Refrigerar ou aquecer um ambiente com ar condicionado é um problema. É claro que eles cumprem sua função, mas são sistemas pouco eficientes, que geram poluição e consomem energia elétrica. Existem alternativas ao ar condicionado (como ventiladores de teto ou aparelhos de ar condicionado evaporativos, por exemplo), mas há quem esteja pesquisando soluções mais eficientes sem abrir mão do conforto térmico.
E a chave pode estar em um sistema semelhante a um pulmão que gera frio e calor graças a uma liga conhecida como nitinol.
Músculos artificiais. O nitinol é uma liga de níquel e titânio que possui uma propriedade muito interessante: tem efeito de memória de forma. Isso significa que, dependendo da temperatura aplicada, pode recuperar sua forma de forma suave e rápida. Em sua composição interna, os átomos se movem um pouco em relação à sua posição de equilíbrio. Assim, ao esfriar, fica maleável e pode mudar de forma, recuperando sua forma original quando aquecido.
A liga que respira. Sabendo disso sobre o nitinol, vamos ao trabalho realizado na Universidade do Sarre. Basicamente, é o que vocês podem ver na imagem da capa: uma espécie de geladeira que cabe apenas uma garrafa. Sim, não é a coisa mais eficiente do mundo, mas é apenas um protótipo criado com algo que chamam de “músculos artificiais” à base de nitinol.
Esta liga cobre a área interna e funciona graças a um came que gira continuamente os ‘fios’ de nitinol. São feixes desta liga com cerca de 200 mícrons de espessura que circundam uma câmara de resfriamento circular e o processo é ‘simples’: “à medida que se movem em círculo, são carregados mecanicamente de um lado e descarregados do outro”, explica Lukas Ehl, um dos gestores.
Isso faz com que o ar seja canalizado através dos feixes giratórios da câmara de resfriamento para a área externa e, enfim, o que eles fazem é captar o calor de dentro da câmara que desejam resfriar e liberá-lo para o exterior. Como respirar, inspirar ar frio e liberar ar quente.
Aquecedor de geladeira. “Com este método, a câmara de resfriamento é resfriada em cerca de 10-12 graus Celsius”, diz Nicolas Scherer, outro pesquisador do projeto. Agora, isso não tem aplicação apenas em refrigeradores, mas também em sistemas de aquecimento porque, como já mencionamos, o ar retirado da câmara frigorífica é expelido dela na forma de calor. Na verdade, o protótipo de refrigerador que eles prepararam funciona continuamente como refrigerador e aquecedor.
É um processo bem diferente dos atuais, baseado em resistências que aquecem o ar ao seu redor ou em aparelhos de ar condicionado que utilizam um sistema de gases e compressores.
Mais eficiente e responsável. Stefan Seelecke é quem dirige a pesquisa na Universidade do Sarre e afirma que este processo elastocalórico “permite atingir diferenças de temperatura de cerca de 20 graus Celsius sem a necessidade de utilizar refrigerantes prejudiciais ao clima”. Além disso, garante que é muito mais eficiente do ponto de vista energético do que as atuais tecnologias convencionais.
E não parece ser um projeto pequeno, já que esta tecnologia é fruto de mais de uma década de pesquisas em projetos deste tipo para dar origem a novos formatos de transferência. No total, o Ministério Federal da Educação e Pesquisa investiu cerca de 17 milhões de euros nestes projetos e tanto a Comissão Europeia quanto o Departamento de Energia dos Estados Unidos consideram que esta solução é uma alternativa promissora às tecnologias atuais.
Além da geladeira. Agora, embora a teoria seja simples, há uma série de questões que os pesquisadores devem estudar para que o sistema seja viável. Por exemplo, quantos cabos devem ser agrupados, com que força devem ser esticados e contraídos e por quanto tempo para garantir um desempenho ideal e uma boa vida útil. Para isso, eles desenvolveram softwares que permitem calcular as variáveis, bem como simular cenários e investigar o ciclo do produto: desde a produção de materiais, a fabricação de dispositivos e sua reciclagem.
Paul Motzki, professor da Universidade do Sarre e da ZeMa, acredita que as câmaras frigoríficas são apenas o começo e que o potencial dos elastocalóricos deve ser estudado para “uma ampla gama de aplicações, como refrigeração industrial, refrigeração de veículos elétricos e eletrodomésticos”. Agora, outro problema é ver como, por exemplo, em uma geladeira doméstica, o calor gerado pelo eletrodoméstico é contido para que, no verão, a comida não fique fria por dentro, mas transforme a casa em um forno.
Os responsáveis por este projeto levarão sua câmara frigorífica de nitinol para a feira de Hannover, que acontecerá de 22 a 26 de abril. Certamente poderemos ter uma demonstração desta interessante aplicação.
Imagem | Universidade do Sarre
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