A evaporação poderia ser uma fonte significativa de energia renovável?

Uma desvantagem da energia eólica e solar é a intermitência, resultando na necessidade de armazenamento de energia. Em uma entrevista Yale Environment 360, o biofísico Ozgur Sahin explica como a evaporação de lagos e reservatórios pode ser transformada em uma fonte estável de energia renovável.

Por Diane Toomey • 28 de setembro de 2017

Em 2015, o biofísico Ozgur Sahin encontrou uma maneira de transformar o processo de evaporação em uma fonte renovável de energia, construindo dispositivos que acendiam LEDs e eletrificavam um carrinho de brinquedo – tudo alimentado por mudanças nos níveis de umidade do ar. Agora, Sahin e seus colegas da Universidade de Columbia publicaram um novo artigo na revista Nature Communications que estima que a evaporação nos lagos e reservatórios dos EUA poderia, teoricamente, suprir quase 70% das necessidades de eletricidade do país.

Ozgur Sahin

A tecnologia, que usa esporos absorvedores de água da bactéria do solo B. subtilis para gerar energia, ainda está em estágio inicial de desenvolvimento. Mas Sahin, professor associado de ciências biológicas e física na Columbia e ganhador do Prêmio Jovem Investigador de 2016 do Escritório de Pesquisa Naval, diz que tem vantagens importantes sobre outras formas de energia renovável. "Energia eólica e solar são fontes intermitentes", disse ele. "No caso da evaporação, você não flutua muito. Você pode esperar uma evaporação muito significativa mesmo à noite."

Em entrevista ao Yale Environment 360, Sahin fala sobre como funciona esse novo tipo de geração de eletricidade, suas limitações e a necessidade de ampla colaboração científica para testar se a tecnologia pode se tornar uma fonte significativa de energia nos EUA e no mundo.

Yale Environment 360: Em trabalho publicado em 2015, você e seus colegas inventaram algumas máquinas que usavam o processo de evaporação para gerar força mecânica. Você fez isso utilizando esporos bacterianos inofensivos que se expandem e contraem em resposta a mudanças na umidade. Um dos dispositivos que você chama de "mecanismo de evaporação". Descreva como essa máquina em particular funciona.

Sahin: O motor de evaporação tem tiras de plástico revestidas com esporos. Os esporos se expandem e se contraem em resposta às mudanças de umidade, e fazem isso com muita força. E então, quando isso acontece, essas tiras se alongam e encurtam em resposta. Eles estão essencialmente trabalhando como um músculo, que você pode converter em energia elétrica.

A umidade em si normalmente não muda tão rapidamente no ambiente – ela muda em uma escala de tempo diária – mas quando você tem uma superfície de água aberta, você tem evaporação e pode aproveitar isso com um dispositivo. A maneira como fazemos isso é colocar as tiras abaixo das persianas. Quando eles se abrem, eles podem deixar a umidade passar, e quando essas persianas estão fechadas, eles bloqueiam a umidade. Você pode conectar esse [dispositivo] a um gerador ou algo que converta movimento e energia mecânica em eletricidade e, assim, gerar eletricidade. Este é o conceito geral por trás do nosso dispositivo.

e360: A segunda máquina que você inventou é chamada de "moinho de umidade". Você foi capaz de colocar um carrinho de brinquedo em movimento com aquele. Parece uma roda e funciona com o mesmo princípio. Fale-me um pouco sobre isso.

Sahin: Este segundo dispositivo tem basicamente um círculo de plástico e tiras de plástico revestidas com esporos que são colocadas ao redor do círculo. Inserimos o círculo em uma câmara no meio do caminho, e dentro da câmara está úmido porque há um papel molhado que reveste as paredes da câmara, e essa umidade faz com que os esporos naquela metade do círculo se expandam. E do lado de fora, na metade restante do círculo, o ar é seco, então as tiras desse lado são um pouco mais onduladas porque os esporos estão contraídos.

Quando isso acontece, o centro de gravidade do círculo fica um pouco deslocado do eixo de rotação do círculo. A rotação [subseqüente] traz esporos que estavam na metade seca, para a região úmida, e leva alguns esporos úmidos que estão na parte úmida, que vão para a parte seca. Ele continua girando enquanto o papel dentro da câmara estiver molhado. Montamos um sistema simples, semelhante a um brinquedo, com peças de Lego que começa a rolar na superfície. Não é o carro mais rápido, mas provavelmente é o primeiro a ficar sem água.