Engenheiros da Universidade da Califórnia, em Davis, criaram um dispositivo que produz energia mecânica à noite, aproveitando a diferença de temperatura entre o calor da Terra e o frio extremo do espaço sideral. O sistema poderia eventualmente ajudar a ventilar estufas e outros edifícios sem depender de combustível. O estudo aparece em Conquistas da ciência.
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 calor muito menores. Jeremy Munday, professor de engenharia elétrica e de computação da Universidade da Califórnia, em Davis, e coautor do estudo, explicou que o contraste de temperatura pode ser tão modesto quanto entre uma xícara de café quente e o ar circundante.
“Esses motores são muito eficientes quando há apenas pequenas diferenças de temperatura, enquanto outros tipos de motores funcionam melhor com grandes diferenças de temperatura e podem produzir mais energia”, disse Munday.
Numa configuração típica, um lado do motor Stirling é mantido quente e o outro lado é resfriado. O contraste de temperatura aciona o pistão, que por sua vez produz energia mecânica.
“Se você simplesmente colocá-lo sobre uma 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 uma fonte de combustível. Em vez de queimar combustível, Munday e o pesquisador de pós-doutorado Tristan Deppe investigaram 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, pode apenas interagir radiativamente com o espaço”, 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 tentou usar o mesmo efeito.
Seu projeto coloca um motor Stirling simples (essencialmente um pistão acionando um volante) em um painel que atua como uma antena que irradia calor. À noite, todo o sistema fica do lado de fora. O solo fornece calor em um lado do motor, enquanto o painel irradia calor para cima, conectando efetivamente o outro lado ao espaço frio.
Experimentos noturnos mostram 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. Nas demonstrações, o motor alimentava diretamente um pequeno ventilador. Também foi conectado a um pequeno motor elétrico para gerar corrente elétrica.
Estes resultados mostram que uma quantidade significativa de energia pode ser extraída do céu noturno. Segundo Manday, essa abordagem funciona melhor em regiões 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 preliminar para a invenção.
