Cientistas Usam Energia Humana Para Gerar Eletricidade Pesquisadores acreditam que atividades cotidianas podem produzir correntes que alimentem pequenos dispositivos ©Sergej Khakimullin/ Shutterstock Desde andar a apertar de botões, humanos estão constantemente gerando energia. Agora pesquisadores estão aproveitando esses movimentos para energizar o mundo. Coletar a energia dos arredores ou das atividades de alguém, em vez de usar bateria ou tomada, tem algumas vantagens importantes: as fontes de eletricidade são grátis e os dispositivos têm mais mobilidade. Isso é particularmente útil para aparelhos médicos eletrônicos como bombas de insulina e marca-passos. Coletores de energia, além disso, prolongam a vida das baterias de smartphones e laptops. A ideia não é nova: rádios de galena, por exemplo, existem desde o início do século 20 e retiram eletricidade de ondas de rádio. Mas as atuais estratégias de coleta não são muito eficientes – e a energia de nosso ambiente é muito difusa. Isso significa que luzes brilhantes, grandes gradientes de temperatura ou caminhadas longas e aceleradas são necessárias para produzir uma quantidade apreciável de energia e, mesmo assim, pode não ser muito. Agora pesquisadores estão encontrando novas maneiras de aumentar a eficácia da coleta e reduzir seu custo. Além disso, estão sendo produzidos eletrônicos que usam menos energia de modo que, um dia, seu telefone possa funcionar com o balançar de seu bolso e alguns tapinhas. No Laboratório Nacional Lawrence Berkeley cientistas apresentaram, no mês passado, um dispositivo que usa vírus para traduzir pressão em eletricidade. O aparelho se baseia na piezeletricidade, fenômeno em que uma carga elétrica é produzida em determinado material quando este é deformado ou pressionado mecanicamente. Nesse caso a equipe usou um vírus M13 modificado, que normalmente infecta bactérias, para produzir o material. A diversão começa em 50 nanoamperes O dispositivo consegue produzir 6 nanoamperes de corrente e 400 milivolts de potencial, aproximadamente um quarto da saída de uma pilha AAA: o suficiente para ativar brevemente uma tela monocromática de cristal líquido com um gerador de um centímetro quadrado quando pressionado. Os pesquisadores publicaram seus resultados na Nature Nanotechnology. Ramamoorthy Ramesh, pesquisador da divisão de ciência de materiais do LNLB e um dos coautores do estudo, explicou que vírus podem se reproduzir e formar estruturas de escalas nanométricas por si mesmos, o que os torna uma atraente alternativa de baixo custo a dispositivos piezoelétricos convencionais, que podem usar químicos caros ou tóxicos. O material virótico pode também ser espirrado sobre uma superfície e tem o potencial de transformar qualquer parede ou piso em coletor da energia de passos e vibrações. No momento, o gerador virótico é fraco demais para fornecer qualquer quantidade prática de energia, apesar de os pesquisadores fazerem melhorias e afirmarem que não estão longe de um produto útil. “Se chegarmos a 50 ou 70 [nanoamperes], será hora da festa. A diversão vai começar”, entusiasma-se Ramesh. Pesquisadores do Reino Unido também desenvolveram recentemente um gerador piezoelétrico, uma joelheira que reúne elétrons com o caminhar. Conforme o joelho do usuário se flexiona, quatro lâminas no dispositivo são “puxadas” e, em seguida, vibram como a corda de uma guitarra e produzem eletricidade. Atualmente o dispositivo produz cerca de 2 miliwatts de energia, mas pesquisadores esperam atingir 30 miliwatts com algumas modificações. Michele Pozzi, líder do projeto e pesquisadors de coleta de energia na Escola de Ciências Aplicadas da Cranfield University, declarou em um artigo que espera que o dispositivo custe £10 por unidade quando a produção for aumentada. As descobertas foram publicadas neste mês em Smart Materials and Structures. Mas dá pra ligar uma televisão? Ainda que os coletores de energia estejam no mercado, o grande obstáculo é conseguir o suficiente de energia utilizável para ligar um sensor, lâmpada ou tela. Isso significa produzir mais eletricidade do que o dispositivo precisa, para que assim ele tenha o bastante para armazenar e permanecer funcionando consistentemente. “Em alguns casos, podemos coletar apenas um microwatt”, explicou David Freeman, tecnólogo-chefe da empresa de soluções energéticas Texas Instruments. “Se seu dispositivo só precisa de um microwatt, você não está fazendo nada por ninguém”. Para a Texas Instruments, a solução é tanto produzir dispositivos que usam menos eletricidade quanto tornar os coletores mais eficientes. “Foi só nos últimos três, quatro ou cinco anos que os [coletores] relataram energia suficiente para serem úteis e a energia dos dispositivos ficou baixa o suficiente para que eles funcionassem”, apontou Freeman. Um possível uso para os coletores é a construção de sensores que podem monitorar a qualidade do ar. Operadores podem usar redes sem fio para coletar essas informações e aquecer ou resfriar ambientes. “O objetivo da maioria dessas aplicações é do tipo “abrir e fixar’”, explicou Freeman, ressaltando que o melhor local para um sensor é bem longe de quaisquer fios elétricos. Locais assim podem ser difíceis de alcançar, então trocar baterias frequentemente seria muito inconveniente, o que os torna usuários ideais de coletores. Para esse fim, a empresa está produzindo circuitos integrados e microprocessadores que precisam de muito menos energia. “Cada geração usa menos energia que a anterior”, destacou Freeman. “Conforme continuamos a reduzir a energia requerida por esses dispositivos, tornamos a peça coletora mais prática”. De acordo com Freeman, a tecnologia coletora dominante é de pequenos painéis fotovoltaicos, já que coletores vibracionais e de rádio ainda não capturam energia suficiente para fazer funcionar tanto o sensor quanto o transmissor. Recentemente a empresa fez um protótipo de teclado sem fio que funciona a partir de luzes caseiras e sua bateria tem uma vida que está de acordo com o tempo de duração do dispositivo, de três a cinco anos. Além disso, a Texas Instruments está desenvolvendo sensores para monitorar equipamentos industriais e estradas, onde as frequências de movimento regulares podem ser mais adequadas a coletores vibracionais.
Posted on: Thu, 05 Dec 2013 03:44:27 +0000
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