Benjamin Franklin e a Meteorologia
Polímata americano que atuou como jornalista, editor, escritor, autor, filantropo, abolicionista, cientista, pesquisador, inventor, meteorologista, tipógrafo, filósofo político, maçom, ministro dos correios, humorista, ativista cívico, estadista, diplomata e músico, um dos pais fundadores dos Estados Unidos.
Nota: polímata – indivíduo que estuda várias áreas do conhecimento.
Décimo quinto filho de uma família de vinte crianças, pois seu pai se casara duas vezes, deixou os estudos aos 10 anos de idade e aos 12 começou a trabalhar como aprendiz com seu irmão James, que publicava o jornal “New England Courant”, tornando-se colaborador e editor, escrevendo cartas com o pseudônimo “Silêncio Faz Bem”, pelo fato do irmão não aprovar a ideia.
Em 1731, com 25 anos, criou uma biblioteca na Filadélfia, na qual as pessoas pagavam para levar os livros emprestados. Ficou conhecida como “Library Company of Philadelphia” que ainda existe, sendo uma das maiores dos Estados Unidos, contando com um acervo de cerca de meio milhão de livros.
Em 1732, começou a publicar o famoso “Poor Richard's Almanac” (Almanaque do Pobre Ricardo), no qual se baseou boa parte da sua popularidade nos EUA. Provérbios deste almanaque tornaram-se conhecidos em todo o mundo.
Em 1737, escreveu sobre os terremotos, criou o Corpo de Bombeiros na Filadélfia e contribuiu para a formação da primeira companhia norte-americana de seguros contra fogo.
Em 1740, ajudou a fundar a “Academia da Pensilvânia”, que mais tarde se transformou na “Universidade da Pensilvânia”. Nesse período tornou-se um cientista. Em 1743, fundou a “American Philosophical Society”, uma instituição voltada para o debate científico com o intuito de promover a difusão das ideias e teorias desenvolvidas por intelectuais.
Em 21 de outubro de 1743 na Filadélfia, Franklin aguardava um eclipse lunar quando nuvens de SW invadiram o céu e ocultaram o fenômeno. Isto ocorreu apesar dos ventos próximos à superfície soprarem de NE. Notou esta diferença e mais tarde confirmou com seu irmão, que nuvens da mesma tempestade não atingiram Boston mesmo depois do eclipse. Boston está a NE de Filadélfia e Franklin concluiu que a tempestade como um todo, deve ter-se movido em direção a NE, apesar do fato de que os ventos perto da superfície eram de NE. Este é o primeiro registro no qual um cientista percebeu que o movimento de uma tempestade como um todo, poderia diferir do movimento do ar à superfície. Ele deduziu que as tempestades nem sempre viajam na direção do vento predominante, um conceito que teve grande influência na Meteorologia. Desta forma elaborou a primeira carta sinótica.
Nota: carta sinótica do grego “synopticos”, cuja grafia correta é “sinóptica” - mapa que descreve as condições meteorológicas da atmosfera num dado instante.
Também observou as correntes ascendentes de ar e concluiu que era devido ao aquecimento local da superfície pelo calor do Sol. Foi um dos primeiros a apresentar uma explicação para este fenômeno. Estas correntes chamadas de convectivas, formavam as nuvens conhecidas agora como “nuvens convectivas” do tipo Cumulus.
Interessou-se pela Corrente do Golfo, seus fluxos de direção e velocidades, a temperatura da água do mar e publicou o primeiro mapa conhecido da corrente. Estudou as trombas d’água também e publicou o trabalho “Trombas d’Água e Redemoinhos”, onde incluiu um diagrama mostrando a estrutura hipotética da Tromba d’Água.
Com relação a sua formação escreveu: “O ar imediatamente acima da Corrente do Golfo deve receber muito mais ar aquecido dela, de modo a ficar rarefeito e poder ascender sendo mais leve que o ar de cada lado da corrente; portanto, aqueles ares devem fluir para suprir o lugar do ar quente ascendente e encontrar-se com outros ares e formar aqueles tornados e trombas d’água, frequentemente encontrados e vistos próximos e sobre a corrente”.
Franklin também compreendeu o mecanismo básico da formação dos nevoeiros extensos, que ocorrem no Atlântico Oeste no lado do Canadá.
Em 1746, assistiu a um experimento com eletricidade em Boston e tornou-se aficionado no assunto. O interesse de Franklin pela ciência, fez com que ele vendesse todos os seus negócios e em posse de uma riqueza considerável, passou a dedicar mais tempo de sua vida ao estudo científico, sobretudo na área da eletricidade. Os estudos realizados por Franklin nessa área, o levaram a concluir que a energia elétrica possui uma carga negativa e positiva, e também que os raios eram um fenômeno elétrico.
Em 1748, aos 42 anos de idade, já acumulara tamanha fortuna que se retirou dos negócios. Autodidata, nunca deixou de estudar e aprendeu diversas línguas, tocava diversos instrumentos e se dedicava às ciências.
Em 1752, através de diversos experimentos em eletricidade, inventou o “para-raios”. Criou termos técnicos que ainda hoje são usados, como "bateria" e "condensador".
Cientista com um vivo interesse sobre o tempo, seu trabalho em eletricidade atmosférica permitiu com que se tornasse o primeiro americano com uma reputação internacional. A essência do seu trabalho sobre o tempo, representa a maior contribuição do século XVIII para a ciência meteorológica.
Também queria saber de fato se os raios eram um fenômeno elétrico, então, em 1750 fez a hipótese de que a eletricidade pode ser tirada das nuvens através de um fio metálico isolado do chão. Para fazer isso, propôs trazer um condutor enterrado com um cabo encerado isolado próximo daquele aéreo, e esperou que uma faísca pudesse causar a descarga da parte aérea para o cabo aterrado. Esta ideia formou a base para a sua proposta de estudar os relâmpagos, através do uso de uma pipa durante uma tempestade elétrica.
Este famoso experimento de fato, se tornou um mito, porque certamente ele poderia não ter conduzido com segurança na forma como descrita, com ele segurando a corda da pipa com uma chave metálica amarrada, esperando a descarga ocorrer!
Ele sabia do potencial perigo e teve várias ideias de mostrar em segurança que a eletricidade estava presente. Por exemplo, propôs amarrar à corda, uma Garrafa de Leyden, um capacitor primitivo que armazenava eletricidade. Se a garrafa ficasse carregada depois do voo da pipa, então era evidência do conteúdo elétrico da tempestade.
Provavelmente, conduziu este experimento em junho de 1752. Claramente, deve ter-se isolado da corrente, caso contrário poderia ter tido o risco de ser eletrocutado por um raio. E de fato, outros como o Prof. Georg Wilhelm Richmann que em 1754, em S. Petersburgo na Rússia, foi eletrocutado quando tentava repetir o experimento de Franklin.
Através deste experimento, Franklin provou que o raio é uma forma de eletricidade. Explicou suas razões em 1752 numa carta à Inglaterra, na qual dava orientação para repetir o experimento.
Os resultados dos experimentos da pipa não foram formalmente publicados até 1767, e suas próprias publicações “Experiments and Observations on Electricity, Made at Philadelfia in America to Wich are Added, Letters and Papers on Philosophical Subjects”, Londres, 1769, foram feitas dois anos depois. Este livro apresenta suas investigações sobre a eletricidade, suas experiências com para-raios e a sua invenção do condutor de relâmpagos.
Os experimentos elétricos de Franklin, o conduziram diretamente para a sua invenção do para-raios. Ele supôs que grandes condutores com pontas agudas podem ser usados para proteger as construções contra os raios. Seguindo uma série de experimentos na própria casa de Franklin, tais para-raios foram instalados na “Academia da Filadélfia”, mais tarde “Universidade da Pensilvânia”, e na “Pennsylvania State House”, em 1752. Fizeram tanto sucesso que o povo queria fazer para-raios para seu próprio uso.
Prokop Divis, um sacerdote e cientista da Morávia, Checoslováquia, independentemente de Franklin, erigiu o primeiro para-raios europeu em 1754, dois anos depois do primeiro para-raios na América.
Franklin estudou a Aurora Boreal. Estudou também o princípio da refrigeração, observando que num dia muito quente, ele permanecia fresco numa camisa úmida numa brisa, mais do que numa seca. Num experimento num dia quente de 1758, em Cambridge, na Inglaterra, ele e o amigo cientista John Hadley, umedecendo continuamente o bulbo de um termômetro de mercúrio com éter, e forçando a evaporação do éter, para cada evaporação subsequente, a leitura do termômetro era menor, atingindo -14°C. Um outro termômetro mostrava que a temperatura do ar era constante. Nas suas anotações “Resfriando por Evaporação”, Franklin concluiu que “num dia quente de verão, pode-se ver a possibilidade de congelar um homem até morrer”.
Em 1783, Franklin foi morar em Paris como o primeiro embaixador americano para a França, e o vulcão Laki na Islândia entrou em erupção de junho de 1783 a fevereiro de 1784. Na segunda metade de 1783, uma névoa persistente referida como “nevoeiro seco”, cobriu a Europa. O inverno seguinte de 1783-1784 foi muito frio tanto na Europa, como a Leste da América do Norte. Franklin concluiu que erupções vulcânicas podem estar relacionadas com nevoeiro seco e o subsequente tempo frio. Portanto, pode ser que o inverno de 1783-1784 foi mais severo do que aconteceu por muitos anos.
Nesta explicação, Franklin menciona o vulcão Hecla na Islândia, que entrou em erupção em 1768, e “um outro vulcão que surgiu fora do oceano”; supõe-se que ele deve realmente ter se referido ao Laki. Ele foi, portanto, um dos primeiros, se não o primeiro, a considerar os efeitos das erupções vulcânicas sobre o tempo e o clima e sugerir, que uma técnica útil para prever invernos mais frios, poderiam se basear naqueles efeitos. A erupção do vulcão Tambora em 1815, na Indonésia, confirmou estas ideias: 1816 se tornou um “ano sem verão” sobre partes da América e da Europa.
Em Paris, em 27 de agosto de 1783, J. A. C. Charles lançou o primeiro balão inflado com gás Hidrogênio. Franklin testemunhou este lançamento e mais tarde descreveu tais como os usos para as quais uma invenção pode ser colocada. Franklin estava certo: tais balões seriam logo usados por Charles e outros, como as primeiras plataformas das quais as medidas das variáveis como a temperatura e a umidade na atmosfera, acima da superfície, poderiam ser feitas.
Algumas invenções de Franklin
Lentes bifocais: Franklin e outras pessoas usavam dois óculos, um para perto e outro para longe, então teve a ideia de cortar dois pares de lentes, um para perto e o outro para longe, no sentido horizontal, encaixando a parte de cima das lentes para longe e a parte de baixo para perto, na mesma armação, surgindo assim os primeiros óculos bifocais.
Marcas d’água nas cédulas de dinheiro: para evitar falsificações, usou cascas de árvore na impressão, já que não existem duas iguais.
Aquecedor doméstico: inventado 1741 para aquecer residências.
Harmônica de vidro: instrumento musical composto por taças de vidro de diferentes tamanhos, presas a um bastão e parcialmente imersas na água. Através do toque dos dedos umedecidos, o músico pode tirar várias notas da escala e produzir melodias.
Quadrinhos: criou o primeiro desenho humorístico, com sátiras analisando a união das colônias contra a França.
Cateter flexível: considerada uma das suas grandes invenções, é instrumento médico criado por ele para ajudar o seu irmão John, que sofria com pedras nos rins e precisava usar um cateter de metal.
Mãos-de-pato: dispositivo aquático que funcionava como uma grande nadadeira, usado para acelerar e otimizar as braçadas. Desta invenção surgiram os “pés-de-pato”.
Franklin se tornou famoso também pelos seus ditados:
“Tostão poupado é tostão ganhado”
“Deitar cedo e acordar cedo, tornam o homem sadio, rico e sábio.”
“Nunca deixes para amanhã o que podes fazer hoje”.
“A preguiça anda tão devagar, que a pobreza facilmente a alcança.”
“Um irmão pode não ser um amigo, mas um amigo será sempre um irmão.”
“Viver é enfrentar um problema atrás do outro.”
“As três coisas mais difíceis do mundo são: guardar um segredo, perdoar uma ofensa e aproveitar o tempo.”
Autoria: Festa, M. (2020) Benjamin Franklin e a Meteorologia.