Desde a Primeira Revolução Industrial, iniciada em meados do século XVIII, com a popularização do motor a vapor, a sociedade moderna vem aumentando sua demanda por energia e, simultaneamente, elevando os níveis de poluição no meio ambiente. Estudos realizados pelo NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, agência científica ligada ao Departamento de Comércio do governo dos Estados Unidos) apontaram uma elevação na concentração de dióxido de carbono na atmosfera da ordem de 40% nos últimos 250 anos, majoritariamente em função da queima de combustíveis fósseis. Esta é uma das principais causas do chamado “efeito estufa”, que vem aumentando a temperatura do planeta com consequências potencialmente devastadoras sobre a biodiversidade e, por conseguinte, sobre a própria evolução da raça humana.
A busca por maior eficiência energética e por fontes renováveis - como solar, eólica, das marés e geotérmica - torna-se crítica, seja por razões econômicas como por razões de sobrevivência. A manufatura de eletroeletrônicos e a própria indústria de construção civil, por exemplo, já priorizam projetos e implementações que causem impacto ambiental limitado, simulando através de programas de computador uma série de variáveis que afetam o comportamento da estrutura, seu consumo de energia e os resíduos produzidos. Ao mesmo tempo, a infraestrutura dos centros urbanos também busca melhorias, com a instalação de lâmpadas de LED nas ruas, sensores para reduzir o consumo e, conforme discutimos aqui, o uso de novos medidores e sistemas domésticos de armazenamento de energia, permitindo que em horários de pico (no qual a tarifa cobrada do consumidor é mais cara) seja utilizada a energia armazenada.
Outra mudança em curso, inclusive no Brasil, está relacionada à infraestrutura das redes elétricas, com o uso dos chamados recursos energéticos distribuídos (ou DER - distributed energy resources). Este é o nome dado às fontes geradoras de energia que em geral localizam-se próximas ao usuário final (como parques eólicos, baterias, painéis solares e geradores) e que conectam-se com a rede elétrica. Tratam-se de elementos que equilibram os padrões de consumo, gerando energia que pode ser utilizada imediatamente ou armazenada e utilizada em horários de pico, ou retornada para rede elétrica (reduzindo o gasto) ou ainda que podem atuar no caso de falha da infraestrutura.
Justamente pensando em como endereçar a questão de geração de energia tendo em vista os poluentes existentes na atmosfera, pesquisadores da Universidade de Antuérpia e da Universidade de Leuven, ambas na Bélgica, desenvolveram um dispositivo que purifica o ar e, ao mesmo tempo, gera energia. Liderados pelo Professor Sammy Verbruggen, os cientistas construíram um aparelho que essencialmente purifica o ar, separando o hidrogênio durante o processo através de uma membrana formada por nanomateriais - e este hidrogênio pode ser utilizado como fonte limpa de energia.
Outra forma inovadora de geração de energia que vem sendo pesquisada ocorre através do movimento. O professor Cary Pint, do Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade Vanderbilt (localizada no estado do Tennessee, nos EUA) coordena uma pesquisa que utiliza uma camada com poucos átomos de espessura de fósforo negro. Quando o material é dobrado ou pressionado em frequências compatíveis com a caminhada de uma pessoa, uma pequena corrente elétrica é gerada. Por se tratar de um elemento em escala nanométrica, ele pode ser incorporado a roupas - em outras palavras, no futuro você poderá recarregar a bateria de seu celular simplesmente se movimentando. Outras aplicações incluem sensores para monitorar funções vitais, como a frequência cardíaca ou respiratória.
O uso de novos materiais vem se tornando mais frequente em diversos setores, além do energético: medicina, manufatura, automobilístico e aeroespacial são apenas alguns exemplos. Semana que vem iremos abordar como a tecnologia aplicada à ciência dos materiais promete mudanças importantes em nosso dia-a-dia. Até lá.
* Fundador da GRIDS Capital, é Engenheiro de Computação e Mestre em Inteligência Artificial
