Startups europeias estão a testar sistemas de arrefecimento que dispensam por completo os gases refrigerantes tradicionais, apostando em ligas metálicas, campos magnéticos e pressão para retirar calor do ar. A tecnologia ainda está a dar os primeiros passos, mas pode vir a mudar por completo a forma como se arrefecem casas e edifícios.
Com o calor a bater recordes na Europa, a corrida ao ar condicionado tornou-se inevitável, mas problemática.
Os sistemas convencionais dependem de gases refrigerantes eficazes, mas ambientalmente perigosos, e a União Europeia (UE) já decidiu travar o seu uso.
Neste contexto, surge uma nova geração de tecnologias de arrefecimento em estado sólido, a sair dos laboratórios para os primeiros testes reais.
O problema do ar condicionado tradicional
A generalidade dos aparelhos de ar condicionado funciona com base num ciclo em que um gás refrigerante passa entre estado líquido e gasoso para transferir calor.
O método é eficaz, mas tem um custo elevado, pois consome muita energia e, em caso de fuga, os gases fluorados usados atualmente podem ter um impacto no aquecimento global milhares de vezes superior ao do CO2.
As alternativas químicas existem, como o propano ou o amoníaco, mas trazem outros problemas, nomeadamente a inflamabilidade e a toxicidade.
Juntando isto ao facto de o arrefecimento já representar cerca de 3% das emissões globais de gases com efeito de estufa, e com a procura de eletricidade para climatização a poder mais do que triplicar até 2050, a indústria anda à procura de alternativas radicalmente diferentes.
Apesar de apenas 20% dos lares europeus terem ar condicionado, mais famílias tenderão a adotá-los à medida que as ondas de calor se tornam mais frequentes e intensas.
Arrefecer as casas sem gases
O chamado arrefecimento de estado sólido é uma família de tecnologias que dispensa por completo os refrigerantes químicos, conforme explorado pelo Wired.
Em vez disso, recorre a materiais que aquecem ou arrefecem quando sujeitos a uma força externa, seja pressão mecânica, corrente elétrica ou um campo magnético.
Na Universidade de Saarland, na Alemanha, uma equipa liderada por Paul Motzki está a testar ligas de níquel-titânio que arrefecem quando são esticadas e depois soltas, um processo conhecido como arrefecimento elastocalórico.
O professor Paul Motzki está a desenvolver novos refrigerantes para tecnologia climática, chamados elastocalóricos, juntamente com o grupo de investigação do professor Dirk Bähre. Crédito: Oliver Dietze/Universidade de Saarland
Os primeiros resultados apontam para reduções de temperatura interior entre cinco a 10 ºC, com uma eficiência superior à dos sistemas convencionais.
O projeto conta com o apoio de uma bolsa de quatro milhões de euros do Conselho Europeu de Inovação (EIC Pathfinder), e integra ainda universidades de Itália e da Eslovénia.
Em parceria com a irlandesa Exergyn, a equipa espera ver a tecnologia instalada em edifícios novos já nos próximos anos.
Entretanto:
- A canadiana Mimic Systems testa uma bomba de calor baseada em semicondutores, já com um protótipo instalado num apartamento em Vancouver.
- A alemã Magnotherm aposta em campos magnéticos e prepara-se para testar o sistema numa cadeia de supermercados antes de avançar para o ar condicionado doméstico.
- Já no Reino Unido, a Barocal, uma spin-off de Cambridge, desenvolve cristais de plástico que libertam calor quando comprimidos, uma abordagem que já lhe valeu 10 milhões de dólares em financiamento inicial.
Estudantes de doutoramento Thorben Trodler (à esquerda) e Michael Fries (à direita) estão envolvidos na otimização destas delicadas estruturas de troca de calor feitas de liga de níquel-titânio, através das quais o ar e a água podem fluir. As estruturas tridimensionais de liga são produzidas camada por camada usando fabricação aditiva numa impressora 3D. Crédito: Oliver Dietze/Universidade de Saarland
Faltam testes à escala real
Apesar do entusiasmo, ninguém garante que estas tecnologias estejam prontas para o mercado de massas. Um dos maiores desafios é a durabilidade, pois sistemas que dependem de esticar ou comprimir materiais repetidamente ao longo de anos precisam de provar que resistem a milhões de ciclos sem falhar, e os consumidores esperam que um aparelho de climatização dure largos anos.
Ainda assim, fabricantes de peso já investem diretamente nestas startups, sugerindo confiança crescente de que a tecnologia pode, eventualmente, sair do nicho e chegar ao mercado geral.
Uma peça de um problema maior
Importa ressalvar ainda que nenhuma destas tecnologias resolve, por si só, o problema do calor na Europa. Afinal, muitos edifícios europeus foram construídos para reter calor, não para o dissipar, e as zonas urbanas densas tendem a agravar esse efeito.
Por isso, especialistas defendem uma “hierarquia do arrefecimento”:
- Primeiro, reduzir a acumulação de calor através de sombras, ventilação e materiais refletores;
- Depois, recorrer a soluções mecânicas.
Cidades como Paris já vão nessa direção, com uma rede de arrefecimento urbano que faz circular água fria do rio por tubagens subterrâneas para arrefecer edifícios públicos.