Sustentabilidade
Um mundo de demandas crescentes de energia e recursos cada vez menores deve necessariamente buscar novas fontes de energia.
A energia renovável tem sido um tema de discussão sempre popular nos últimos anos, mas a idéia é anterior a toda conversa sobre "pico do petróleo": por exemplo, tanto a energia eólica quanto a solar são idéias centenárias. O número de patente US389124, “Solar Cell”, data de 1888, enquanto a energia eólica ainda é mais antiga: na Europa, os moinhos de vento têm sido usados para moer grãos durante grande parte do último milênio. (No entanto, um moinho de vento foi usado pela primeira vez para produzir eletricidade relativamente recentemente, no ano de 1887 em Glasgow.)
Alternativas aos combustíveis fósseis e outros recursos não renováveis continuam sendo desenvolvidas hoje. Aqui estão 8 deles. Embora muitos envolvam custos iniciais consideráveis e não sejam realmente implementáveis em larga escala, eles representam novas e interessantes direções de pensamento. Otimista, esperamos que eles ajudem a direcionar a produção de energia em direção a um futuro mais sustentável (por meio de engenharia legal).
1. Ondas do mar
Esta é uma história sobre uma bóia e uma garota. É um trocadilho horrível, mas sério: a engenheira elétrica Annette von Jouanne está tentando aproveitar o poder do mar através de uma bóia cuidadosamente construída. A idéia é notavelmente simples: prenda um fio de cobre. Coloque um ímã em torno dele. Mova o ímã para cima e para baixo (nesse caso, esse é o trabalho deixado para as ondas). Isso induz uma corrente elétrica no fio, como muitos se lembrarão do laboratório de física do ensino médio. Inspirado pela agitação da água enquanto surfava na costa do Havaí, von Jouanne aumentou a idéia e a colocou no mar, na tentativa de utilizar a energia cinética constantemente presente das ondas do oceano.
Acontece que a idéia funciona: uma bóia que ela testou em seu laboratório com uma onda média simulada produziu três quilowatts de energia, ou o suficiente para alimentar duas casas, o que deu impulso a novos testes. Seus primeiros protótipos funcionaram mal, mas, como ela diz, os avanços quase sempre nascem de falhas e a trajetória de seu trabalho é otimista: ao longo dos anos, seus projetos melhoraram e, posteriormente, ela viu um aumento nos financiamentos governamentais de ciências. e o interesse das empresas de energia limpa.
Von Jouanne continua sendo uma figura de liderança no campo em rápido desenvolvimento da pesquisa sobre energia das ondas e trabalha na esperança de que suas bóias um dia ajudem a trazer energia renovável limpa ao público.
2. Lixo
A idéia é utópica: uma máquina que transforma lixo em energia. Nesse caso, um pouco de utopia resistiu aos testes de campo do mundo real, embora em um local menos utópico: o Exército dos EUA usou dois geradores movidos a lixo para alimentar suas operações perto de Bagdá, no Iraque. Isso ajudou a aliviar vários problemas para o exército em condições hostis, porque significava uma necessidade reduzida de comboios de combustível e corridas de lixo, os quais eram alvos fáceis de ataque. Foi assim que o exército passou a funcionar parcialmente com sua própria papelada desfiada e restos de comida.
O sistema funciona mais ou menos assim: lixo seco como papelão e isopor é comprimido em pellets e aquecido até que se torne um gás sintético semelhante ao propano. Enquanto isso, restos de comida e líquidos são fermentados em etanol. O gás sin e o etanol são combinados para alimentar o gerador. O gerador também precisa de alguma energia externa, mas usa cerca de 5% do diesel que esse gerador normalmente exigiria, enquanto a base produz apenas 1/30 do lixo que normalmente seria necessário.
As façanhas do Exército dos EUA demonstraram a viabilidade do poder do lixo, então talvez seja hora de usar nosso lixo em um contexto menos marcial.
3. Futebol
Imagine usar a energia gerada por um jogo de futebol para alimentar sua lâmpada de leitura. Essa é exatamente a idéia por trás do Soccket, uma bola de futebol que armazena a energia cinética gerada pelo seu uso no jogo como energia elétrica.
Jessica Matthews, uma estudante de Harvard com raízes na Nigéria, queria encontrar uma maneira de usar o futebol, o jogo mais popular do mundo, para melhorar a vida das pessoas nos países em desenvolvimento. O Soccket, que pode produzir 3 horas de luz LED com 30 minutos de jogo, é o resultado. Matthews diz que espera que sua invenção possa suplantar o uso de querosene, relembrando visitas à Nigéria durante as quais o combustível da lâmpada tóxica dificultava sua respiração.
Embora as limitações do projeto sejam evidentes - o custo relativamente alto do Soccket, a pequena escala na qual ele produz energia - a idéia de criar poder fora do jogo é elegante.
4. Bicicletas
Ligue a manivela, acenda uma luz? Os geradores movidos a bicicleta podem gerar uma quantidade razoável de energia: por exemplo, um ciclista profissional pode pedalar a mais de 400 watts por uma hora (um mero mortal pode produzir metade disso). Obviamente, isso dificilmente prejudica o consumo de energia da maioria das pessoas: a casa americana média usava 940 quilowatt-hora por mês em 2011. No entanto, sua bicicleta é mais do que suficiente para carregar pequenos dispositivos, enquanto talvez lhe dê uma sensação saudável de como muito esforço por quilowatt-hora realmente requer.
Algumas organizações colocaram os geradores de bicicleta em destaque: este hotel dinamarquês oferece aos seus clientes cupons de refeição em troca de andar de bicicleta geradora por 15 minutos, enquanto o festival de música de San Francisco (onde mais?) Rock the Bike usa bicicletas para alimentar seu som sistema.
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5. Urina
Às vezes, recursos escassos criam soluções inovadoras. Quatro meninas nigerianas criaram um método de geração de eletricidade alimentada por xixi. Seu design extrai hidrogênio da urina e pode produzir seis horas de energia por cada litro.
Naturalmente, seu protótipo tem limitações consideráveis - sua célula eletrolítica requer energia para iniciar e sua fonte de combustível, hidrogênio puro, é volátil. No entanto, sua invenção continua sendo uma façanha impressionante da engenharia, especialmente em função da idade: nenhuma delas tinha mais de 15 anos na conclusão de seu projeto.
6. Colisões de velocidade
Os passageiros no sudoeste da Inglaterra podem estar gerando energia com seus carros hoje em dia: a cidade começou a instalar rampas de estrada eletro-cinéticas. Cada rampa contém placas de metal que são comprimidas quando um carro passa, alimentando um gerador interno. A energia resultante produzida varia de 5 a 50 kW, dependendo do peso do veículo que passa.
Peter Hughes, inventor de Dorset, passou 12 anos projetando seu conceito, o que pode ajudar a alimentar semáforos, sinais de trânsito e outras infra-estruturas da cidade.
7. Micróbios marinhos
Para um observador leigo, os micróbios produtores de eletricidade parecem balançar à beira da ciência e da ficção científica. No entanto, são muito reais: pesquisadores da universidade de East Anglia estudam uma cepa de bactérias chamada Shewanella oneidensis, que produz proteínas que podem transferir eletricidade em metais.
O micróbio marinho foi sintetizado com sucesso artificialmente, e testes de laboratório demonstraram que a energia produzida por proteínas em sua superfície pode ser aproveitada para energia elétrica. O Dr. Tom Clarke, biólogo de East Anglia, explica:
Os cientistas sabem há algum tempo que as bactérias afetam minerais e metais, mas é a primeira vez que se mostra que elas descarregam diretamente uma corrente elétrica. Pode haver outras espécies que o façam ainda melhor que a nossa. Essas bactérias apresentam grande potencial como células de combustível microbianas, onde a eletricidade pode ser gerada a partir da decomposição de resíduos domésticos ou agrícolas.
8. Cintos de vento
A idéia de turbinas eólicas é estabelecida em círculos de energia alternativa, mas a idéia de um cinto de vento é relativamente nova: Shawn Frayne concebeu isso durante uma viagem de 2004 a uma comunidade de pescadores fora da rede no Haiti. Ao contrário de uma turbina de engrenagem tradicional, que usa o vento para alimentar seus rotores, um cinto de vento usa um fenômeno aerodinâmico conhecido como vibração aeroelástica para extrair energia do vento.
A tecnologia é capaz de extrair energia do vento em escalas e custos inacessíveis às turbinas tradicionais. Liderado por Frayne, o Humdinger Wind Energy Group está atualmente trabalhando no desenvolvimento e na implantação de vários tamanhos e modelos de seu protótipo em todo o mundo - existem agora cintos de vento em Hong Kong, Espanha, Equador e Canadá.