Cientista propõe capturar energia do vento solar

Energia

Com informações de Charles Choi, da New Scientist - 08/10/2010

O satélite-conceito possui um longo loop metálico apontado para o Sol. Esse fio é carregado para gerar um campo magnético cilíndrico suficiente para capturar os elétrons, que compõem metade da constituição do vento solar. [Imagem: Brooks L. Harrop]

A energia do vento e a energia solar são alternativas limpas e renováveis.
Mas junte as duas expressões e adicione uma pitada de tecnologia espacial e você terá a energia do vento solar - um super fonte energética, com potencial para gerar energia 100 bilhões de vezes mais do que a demanda mundial de energia atual.
O grande problema ainda é trazer essa energia para a Terra, que depende de concentrar um feixe de laser com a precisão suficiente.
Satélite Dyson-Harrop
O vento solar é uma espécie de plasma que sai constantemente do Sol em todas as direções. É esse vento solar que alimenta as auroras boreais, que governa todo o clima espacial em nosso Sistema Solar e que muitos projetistas querem aproveitar para impulsionar espaçonaves sem motores.
A ideia do pesquisador Brooks Harrop, um físico da Universidade Estadual de Washington, nos Estados Unidos, é aproveitar o vento solar para gerar energia, por meio do já batizado satélite Dyson-Harrop.
O satélite-conceito possui um longo loop metálico apontado para o Sol. Esse fio é carregado para gerar um campo magnético cilíndrico suficiente para capturar os elétrons, que compõem metade da constituição do vento solar.
Esses elétrons são afunilados rumo a um receptor metálico esférico para produzir uma corrente. Essa corrente, por sua vez, gera o campo magnético do fio, tornando o sistema autossustentável.
O excesso de corrente, além do necessário para manter o campo magnético, alimenta um laser infravermelho apontado para antenas parabólicas instaladas no solo, projetadas para recolher a energia. Como o ar é transparente ao infravermelho, a atmosfera da Terra não consome nenhuma energia do feixe, que chega ao chão com potência total.
Energia do vento solar
Um satélite Dyson-Harrop relativamente pequeno, usando um fio de cobre de 1 centímetro de diâmetro e com 300 metros de comprimento, com um receptor de 2 metros de largura e uma vela solar de 10 metros de diâmetro, estável a meio caminho entre a Terra e o Sol, poderia gerar 1,7 megawatt de potência.
Amplie esse satélite, dotando-o com um fio de 1 quilômetro (km) de comprimento e uma vela solar de 8.400 km de largura, e teremos uma potência de 1 bilhão de bilhão de gigawatts (10²⁷ watts) de potência.
"Isso é na verdade 200 bilhões de vezes a energia que a humanidade gasta atualmente," diz Harrop, que fez os cálculos juntamente com seu colega Dirk Schulze-Makuch.
Segundo Harrop, não existe nenhum empecilho para que um satélite assim seja construído, uma vez que toda a tecnologia embarcada nele já está disponível. Ele também calcula que seu satélite produzirá uma energia mais barata do que os painéis solares fotovoltaicos porque o cobre necessário para fazer o satélite é muito mais barato do que as células solares.
Energia do luar
Até aí tudo bem, mas há uma grande desvantagem. Para gerar uma quantidade significativa de energia, os satélites Dyson-Harrop precisam contar com o vento solar constante encontrado acima da eclíptica - o plano definido pela órbita da Terra em torno do Sol.
Isso significa dizer que o satélite estaria a dezenas de milhões de quilômetros da Terra. Ao percorrer essa distância, mesmo um feixe de raio laser extremamente preciso iria se espalhar tanto que cobriria uma área com milhares de quilômetros de largura quando atingisse a Terra.
Um feixe de laser carregando dois megawatts, espalhado por uma área tão grande não teria qualquer utilidade - sua energia em um ponto qualquer seria menor do que a luz do luar.
A solução para isso? Uma lente virtualmente perfeita medindo alguma coisa entre 10 e 100 quilômetros de diâmetro.
E para isso ainda não existe tecnologia e nem há qualquer estudo que demonstre que tal solução seja prática. Além disso, somente alguma nova ideia ainda não concebida para trazer a energia de volta para a Terra.
Energia para naves
John Mankins, especializado em energia solar espacial, afirma que podem haver outros problemas com o conceito de Harrop, e afirma que são necessários estudos para verificar se o anel de cobre aguentaria tanta energia sem fundir.
Mas ele afirma que a ideia é muito boa para alimentar naves espaciais, que poderiam usar versões muito menores do satélite Dyson-Harrop.
"Eu posso vislumbrar usos para essa ideia fora do plano da eclíptica, como na geração de energia para algo como a nave espacial Ulysses, em órbita em torno dos pólos do Sol," diz Mankins.

Fiação elétrica funciona como antena para casa inteligente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/10/2010

Fios enrolados ao redor dos sensores servem como antenas de transmissão. A fiação elétrica da residência funciona como antena de recepção, levando os dados até a central de processamento.[Imagem: Gabe Cohn/University of Washington]

A tecnologia logo tornará realidade um antigo ditado popular: as paredes realmente terão ouvidos.
E poderão contar alguns segredos interessantes para os donos da casa: uma janela aberta deixando escapar o ar condicionado, um vazamento de água ainda imperceptível, a mudança brusca de temperatura lá fora, e muitos mais.
Sensações caseiras
Tudo o que uma casa precisa para se tornar uma casa inteligente são "sensações". E essas sensações são produzidas por sensores que fazem medições continuamente.
Em seguida, essas medições precisam ser enviadas a uma central que as processe e gere informações úteis para os moradores ou, principalmente, em gatilhos para o acionamento automático de comodidades, como ligar e desligar o ar-condicionado ou o aquecedor, abrir e fechar cortinas e janelas, acionar o aquecedor elétrico quando o tempo fica nublado, e assim por diante.
Agora, um grupo de pesquisadores norte-americanos criou um novo tipo de sensor que usa a fiação elétrica de uma casa como uma gigantesca antena, capaz de captar as informações dos diversos sensores espalhados pela residência e pelo seu entorno.
A central de monitoramento é também conectada à rede elétrica, de onde retira os sinais dos sensores e faz o seu processamento.
Sensores sem fios
Sensores que monitoram temperatura, umidade, nível de iluminação, qualidade do ar, etc, são equipamentos simples e baratos e que consomem pouquíssima energia para coletar os dados. Mas a energia necessária para transmitir esses dados é muito grande.
"Quando você olha para o sensoriamento doméstico e para a automação residencial em geral, é possível ver que a tecnologia ainda não decolou", afirma o Dr. Shwetak Patel, da Universidade de Washington. "A tecnologia existente ainda consome energia demais e não é tão fácil de implementar como gostaríamos que fosse."
Isto ocorre em grande parte porque os equipamentos sem fios de hoje têm um alcance de apenas alguns metros, e consomem tanta energia que exigem constantes trocas das suas baterias.
A saída encontrada pela equipe do Dr. Patel foi usar a fiação elétrica como uma gigantesca antena, capaz de receber sinais dos sensores sem fios em uma frequência definida.
Enquanto os sistemas sem fios de automação doméstica atuais têm problemas para enviar sinais através das paredes, diminuindo muito sua praticidade, este sistema na verdade opera melhor em torno das paredes, porque é em seu interior que está a antena.
Uma bateria para 50 anos
Cada sensor é dotado de sua própria antena de transmissão, que pode ser tão simples quanto um fio de cobre enrolado ao seu redor.
Como a antena de recepção está efetivamente espalhada por toda a casa, os sensores podem transmitir com potência muito baixa, economizando suas baterias - o sistema opera com menos de 1 por cento da potência de transmissão de dados em comparação com o próximo modelo mais eficiente disponível.
Ainda assim, os sensores têm um alcance que permite sua instalação a até 15 metros da fiação mais próxima.
Consumindo por volta de 1 miliwatt de energia, cada sensor pode funcionar com uma bateria do tipo botão por cerca de 50 anos - provavelmente a bateria terá que ser trocada antes disso, mas porque irá se deteriorar e não por falta de energia.
Tendo atingido níveis tão baixos de energia, os pesquisadores agora querem eliminar de vez as baterias, fazendo os sensores funcionarem com energia solar - a claridade interna da residência é suficiente - ou por geradores piezoelétricos que aproveitem as vibrações do ambiente para gerar energia

Violência na adolecência

O número de crimes cometidos por jovens e adolecentes vem crescendo de forma assustadoras. Manchetes em jornais, em revistas e no jornal televisionado destacam tais crimes.