Esses frigoríficos pequenos e baratos podem fornecer refrigeração sem a necessidade de qualquer tipo de energia

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Esses frigoríficos pequenos e baratos podem fornecer refrigeração sem a necessidade de qualquer tipo de energia

Por Good News Network - 9 de dez de 2018

Uma nova maneira de fornecer refrigeração sem energia
O dispositivo desenvolvido no MIT pode fornecer refrigeração para locais fora da rede.
Escrito por David L. Chandler
Notícias do MIT

Os pesquisadores do MIT desenvolveram uma nova maneira de fornecer resfriamento em um dia quente e ensolarado, usando materiais baratos e sem necessidade de energia gerada por combustível fóssil.

O sistema passivo, que está sendo aclamado principalmente como uma maneira de preservar alimentos e medicamentos em locais quentes fora da rede, é essencialmente uma versão de alta tecnologia de um guarda-sol.

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O sistema permite a emissão de calor na faixa de luz infravermelha do meio que pode passar diretamente pela atmosfera e irradiar para o frio do espaço sideral, perfurando os gases que agem como uma estufa. Para evitar o aquecimento sob a luz direta do sol, uma pequena tira de metal suspensa acima do dispositivo bloqueia os raios diretos do sol.

O novo sistema é descrito esta semana na revista Comunicações da natureza. Em teoria, o sistema que eles projetaram poderia fornecer um resfriamento de até 20º Celsius (36º Fahrenheit) abaixo da temperatura ambiente em um local como Boston, dizem os pesquisadores. Até agora, em seus testes iniciais de prova de conceito, eles atingiram um resfriamento de 6 ° C (cerca de 11 ° F). Para aplicações que exigem ainda mais resfriamento, o restante pode ser alcançado através de sistemas de refrigeração convencionais ou resfriamento termoelétrico.

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Outros grupos tentaram projetar sistemas de resfriamento passivo que irradiam calor na forma de comprimentos de onda no infravermelho médio, mas esses sistemas foram baseados em complexos dispositivos fotônicos de engenharia que podem ser caros de fabricar e não estão prontamente disponíveis para uso generalizado, os pesquisadores dizer. Os dispositivos são complexos porque são projetados para refletir quase perfeitamente todos os comprimentos de onda da luz solar, e apenas para emitir radiação na faixa do infravermelho médio, na maioria das vezes. Essa combinação de refletividade e emissividade seletiva requer um material de múltiplas camadas, onde as espessuras das camadas são controladas com precisão nanométrica.

Mas acontece que uma seletividade semelhante pode ser alcançada simplesmente bloqueando a luz solar direta com uma faixa estreita colocada no ângulo certo para cobrir o caminho do sol no céu, sem necessidade de rastreamento ativo pelo dispositivo. Então, um dispositivo simples construído a partir de uma combinação de filme plástico barato, alumínio polido, tinta branca e isolamento pode permitir a necessária emissão de calor por meio da radiação infravermelha, que é a forma como a maioria dos objetos naturais se resfria, enquanto impede o dispositivo de sendo aquecido pela luz solar direta. De fato, sistemas simples de resfriamento radiativo têm sido usados ​​desde os tempos antigos para obter resfriamento noturno; o problema era que esses sistemas não funcionavam durante o dia porque o efeito de aquecimento da luz solar era pelo menos 10 vezes mais forte que o efeito de resfriamento máximo possível.

Mas os raios de aquecimento do sol viajam em linhas retas e são facilmente bloqueados - como experimentamos, por exemplo, pisando na sombra de uma árvore em um dia quente. Protegendo o dispositivo com o guarda-chuva figurativo e complementando-o com isolamento ao redor do dispositivo para protegê-lo da temperatura do ar ambiente, os pesquisadores tornaram o resfriamento passivo mais viável.

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'É meio enganosamente simples', diz a chefe do departamento e colaboradora do estudo, Evelyn Wang. “Tendo uma sombra separada e um emissor para a atmosfera - dois componentes separados que podem ser relativamente baratos - o sistema não requer uma capacidade especial de emitir e absorver seletivamente. Estamos usando a seletividade angular para permitir o bloqueio do sol direto, pois continuamos emitindo os comprimentos de onda que transportam calor para o céu. '

Este projeto 'nos inspirou a repensar sobre o uso da' sombra '', diz Yichen Shen, afiliada da pesquisa e coautora do artigo. “No passado, as pessoas só pensavam em usá-lo para reduzir o aquecimento. Mas agora, sabemos que se a sombra é usada de maneira inteligente, juntamente com alguma filtragem de luz de suporte, ela pode realmente ser usada para resfriar o objeto. '

Embora a maioria das pesquisas sobre resfriamento radiativo tenha se concentrado em sistemas maiores que podem ser aplicados ao resfriamento de salas ou edifícios inteiros, essa abordagem é mais localizada. Wang diz: 'Isso seria útil para aplicações de refrigeração, como armazenamento de alimentos ou vacinas'. De fato, proteger vacinas e outros medicamentos contra a deterioração em condições quentes e tropicais tem sido um grande desafio contínuo que essa tecnologia pode estar bem posicionada para enfrentar.

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Mesmo que o sistema não fosse suficiente para baixar a temperatura até os níveis necessários, 'poderia ao menos reduzir as cargas' nos sistemas de refrigeração elétrica, para fornecer apenas o pouco de resfriamento, diz Wang.

O sistema também pode ser útil para alguns tipos de sistemas fotovoltaicos concentrados, onde espelhos são usados ​​para focalizar a luz do sol em uma célula solar para aumentar sua eficiência. Mas esses sistemas podem superaquecer facilmente e geralmente requerem gerenciamento térmico ativo com fluidos e bombas. Em vez disso, a parte traseira de tais sistemas de concentração poderia ser equipada com as superfícies emissivas de infravermelho médio usadas no sistema de refrigeração passiva e poderia controlar o aquecimento sem qualquer intervenção ativa.

A equipe solicitou patentes sobre a invenção e espera que ela possa começar a encontrar aplicativos do mundo real rapidamente.

Reproduzido com permissão do MIT News

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Tenha certeza e compartilhe esta parte interessante da pesquisa com seus amigos nas mídias sociais- Fotos por Bikram Bhatia

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