A promessa dos refrigeradores de estado sólido, impulsionados por músculos artificiais, é cativante. A possibilidade de alcançar uma eficiência energética até 10 vezes maior do que os modelos convencionais, independentemente do tamanho, abre novos horizontes na conservação de energia.
No entanto, um desafio substancial surge quando se considera o fenômeno da fadiga dos músculos artificiais, semelhante ao que ocorre nos músculos biológicos. Essa fadiga limita a eficácia e a durabilidade desses dispositivos. Contudo, pesquisadores da Universidade de Saarland, na Alemanha, estão avançando nesse campo, especialmente utilizando o nitinol, uma liga de níquel e titânio, como material para os músculos artificiais.
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Recentemente, eles demonstraram sua técnica em uma pequena geladeira, capaz de gelar uma garrafa de cerveja. Embora seja um protótipo inicial, os resultados validam o potencial significativo dessas inovações. O Professor Stefan Seelecke destaca: “Nosso método elastocalórico permite diferenças de temperatura de aproximadamente 20 graus Celsius sem recorrer a refrigerantes prejudiciais ao clima, representando uma melhoria energética considerável em comparação com as tecnologias convencionais.”
Memória de forma é a chave
A chave para o transporte eficiente de calor reside na característica de memória de forma dos músculos artificiais feitos de nitinol. Esses fios, ao serem deformados, retornam à sua forma original sem a necessidade de energia externa. Assim como os músculos biológicos, eles podem contrair e relaxar, mas com uma vantagem crucial: não consomem energia para retornar ao estado inicial.
Essa propriedade é derivada das duas redes cristalinas do nitinol, que podem se transformar uma na outra durante as transições de fase. Durante esse processo, os fios absorvem e liberam calor repetidamente, possibilitando o resfriamento ou o aquecimento de um ambiente fechado.
Desafios e perspectivas
Embora o princípio por trás dessa tecnologia pareça simples, sua implementação é complexa. Na geladeira de demonstração, um dispositivo de came especialmente projetado impulsiona feixes de fios de nitinol, gerando o movimento necessário para o resfriamento. A otimização desse processo é crucial para viabilizar economicamente essa tecnologia.
A equipe agora está focada em aprimorar o conceito, explorando métodos para manter os fios em movimento contínuo, otimizando os fluxos de ar e determinando a configuração ideal dos fios para diferentes níveis de resfriamento.
Além das geladeiras, o potencial dos elastocalóricos se estende a uma variedade de aplicações, como refrigeração industrial e de veículos elétricos, promovendo a mobilidade elétrica, e até mesmo eletrodomésticos. O Professor Paul Motzki enfatiza o compromisso da equipe em explorar esse potencial inovador em diversas áreas, impulsionando avanços significativos na eficiência energética e na sustentabilidade.
Fonte: Inovação Tecnológica
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