Adeus aos ventiladores: uma nova tecnologia promete ser o futuro do arrefecimento
Existe um novo método para melhorar os sistemas de arrefecimento atuais. Com materiais inovadores, a ciência aproxima-nos de processos mais eficientes e sustentáveis, beneficiando tanto os consumidores como o meio ambiente.
A busca por métodos de arrefecimento mais eficientes e sustentáveis levou os cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL) a explorar materiais inovadores. Com base nos avanços alcançados até agora, poderá revolucionar a forma como arrefecemos as nossas casas, carros e dispositivos eletrónicos.
Este laboratório – especializado em ciência e tecnologia e administrado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos – investiga uma das tecnologias mais promissoras. Este é o arrefecimento em estado sólido, que oferece inúmeras vantagens em relação aos sistemas tradicionais.
O que é refrigeração em estado sólido?
O arrefecimento em estado sólido depende de materiais especiais que absorvem e libertam calor quando expostos a um campo magnético, eliminando assim a necessidade de ventiladores tradicionais e peças móveis. Esta abordagem não só é mais eficiente, mas também mais 'amiga' do ambiente e como se não bastasse, estes sistemas são mais silenciosos, mais compactos e capazes de controlar a temperatura com grande precisão.
Este material tem a capacidade de mudar de forma e retornar ao estado original quando aquecido ou exposto a um campo magnético, processo conhecido como “efeito magnetocalórico”. Durante esta fase de transição, o material absorve calor do seu entorno e depois liberta-o, arrefecendo o ambiente.
Eficiência e potencial de refrigeração em estado sólido
A chave para a eficácia desta liga está na sua estrutura atómica, que está próxima de um estado desordenado denominado estado vítreo ferroico. Esses estados melhoram a capacidade do material de armazenar e libertar calor.
Usando ferramentas avançadas, os investigadores descobriram padrões sincronizados de vibrações (fônons) e ondas magnéticas (magnes) dentro do material, chamados modos híbridos localizados de magnon-fônon. Estes modos afetam significativamente as propriedades térmicas do material.
Quando um campo magnético é aplicado, esses modos híbridos alteram as vibrações do material, alterando sua estabilidade e comportamento. Esta mudança aumenta a capacidade do material de armazenar e libertar calor, triplicando o poder de arrefecimento da liga com memória de forma magnética.
Vantagens ambientais
Os métodos tradicionais de arrefecimento dependem de ventiladores que podem ser prejudiciais ao meio ambiente e de sistemas mecânicos complexos que são barulhentos e propensos a falhas. Por outro lado, o arrefecimento em estado sólido oferece uma alternativa mais limpa, silenciosa e eficiente.
A investigação do ORNL representa um passo significativo em direção a uma vida mais sustentável, proporcionando um vislumbre do futuro da refrigeração. A capacidade destes materiais inovadores para melhorar a eficiência e reduzir o impacto ambiental torna-os uma opção atrativa para diversas aplicações, desde a refrigeração doméstica à industrial.
O seu computador pode ser arrefecido assim!
Um exemplo notável de como esta tecnologia pode ser aplicada no mundo real é o inovador sistema de refrigeração denominado AirJet da empresa americana Frore Systems. Este foi apresentado na última edição da International Consumer Electronics Show (CES) em Las Vegas e utiliza um princípio semelhante ao arrefecimento em estado sólido para arrefecer dispositivos eletrónicos sem a necessidade de ventiladores.
O referido dispositivo utiliza minúsculas membranas que vibram em frequência ultrassónica para gerar uma corrente de ar que maximiza a transferência de energia térmica. Esta tecnologia permite arrefecer chips em laptops, smartphones, tablets e SSDs de maneira mais eficiente e silenciosa do que os ventiladores convencionais.
O futuro mais perto do que pensamos
O arrefecimento de estado sólido representa um avanço revolucionário na tecnologia de refrigeração. A implementação deste tipo de tecnologia em situações da vida quotidiana poderá ser concretizada muito em breve.
Com materiais como ligas com memória de forma magnética, é possível desenvolver sistemas de refrigeração mais eficientes, silenciosos e ecológicos. Além disso, aplicações como as mencionadas para a refrigeração de chips de computador demonstram o potencial desta tecnologia para transformar a refrigeração de todos os tipos de dispositivos eletrónicos, oferecendo soluções compactas e de baixo consumo de energia.