Protótipo do motor baseado no efeito de Leidenfrost, alimentado por gelo seco, ou dióxido de carbono congelado. [Imagem: Gary G. Wells et al.]
Ida e volta
Uma nova técnica para gerar energia a partir do dióxido de carbono pode não resolver o problema dos gases de efeito estufa aqui na Terra, mas pode viabilizar a colonização de Marte.
Ainda que já existam planos para uma viagem sem volta a Marte, uma colonização para valer do planeta vermelho vai exigir uma infraestrutura que suporte mais do que uma aventura.
E um suprimento constante e confiável de energia é uma das primeiras exigências, sobretudo para os pioneiros que pretendam voltar.
Efeito de Leidenfrost
A solução para isso pode estar em um novo tipo de motor de calor criado por Gary Wells e seus colegas da Universidade de Northumbria, no Reino Unido.
O novo motor é baseado no "Efeito de Leidenfrost", um fenômeno que ocorre quando um líquido entra em contato com uma superfície que está muito mais quente do que sua temperatura de ebulição.
Descrito em 1756 pelo físico alemão Johann Gottlob Leidenfrost, este efeito pode ser facilmente observado jogando água em uma frigideira quente, mas também se aplica ao dióxido de carbono sólido, mais conhecido como gelo seco.
Os blocos de gelo seco podem "levitar" acima de superfícies quentes sustentados por uma barreira do próprio gás que se evapora bruscamente pela diferença de temperatura.
Motores de calor
A ideia de Wells é usar o vapor criado por este efeito para girar o rotor de um motor que pode então ser utilizado para gerar eletricidade - um motor de Leidenfrost, ou motor de levitação, como queira .
"O princípio de funcionamento de um motor baseado no efeito de Leidenfrost é totalmente diferente daquele dos motores a vapor. A camada de alta pressão de vapor cria rotores que giram livremente, cuja energia é convertida em eletricidade sem a necessidade de um rolamento, o que dá ao novo motor propriedades de baixo atrito," disse Wells.
Motores baseados em ciclos termodinâmicos são genericamente conhecidos como motores de calor, sendo o motor a vapor tradicional um motor Rankine, baseado em um ciclo líquido-vapor.
O motor de levitação é um motor de calor alimentado pela sublimação, um ciclo marcado pela passagem direta do estado sólido para gasoso, convertendo diferenças de temperatura em trabalho mecânico.
A proposta dos pesquisadores é que os astronautas coletem o gelo seco que aparece em Marte no inverno e o usem como "combustível" para o gerador. [Imagem: NASA]
Motor de levitação
"Nós demonstramos que os blocos de gelo seco em levitação giram sobre superfícies quentes semelhantes a turbinas a uma velocidade controlada pela geometria da turbina, pela diferença de temperatura e pelas propriedades do material sólido. O movimento rotacional dos blocos de gelo seco é convertido em energia elétrica acoplando-os a um sistema de bobinas magnéticas," explicam os pesquisadores.
O gelo seco não é abundante na Terra, mas vários indícios de sua presença - colhidos pela sonda espacial MRO (Mars Reconnaissance Orbiter) - indicam que o dióxido de carbono congelado é um recurso de ocorrência bastante comum em Marte, sobretudo nas estações mais frias.
Os pesquisadores não incluíram em sua proposta uma forma de geração do calor necessário para fazer sublimar os blocos de gelo seco: a temperatura ambiente em Marte pode variar de 20º C no equador durante o dia, até -150ºC nos polos, onde os blocos de dióxido de carbono congelado surgem.
FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA
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