquece muito e rapidamente. Uma das desvantagens é que o cooktop elétrico
leva um longo tempo para retornar à sua temperatura normal no momento em que é desligado,
possibilitando um aumento de risco em acidentes com queimaduras. Por outro lado, a vantagem
está em sua principal característica em atingir grandes temperaturas em altíssima velocidade,
além de possuir uma maior precisão no controle de temperatura. A maior desvantagem se dará
no aumento de consumo de energia. A exemplo do equipamento de indução, ele também exige
panelas com fundo reto (planas) e altamente reforçadas ou resistentes, como as panelas de
aço. Materiais menos resistentes, como vidro ou cerâmica, não devem ser usados neste
aparelho. Por fim, para que seja notada a real diferença entre um equipamento de indução e
outro elétrico, basta verificar quando os dois estão em operação. No caso do aparelho por
indução a cor na tela vitrocerâmica não se altera, enquanto que no equipamento elétrico a tela
emite um brilho rubro e forte, justamente pela presença da resistência elétrica. Segundo o
levantamento, o cooktop elétrico, uma espécie de fogão de mesa que tem ganhado espaço nas
casas e apartamentos, gasta 68,55 kWh de energia por mês. O cálculo considera o uso de cada
queimador por uma hora diária. O queimador equivale à boca do fogão. (6), (9), (23)
Fig. 7: Cooktop Elétrico (23)
Considerações Finais
Os novos conceitos de cozinhar e também do cotidiano das pessoas estão entrando no
mercado, contudo muitas dúvidas e questionamentos sobre a entrada de linhas de produtos de
alta tecnologia como os cooktops de indução. Os principais itens de comparação aos produtos
já existentes e aceitos no mercado são o consumo de energia, eficiência, segurança e
principalmente os custos envolvidos, contudo este último quesito ainda tem levado forte
vantagem no momento de decisão pela compra do produto. De qualquer maneira os novos
conceitos em se morar, sob a ótica de design moderno e avançado, beleza e praticidade, os
produtos de alta tecnologia têm sido bastante procurados. O que os fabricantes devem apenas
tomar o cuidado em uma preparação e capacitação mais técnica e adequada aos profissionais
que trabalham com vendas dos mais variados tipos de produtos e utensílios para uma
residência e que exigem conhecimentos de novas tecnologias e itens diferenciados de
segurança. Os fornecedores de serviços especializados não podem e nem devem ficar atrás em
termos de treinamentos aos seus profissionais, principalmente para produtos que exigem um
grau ainda maior de complexidade sob o aspecto de segurança também. As grandes difusões
na utilização de uma inovação tecnológica muitas vezes acarretam em mudanças de
comportamento no consumidor final. Uma ruptura na utilização de uma fonte energética pode
também causar problemas, se for analisada entrada ou incentivo de um produto que deixará de
utilizar o gás como exemplo, migrando para a eletricidade. Ficam alguns questionamentos
sobre uma estrutura adequada com relação à oferta de energia brasileira. Será que há lastro
para as futuras e grandes prospecções tecnológicas que também migrarão para o uso exclusivo
da eletricidade? Com a inserção de um custo a mais em função da implantação do sistema de
bandeiras tarifárias nas contas de energia, onde há um forte apelo do governo federal para a
economia de energia, o consumidor ainda optará por um produto tecnológico baseado em fonte
de energia elétrica? Como será a postura do governo na questão de disseminação e incentivo
ao uso de produtos tecnológicos que dependem exclusivamente de energia elétrica?
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