Engenheiros da Universidade da Califórnia, em Davis, desenvolveram um dispositivo que aproveita a diferença de temperatura entre o calor da Terra e o frio extremo do espaço para gerar energia mecânica à noite. O sistema poderia eventualmente ajudar a ventilar estufas e outros edifícios sem depender de combustível. Pesquisa mostra A ciência avança.
O dispositivo é baseado em um motor Stirling, um tipo de máquina projetada para converter calor em movimento mecânico. Ao contrário dos motores de combustão interna, que requerem uma grande diferença de temperatura para funcionar de forma eficiente, os motores Stirling podem operar com diferenças de temperatura muito menores. Jeremy Munday, professor de engenharia elétrica e de computação na UC Davis e coautor do estudo, explicou que o contraste de temperatura entre uma xícara de café quente e o ar circundante pode ser tão modesto quanto isso.
“Esses motores são muito eficientes quando existem apenas pequenas diferenças de temperatura, enquanto outros tipos de motores funcionam melhor com grandes diferenças de temperatura e podem produzir mais potência”, disse Munday.
Numa configuração típica, um lado de um motor Stirling é mantido quente e o outro lado é resfriado. O contraste de temperatura aciona um pistão, gerando assim energia mecânica.
“Se você simplesmente colocá-lo sobre a mesa, ele não produzirá energia por si só, porque todos os lados têm a mesma temperatura”, disse Munday.
Usando o espaço profundo como reservatório frio
Normalmente, a diferença de temperatura é criada pelo aquecimento de um lado do motor com a fonte de combustível. Em vez de queimar combustível, Munday e o pesquisador Tristan Deppe exploraram se o lado frio poderia estar conectado a algo muito mais frio e distante: o espaço profundo.
“Na verdade, ele não precisa tocar fisicamente o espaço, ele pode apenas interagir com o espaço de forma radiativa”, disse Munday. Em uma noite clara e fria, o calor irradia naturalmente do seu corpo para o céu, fazendo com que sua cabeça fique mais fria. A equipe pretendia usar o mesmo efeito.
Seu projeto coloca um motor Stirling simples (basicamente um pistão que aciona um volante) no topo de um painel que atua como uma antena irradiadora de calor. Todo o sistema fica do lado de fora à noite. O solo fornece calor em um lado do motor, enquanto o painel desvia o calor para cima, conectando efetivamente o outro lado para resfriar o espaço.
Testes noturnos mostram resultados promissores
Após um ano de testes noturnos, os pesquisadores descobriram que o dispositivo compacto poderia gerar pelo menos 400 miliwatts de potência mecânica por metro quadrado. Na demonstração, o motor aciona diretamente um pequeno ventilador. Ele foi conectado a um pequeno motor elétrico para gerar corrente elétrica.
Estes resultados mostram que quantidades significativas de energia podem ser capturadas do céu noturno. Segundo Mund, o método funciona melhor em áreas com baixa umidade e céu sempre limpo. No futuro, a tecnologia poderá ajudar a ventilar estufas ou edifícios residenciais sem fontes de energia convencionais.
UC Davis registrou uma patente provisória relacionada à invenção.
