Engenheiros da Universidade da Califórnia, em Davis, inventaram um dispositivo que aproveita a diferença de temperatura entre o calor da Terra e o frio extremo do espaço sideral para gerar energia mecânica à noite. O sistema poderia eventualmente ajudar a ventilar estufas e outros edifícios sem depender de combustível. O estudo aparece em progresso científico.
O dispositivo é baseado em um motor Stirling, uma máquina projetada para converter calor em movimento mecânico. Ao contrário dos motores de combustão interna, que requerem grandes diferenças de temperatura para funcionar de forma eficiente, os motores Stirling podem operar com diferenças térmicas menores. O contraste de temperatura pode ser tão suave quanto aquele entre uma xícara de café quente e o ar circundante, explicou o coautor do estudo, Jeremy Munday, professor de engenharia elétrica e de computação na UC Davis.
“Esses motores são muito eficientes quando há pequenas diferenças de temperatura, enquanto outros tipos de motores funcionam melhor com maiores diferenças de temperatura e podem produzir mais potência”, disse Mundy.
Numa configuração típica, um lado do motor Stirling permanece quente enquanto o outro lado esfria. O contraste de temperatura aciona o pistão, que por sua vez gera energia mecânica.
“Se você simplesmente colocá-lo sobre uma mesa, ele não gerará eletricidade por si só, porque a temperatura é a mesma em todos os lados”, disse Mundy.
Usando espaço profundo como armazenamento refrigerado
Normalmente, uma diferença de temperatura é criada pelo aquecimento de um lado do motor com uma fonte de combustível. Em vez de queimar combustível, Mundy e o investigador Tristan Depay estão a explorar se o lado frio pode estar relacionado com objetos mais frios e distantes: o espaço profundo.
“Na verdade, ele não precisa tocar fisicamente o espaço, apenas interage radiativamente com o espaço”, disse Mundy. Em uma noite clara e fria, o calor irradia naturalmente do seu corpo para o céu, o que pode deixar sua cabeça mais fria. A equipe pretende usar o mesmo efeito.
Seu projeto coloca um motor Stirling simples – essencialmente um pistão que aciona um volante – no topo de um painel que atua como uma antena irradiadora de calor. Todo o sistema está localizado ao ar livre à noite. O solo fornece calor para um lado do motor, enquanto os painéis liberam calor para cima, conectando efetivamente o outro lado ao espaço mais frio.
Experimento noturno mostra resultados promissores
Após um ano de testes noturnos, os pesquisadores descobriram que o dispositivo compacto pode gerar pelo menos 400 miliwatts de potência mecânica por metro quadrado. Na demonstração, o motor acionou diretamente um pequeno ventilador. Também está conectado a um pequeno motor elétrico para gerar corrente elétrica.
Estes resultados mostram que grandes quantidades de energia podem ser capturadas do céu noturno. Mundy disse que esse método funciona melhor em áreas com baixa umidade e céu limpo e consistente. No futuro, a tecnologia poderá ajudar a ventilar estufas ou edifícios residenciais sem fontes de energia tradicionais.
UC Davis entrou com pedido de patente provisória relacionada à invenção.
