Como funcionam as cafeteiras

A maioria das pessoas que é viciada em cafeína toma café da manhã com uma velha amiga: a cafeteira. Todas as manhãs você pega o café com uma colher, adiciona água e liga o botão.

Veja também  outro artigo “Como consertar uma cafeteira”.

Mas será que você já parou para pensar o que acontece no interior dela? Como é que a água vai do pequeno compartimento onde você a coloca para a parte superior da cafeteira e o que é aquele som borbulhante?

Neste artigo, vamos dar uma olhada no interior de uma cafeteira para que você entenda exatamente o que acontece quando prepara um café. Também vamos analisar causas de possíveis problemas que podem fazer com que a cafeteira pare de funcionar. Ao final, você vai olhar sua velha amiga de uma forma completamente diferente.

Uma cafeteira moderna é um dispositivo surpreendentemente simples. Os fabricantes tiveram 25 anos para aperfeiçoar a concepção do equipamento, de forma que as cafeteiras são bastante simples quando abertas. As figuras abaixo mostram as principais partes da cafeteira que vamos analisar nesse artigo:

A visão da parte frontal

A visão da parte de baixo

A placa de aquecimento

O lugar onde a água quente pinga no pó de café

Se você retirar a parte superior, verá três coisas no interior da cafeteira:

A visão por dentro da parte superior da cafeteira

• há um pequeno reservatório que contém a água quando você a coloca na jarra no início do ciclo ao fazer café (à direita da figura acima). Há um orifício na parte inferior do reservatório e sua função ficará óbvia daqui a pouco;
• há um tubo preto que leva a água quente para a região de gotejamento;
• há a região de gotejamento (à esquerda dessa figura). A água quente chega aqui pelo tubo preto e sai pelos orifícios, pingando sobre o pó de café.

Olhando para esta figura, sua primeira impressão é que esse dispositivo não é muito complexo. Se você retirar a parte de baixo da cafeteira, aqui está o que irá encontrar:

A visão por dentro da parte de baixo da cafeteira

A cavidade à direita dessa figura é a parte de baixo do reservatório. O tubo laranja no centro é o tubo de água quente (ele se conecta ao tubo preto que vimos na figura anterior). O outro tubo laranja recolhe a água fria do orifício no reservatório. Você também pode ver o cabo de força, assim como o interruptor que liga e desliga a cafeteira.

O interruptor liga-desliga

O aquecedor é uma peça de alumínio extrudada com duas partes: uma resistência de aquecimento e um tubo através do qual a água irá fluir, como mostrado na figura abaixo:

O elemento de aquecimento de resistor e o tubo de alumínio para aquecer a água

A resistência de aquecimento é basicamente um fio enrolado, muito parecido com o filamento de uma lâmpada ou a resistência de uma torradeira elétrica, que é aquecido quando você liga a eletricidade. Em uma resistência como essa, a bobina está embutida em um gesso para que ela fique mais resistente. A resistência de aquecimento tem duas funções:

1. quando você coloca a água na cafeteira, a resistência de aquecimento a ferve;
2. quando o café fica pronto, a resistência de aquecimento o mantém aquecido.

Nas próximas figuras, você pode ver a conexão entre a resistência de aquecimento e a placa de aquecimento. A resistência de aquecimento é pressionada contra a parte de baixo da placa de uma pasta condutora de calor branca assegura que o calor seja transferido de forma eficiente para a placa.

Essa pasta, por sinal, é extremamente grudenta (é muito difícil tirá-la dos dedos!). Você encontra essa pasta em diversos tipos de dispositivos, incluindo amplificadores estéreos e fontes de alimentação, ou seja, praticamente em tudo onde seja necessário dissipar calor.

O interruptor da cafeteira liga e desliga o elemento de aquecimento. Para que o elemento de aquecimento não aqueça em excesso, há três sensores de temperatura de estado sólido, conforme exibido aqui:

Os sensores de temperatura de estado sólido simples cortam a corrente quando os elementos ficam muito quentes

O dispositivo conectado diretamente na bobina é o sensor principal de temperatura. Quando ele detecta que a resistência está ficando muito quente, ele corta a corrente. Em seguida, quando a resistência esfria, ele liga novamente a serpentina.

Dessa forma, ao aquecer e resfriar, ele mantém a bobina em uma temperatura estável. Os outros dois dispositivos são provavelmente os fusíveis térmicos. Eles simplesmente cortam a energia quando detectarem que a temperatura está muito alta. Eles são instalados por motivos de segurança, no caso do sensor principal falhar.

Uma peça que não fica visível na cafeteira é uma válvula de controle de fluxo. Essa válvula está localizada no orifício no reservatório ou na tubulação de aquecimento de alumínio. Se não houvesse uma válvula desse tipo, então a água fervente apenas retornaria ao reservatório, em vez de subir pelo tubo preto.

A válvula de controle de fluxo permite que a água fria entre no tubo de alumínio, mas força as bolhas de água fervente a subir pelo tubo preto. Se você assoprar no tubo que conduz a essa válvula, a válvula deverá ser aberta. Se você puxar o ar pelo tubo, a válvula de controle de fluxo deverá bloquear a passagem do ar.

Fazendo café
Você pode ver que uma cafeteira é realmente um aparelho simples. Veja como ela funciona:

1. quando você coloca água fria, ela flui do reservatório pelo orifício na parte inferior para dentro do tubo laranja;
2. em seguida, a água passa pela válvula de controle de fluxo para o tubo de alumínio no aquecedor e, em seguida, sobe até um certo ponto por dentro do tubo preto. Isso tudo acontece de forma natural devido à ação da gravidade;
3. quando você liga o interruptor, o aquecedor começa a aquecer o tubo de alumínio e, depois de algum tempo, a água começa a ferver no tubo;
4. quando a água ferver, as bolhas irão subir pelo tubo preto. O que acontece em seguida é exatamente o mesmo que ocorre em um filtro de aquário: como o tubo é pequeno e as bolhas grandes, uma coluna de água é empurrada para cima pelas bolhas;
5. a água flui pelo tubo preto até a área de gotejamento e pinga sobre o pó de café.

O mecanismo dessa bomba de água fervente, também chamada de termosifão, é o mesmo que aciona uma cafeteira italiana.

Como você pode ver, não há nenhuma bomba mecânica nem partes móveis, com exceção da válvula de controle de fluxo. Isso faz com que as cafeteiras sejam extremamente confiáveis.

O que pode dar errado?
Esses são alguns dos problemas mais comuns que podem fazer com que sua cafeteira pare de funcionar:

• o cabo de força ou o interruptor liga/desliga podem quebrar. Nesses casos, o melhor a fazer é solicitar que um profissional faça a substituição ou comprar uma cafeteira nova. Trocar esses componentes de forma inadequada pode causar um incêndio;
• a válvula de controle de fluxo pode travar na posição aberta ou fechada. Você pode remover os detritos que causam esse problema com um palito de dentes;
• os tubos podem entupir por causa de depósitos de cálcio, principalmente o tubo de alumínio do aquecedor. A forma de solucionar esse problema é colocar vinagre na máquina uma vez, fazê-la funcionar uma vez e, em seguida, fazê-la funcionar duas vezes com água para remover o vinagre.

Há dois problemas que são praticamente impossíveis de consertar:

• falha de um dos fusíveis térmicos;
• falha da resistência de aquecimento.

Como é quase impossível obter essas peças para reposição, provavelmente você terá que comprar uma nova cafeteira se um desses problemas acontecer no seu aparelho.

Agora quando você fizer um café, terá uma nova visão do que está acontecendo dentro da cafeteira.

Fonte: http://casa.hsw.uol.com.br