Arrefecimento climático - A incrível tecnologia passiva ao resgate

Arrefecimento do céu noturno

O termo "gases com efeito de estufa" significa que certos gases bloqueiam a radiação térmica.
Diluídos na atmosfera, estes gases impedem que o calor (radiação térmica) se escape para o espaço. Sem este efeito, congelaríamos assim que o sol se pusesse.Atualmente, é mais provável que se verifique uma subida radical da temperatura devido a um aumento do efeito de estufa.

A situação não é bem assim. Mas embora estes gases bloqueiem a radiação térmica, não a bloqueiam em todas as frequências. Existe uma janela de transmissão no infravermelho, entre 8 e 13 microns, na qual estes gases são transparentes e através da qual a radiação térmica pode escapar, nestas frequências específicas.

Este fenómeno foi observado durante séculos em muitos países, quando a água congelava à noite, apesar de a temperatura do ar estar muito acima de zero. Este fenómeno foi designado por "arrefecimento noturno", com o aparecimento de geada nas plantas e a formação de gelo em massas de água finas, mesmo quando a temperatura é de 4 ou 5°.Mas o arrefecimento por radiação é insuficiente durante o dia para contrabalançar o calor do Sol, que cobre quase todas as outras frequências. Assim, o fenómeno limita-se às noites de céu limpo.

O problema

Atualmente, 17% do consumo mundial de energia é utilizado para a refrigeração e é responsável por 8% das emissões de gases com efeito de estufa (climatização de casas e escritórios, cadeia de frio alimentar, refrigeração de servidores, etc.). Esta percentagem está a aumentar constantemente, especialmente nos países em desenvolvimento, onde as tecnologias de ar condicionado são agora economicamente acessíveis, aumentando a produtividade e melhorando a qualidade de vida.

Aaswath Raman, um investigador da Universidade de Stanford, interrogou-se sobre a forma como esta janela de arrefecimento poderia ser utilizada para melhorar os sistemas de ar condicionado. A necessidade de melhoramento era óbvia para ele, porque à medida que a atmosfera aquece, a utilização de ar condicionado torna-se necessária e torna-se ela própria uma fonte de aquecimento.A necessidade de melhoria parecia-lhe óbvia, porque à medida que a atmosfera aquece, a utilização do ar condicionado torna-se cada vez mais necessária, tornando-se ela própria uma fonte de aquecimento, tanto pela energia que consome como pelo calor que liberta.

A solução

O investigador e a sua equipa desenvolveram uma superfície reflectora que transforma e reemite uma grande parte da radiação térmica em frequências que não são bloqueadas pelos gases com efeito de estufa.Como resultado, esta superfície exposta ao sol torna-se entre 4 e 5°C mais fria do que a temperatura ambiente.

O espaço acima da atmosfera está a -270°C, que é onde a radiação térmica se difunde. O revestimento é constituído por diferentes camadas de óxidos de silício e de háfnio, prata, titânio e silício em espessuras específicas, com base nos conhecimentos adquiridos na investigação em nanofotónica. Tudo isto numa película com uma espessura total inferior a dois microns (0,0018 mm), 50 vezes mais fina do que um cabelo humano! A tecnologia está a ser comercializada pela SkyCool Systems.

A sua utilização é muito diversificada, abrindo a porta a uma verdadeira revolução energética.A tecnologia SkyCool Systems é utilizada para o arrefecimento de sistemas de refrigeração em geral, mas também para o arrefecimento de painéis solares, para o arrefecimento passivo de edifícios e, finalmente, para a produção de energia a partir da diferença de temperatura entre o espaço e a Terra.

Quantos programas de formação e quantos empregos é que isto vai criar? Considerando todos os que têm calor, provavelmente muitos!

Na sua trilogia "Fundação", Isaac Asimov descreve o "Setor Kan", situado no pólo sul de Trantor, o planeta capital do Império. Este sector foi dedicado à evacuação do calor produzido pelos 40 mil milhões de habitantes do planeta. É provável que não cheguemos a esse nível de população, mas podemos ter a certeza de que a evacuação do calor que produzimos será um desafio interessante para a nossa civilização.

Referências

Como podemos transformar o frio do espaço exterior num recurso renovável - Aaswath Raman - Ted Conference 2018
https://www.ted.com/talks/aaswath_raman_how_we_can_turn_the_cold_of_outer_space_into_a_renewable_resource

Transcrição da conferência

SkyCool Systems - http://skycoolsystems.com/

Trantor - Wikipedia - https://fr.wikipedia.org/wiki/Trantor

O caso do otimismo em relação às alterações climáticas - Al Gore - Ted 2016
https://www.ted.com/talks/al_gore_the_case_for_optimism_on_climate_change#t-1492168