Sistema de Resfriamento Passivo Sem Energia Alcança 40°C Abaixo da Temperatura Ambiente

Os mecanismos de resfriamento existentes dependem de sistemas de compressão de vapor e resfriamento a fluido, que são bastante complexos e caros. Sistemas de resfriamento passivo, por outro lado, como o resfriamento radiativo atmosférico, usam a atmosfera da Terra em comprimentos de onda do infravermelho médio para reduzir temperaturas em níveis significativos.

Como Funciona o Novo Sistema

O novo sistema de resfriamento passivo simplesmente bloqueia a luz solar direta, usando uma pequena faixa colocada a 90 graus para cobrir o caminho do Sol pelo céu. Isso elimina a necessidade de instrumentos de rastreamento.

Um instrumento branco simples, desenvolvido combinando alumínio polido, filme plástico de baixo custo e isolamento, permite emissão suficiente de calor via radiação na faixa do infravermelho médio. Mais especificamente, aproveita a sobreposição espectral da emissão radiativa de objetos terrestres próximos à temperatura ambiente entre o comprimento de onda de 8 e 13 micrômetros.

Ao colocar um guarda-chuva sobre o sistema e complementá-lo com isolamento, os pesquisadores tornaram o resfriamento mais eficaz durante o dia. Realizaram experimentos ao ar livre e descobriram que o sistema bloqueava efetivamente a luz solar direta enquanto emitia continuamente comprimentos de onda do infravermelho médio para o céu.

Referência: Nature Communications | doi:10.1038/s41467-018-07293-9 | MIT

Há algumas décadas, cientistas apenas desenvolviam sistemas para reduzir aquecimento. Agora, estão usando inteligentemente sombras junto com mecanismos de filtragem de luz para baixar a temperatura.

Limitações e Aplicações

Crédito da imagem: Bikram Bhatia / MIT

O sistema não funciona corretamente em atmosfera úmida. Reduz a quantidade de emissão infravermelha através do ar, limitando o resfriamento a 20°C (abaixo da temperatura ambiente). No entanto, se o ambiente for seco, pode render até 40°C de resfriamento.

Além disso, este sistema não pode ser usado para resfriar casas ou edifícios inteiros. Só poderia ser usado para aplicações de refrigeração, como armazenar alimentos e medicamentos em áreas quentes e fora da rede. Embora a abordagem não seja poderosa o suficiente para baixar temperaturas até os níveis necessários, pode pelo menos diminuir a carga nos sistemas de resfriamento existentes, fornecendo apenas a última fase de resfriamento.

Também poderia ser usado em sistemas fotovoltaicos concentrados, nos quais espelhos especiais focam raios solares nas células solares para elevar sua eficiência. Esses sistemas frequentemente superaquecem e exigem manutenção térmica regular. O sistema de resfriamento passivo pode controlar facilmente esse problema de aquecimento, eliminando a necessidade de gerenciamento térmico ativo.

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Nos próximos anos, os pesquisadores tentarão melhorar o sistema. O maior desafio seria descobrir um material isolante capaz de impedir que todo o sistema aqueça excessivamente pelo ar externo.