Pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge desenvolvem alternativa sustentável para enfrentar ondas de calor com menor consumo de energia
À medida que o Brasil enfrenta sua quinta onda de calor desde o início de 2025, com temperaturas até 7°C acima da média em diversas regiões, cientistas do Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee (EUA), desenvolvem uma tecnologia revolucionária que promete transformar radicalmente nossa relação com o calor extremo.
O resfriamento em estado sólido, baseado em princípios magnéticos, surge como uma alternativa sustentável e eficiente aos aparelhos de ar-condicionado convencionais, eliminando a necessidade de gases refrigerantes nocivos e reduzindo drasticamente o consumo energético.
Esta inovação não só promete um alívio mais ecológico para as temperaturas crescentes, mas também pode revolucionar o gerenciamento térmico de dispositivos eletrônicos e computadores, um desafio cada vez maior em um mundo que continua a registrar recordes consecutivos de calor.
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Único com controle de voz
Tipo: Split
BTUs: 12.000
Nível de Ruído: 22 dB (modo silencioso) a 42 dB (modo normal)
Características: Tecnologia Dual Inverter, controle por app, função Comfort Sleep
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Tipo: Split
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Tipo: Split
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Ver melhor preçoO Desafio Crescente do Calor Extremo
O Brasil tem enfrentado sucessivas ondas de calor em 2025, com a quinta e mais recente iniciada em 28 de fevereiro, estendendo-se pelos dias de Carnaval e início de março.
Esta situação se tornou recorrente, após o país já ter passado por ondas de calor entre 17 e 23 de janeiro e entre 2 e 12 de fevereiro do mesmo ano.
Por definição, uma onda de calor ocorre quando as temperaturas máximas de uma determinada região ultrapassam a média mensal em pelo menos 5°C durante cinco dias consecutivos, criando condições extremamente desconfortáveis e potencialmente perigosas para a população.
O fenômeno das ondas de calor está intimamente relacionado com sistemas de alta pressão atmosférica que realizam o chamado bloqueio atmosférico, um processo que dificulta a formação de nuvens e impede a passagem de frentes frias, eliminando os dois principais mecanismos naturais de resfriamento da temperatura ambiente.
Conforme explica o meteorologista José Carlos Figueiredo, do Centro de Meteorologia da UNESP de Bauru,
“a chuva inibe o crescimento da temperatura. Outra maneira é quando vem uma alta pressão de origem polar. O calor não vem de lugar nenhum, mas pela ausência de chuva ou dessa onda de frio”.
O Impacto das Mudanças Climáticas nas Ondas de Calor
O aquecimento global e as ações antrópicas têm sido identificados como os principais responsáveis pelo aumento na frequência, intensidade e duração dos eventos de calor extremo nas últimas décadas.
De acordo com o relatório “Call to Action on Extreme Heat”, divulgado pela ONU em julho de 2024, o mundo tem testemunhado um rápido crescimento em escala, duração, frequência e intensidade de eventos de calor extremo, incluindo períodos prolongados de temperaturas anormalmente elevadas.
Limitações das Tecnologias Convencionais de Resfriamento
Os aparelhos de ar-condicionado tradicionais representam um paradoxo ambiental significativo: enquanto proporcionam alívio imediato contra o calor, seu alto consumo de energia e o uso de gases refrigerantes constituem um problema ambiental de grande magnitude.
Estes sistemas funcionam através da compressão e expansão de gases refrigerantes, um processo que consome grandes quantidades de eletricidade e, frequentemente, utiliza substâncias que contribuem para o efeito estufa quando liberadas na atmosfera.
No campo da tecnologia, os sistemas de controle térmico para computadores e dispositivos eletrônicos enfrentam desafios similares, embora em escala diferente.
O gerenciamento térmico de dispositivos eletrônicos tem se tornado progressivamente mais complexo à medida que os componentes se tornam menores e mais potentes, gerando maior quantidade de calor em espaços cada vez mais restritos.
A estrutura de gerenciamento térmico do Windows, por exemplo, fornece uma solução que suporta tanto o resfriamento ativo, através de ventiladores que circulam o ar para ajudar a resfriar o sistema, quanto o resfriamento passivo, que reduz o desempenho do dispositivo em resposta a condições térmicas excessivas.
A Necessidade de Novas Abordagens
Diante do aumento das temperaturas globais e da crescente demanda por refrigeração, torna-se evidente a necessidade de desenvolver tecnologias de resfriamento mais eficientes e sustentáveis.
Os métodos convencionais, baseados na compressão de vapor, já atingiram praticamente seu limite teórico de eficiência, enquanto continuam a depender de substâncias potencialmente prejudiciais ao meio ambiente.
A Revolução do Resfriamento em Estado Sólido
Pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), no Tennessee, Estados Unidos, estão desenvolvendo uma tecnologia inovadora que promete transformar o mercado de resfriamento.
Este novo método, conhecido como resfriamento em estado sólido, oferece uma alternativa mais eficiente e sustentável em comparação aos ventiladores e aparelhos de ar-condicionado tradicionais.
O princípio do resfriamento em estado sólido envolve um material especial que libera calor ao ser exposto a um campo magnético, um fenômeno conhecido como processo magnetocalórico.
Esta tecnologia permite que o material absorva e libere calor, resultando no resfriamento do ambiente sem a necessidade de compressores, gases ou grandes quantidades de energia elétrica.
A liga utilizada, composta por níquel, cobalto, manganês e índio, possui propriedades únicas que a tornam ideal para este tipo de aplicação, apresentando uma elevada eficiência térmica quando submetida a campos magnéticos controlados.
A chave para o funcionamento do resfriamento em estado sólido está na estrutura atômica do material utilizado, que exibe um estado conhecido como vítreo ferroico.
Esta característica permite que o material se adapte a diferentes formas conforme a quantidade de calor absorvida, otimizando o processo de transferência térmica.
Quando exposto a um campo magnético, a estrutura celular do material apresenta um padrão sincronizado de vibrações e ondas magnéticas, aumentando sua eficiência térmica a níveis impossíveis de serem alcançados com os métodos convencionais de refrigeração.
Vantagens Ambientais e Práticas
O resfriamento em estado sólido oferece várias vantagens significativas em relação aos métodos tradicionais de climatização.
Em primeiro lugar, esta tecnologia elimina completamente a necessidade de gases refrigerantes, que são conhecidos por seu potencial de aquecimento global e pelos danos que podem causar à camada de ozônio quando liberados na atmosfera.
Outro aspecto notável desta tecnologia é seu funcionamento silencioso.
Ao contrário dos sistemas convencionais de ar-condicionado, que emitem ruídos contínuos devido aos compressores e ventiladores, o resfriamento em estado sólido opera sem peças mecânicas ruidosas, proporcionando uma alternativa mais confortável para ambientes residenciais, corporativos e até industriais.
Aplicações em Dispositivos Eletrônicos e Computação
O potencial do resfriamento em estado sólido vai muito além da climatização de ambientes, estendendo-se ao gerenciamento térmico de dispositivos eletrônicos e sistemas computacionais.
À medida que os processadores e outros componentes eletrônicos se tornam mais potentes e compactos, o desafio de dissipar o calor gerado torna-se cada vez maior, limitando o desempenho e a durabilidade destes equipamentos.
Os conceitos de zona térmica, sensores de temperatura e interfaces de resfriamento já utilizados em estruturas como o gerenciamento térmico do Windows poderiam ser significativamente aprimorados com a implementação de sistemas de resfriamento em estado sólido.
Atualmente, o modelo de zona térmica ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) requer cooperação entre o firmware, o sistema operacional e os drivers, abstraindo os sensores e os dispositivos de resfriamento através de interfaces bem definidas.
Potencial para Miniaturização
Uma das características mais promissoras do resfriamento em estado sólido é seu potencial para miniaturização, o que o torna especialmente adequado para dispositivos eletrônicos de pequeno porte.
Diferentemente dos sistemas de compressão de vapor, que têm limitações físicas quanto à sua miniaturização, os sistemas magnetocalóricos podem ser desenvolvidos em escalas muito menores, possibilitando sua integração em laptops, smartphones e outros dispositivos portáteis.
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Confira o Melhor Preço!O Futuro do Resfriamento em um Mundo em Aquecimento
À medida que o planeta continua a enfrentar desafios crescentes relacionados ao aquecimento global e às mudanças climáticas, o desenvolvimento de tecnologias de resfriamento mais eficientes e sustentáveis torna-se não apenas desejável, mas essencial.
O resfriamento em estado sólido representa um avanço significativo nesta direção, oferecendo uma alternativa viável aos sistemas convencionais que contribuem para o próprio problema que tentam resolver.
A implementação em larga escala de sistemas de resfriamento magnetocalórico poderia ter um impacto substancial nas emissões globais de gases de efeito estufa, reduzindo tanto o consumo energético quanto a liberação de gases refrigerantes na atmosfera.
Esta transição tecnológica alinha-se perfeitamente com os objetivos estabelecidos em acordos internacionais sobre clima e representa um exemplo concreto de como a inovação científica pode contribuir para a sustentabilidade ambiental.
Curiosidades sobre o Calor e Resfriamento
Um aspecto fascinante do desenvolvimento do resfriamento em estado sólido é que ele revitaliza um princípio físico conhecido há mais de um século.
O efeito magnetocalórico foi descoberto em 1881 pelo físico alemão Emil Warburg, mas só recentemente os avanços em ciência de materiais permitiram sua aplicação prática em sistemas de refrigeração comercialmente viáveis.
Este é um exemplo notável de como conceitos científicos fundamentais podem permanecer dormentes por décadas até que novas tecnologias e necessidades sociais criem as condições para sua implementação prática.
Conclusão
O desenvolvimento do resfriamento em estado sólido pelos pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge representa um avanço significativo no campo da climatização e do gerenciamento térmico, oferecendo uma alternativa promissora aos aparelhos de ar-condicionado convencionais em um momento importante da história climática global.
Enquanto o Brasil e muitas outras regiões do mundo continuam a enfrentar ondas de calor cada vez mais frequentes e intensas, esta tecnologia magnetocalórica surge como uma solução potencial que não apenas alivia os sintomas do aquecimento global, mas também ajuda a combater suas causas ao reduzir o consumo energético e eliminar o uso de gases refrigerantes nocivos.
A integração desta tecnologia em dispositivos eletrônicos e sistemas computacionais poderia revolucionar o gerenciamento térmico destes equipamentos, superando as limitações atuais e possibilitando avanços significativos em desempenho e eficiência.
Embora ainda existam desafios a serem superados antes que o resfriamento em estado sólido se torne uma realidade comercial generalizada, o progresso até o momento sugere que estamos à beira de uma transformação fundamental na maneira como abordamos o controle de temperatura, tanto em nossos ambientes quanto em nossos dispositivos.
Com informações de: enegy.gov
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Olá, sou Marcos Alves, um especialista em ar condicionado com mais de 10 anos de experiência no mercado. Ao longo da minha carreira, tive a oportunidade de trabalhar em diversos projetos de refrigeração e climatização, tanto em ambientes residenciais quanto comerciais.
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