Tendo como base a ineficiência da refrigeração atual, uma equipa de investigadores da FCUP criou um processo de refrigeração que promete ser mais sustentável. O projeto aguarda aprovação do pedido de patente.
Os investigadores da FCUP, João Ventura, João Horta Belo, Rafael Almeida, João Pedro Araújo e Daniel Silva, aguardam aprovação do pedido de patente. Fonte: SICC.FCUP
Uma equipa de investigadores da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP) desenvolveu um processo de refrigeração mais sustentável, visando resolver as falhas dos métodos convencionais. Esta inovação, baseada na refrigeração magnética, está à espera de aprovação de patente. O projeto tem como objetivo simplificar o design dos sistemas de refrigeração, reduzindo o consumo de energia e os impactos ambientais.
A tecnologia de refrigeração atual, que consiste na compressão e dilatação de gases é, segundo João Horta Belo, investigador do Instituto de Física de Materiais Avançados, Nanotecnologia e Fotónica da Universidade do Porto (IFIMUP), “pouco eficiente.” Ao JPN, explicou que os gases utilizados – dióxido de enxofre, dióxido de carbono ou hidrocarbonetos não halogenados, como o metano entre outros – “ou são de alto potencial de aquecimento global ou são prejudiciais para a saúde humana”.
A indústria da refrigeração, responsável pela produção de equipamentos de uso comum como aparelhos de ar condicionado ou frigoríficos, é responsável por um quinto do consumo elétrico global mundial. Uma possível solução mais sustentável passa pela refrigeração magnética convencional, que foi descoberta em finais do século XIX. Consiste na aplicação de um campo magnético a uma determinada placa de materiais magnéticos, o que faz com que estes materiais aqueçam ou arrefeçam. Ou seja, mudam a sua temperatura quando estão sujeitos a um campo magnético. O investigador da FCUP refere que já existem empresas focadas no desenvolvimento de refrigeradores magnéticos. “A Magnotherm já tem um refrigerador magnético [Polaris] que pode ser comprado” que promete ser de “reciclagem fácil” e “não tóxico”. No entanto, os custos da matéria-prima são altos, devido à necessidade de criação de campos magnéticos intensos como os magnetes das turbinas eólicas, provenientes de terras raras pesadas.
De modo a facilitar o processo, o que a tecnologia dos investigadores da FCUP propõe é que “em vez de ser aplicar e remover o campo” se possa “simplesmente rodar o campo”. O design dos refrigeradores e de bombas de calor seria, deste modo, simplificado, pois “já não vai ser preciso ter duas zonas e um motor que aproxime e afaste o campo magnético”. Assim sendo, só seria necessário um motor que rode, o que acaba por gastar menos energia.
Para simplificar a compreensão do processo, João Horta convida a imaginar um bloco, “como se fosse um tijolo de um metal”, sendo que esse metal está a provocar um campo magnético. Segundo os estudos anteriores, é necessário mexer esse tijolo para a frente ou para trás. A nossa descoberta é que basicamente podemos rodar o tijolo.”
Os investigadores da FCUP propõe que “…em vez de se aplicar e remover campo, podemos rodar o campo.” Fonte: SICC.FCUP
Além de gastar menos energia, e ser assim mais sustentável, a solução, que ainda vai ser testada num protótipo, não precisa de “campos magnéticos tão intensos”. Portanto, se “for utilizada uma intensidade de campo menor, é também preciso menos material do tijolo”, o que equivale a algo mais leve e mais barato.
Até 2025, a equipa pretende criar um protótipo com a tecnologia implementada à macro escala com o objetivo de provar que o sistema funciona e que é possível bombear calor. Com o financiamento da Fundação para a Ciência e a Tecnologia, a equipa de investigação prevê gastar “10 mil a 15 mil euros” no desenvolvimento do protótipo. O pedido provisório de patente já foi realizado e, até junho deste ano, os investigadores da FCUP têm que decidir se querem proceder com o pedido, o que vai acontecer.
Para o futuro, o investigador João Horta Belo revela-se esperançoso quanto à utilização do método de refrigeração proposto: “tem havido evolução, até ao nível político, no sentido do crescimento de preocupação com o aquecimento global.” A verdade é que segundo a consultora Verified Market Research, o tamanho do mercado de refrigeração magnética foi avaliado em 12,83 milhões de euros em 2021 e deve atingir, aproximadamente, 3,4 mil milhões de euros até 2030.
O trabalho, feito em colaboração com a Universidade de Aveiro, resultou na tese de doutoramento de Rafael Almeida, em Engenharia Física da Universidade do Porto, orientada por João Horta Belo. A equipa conta com os investigadores da FCUP, Cláudia Rodrigues Fernandes, Sara Freitas, João Ventura, João Pedro Araújo e Daniel Silva e também Rodrigo Kiefe e João Amaral, do Laboratório Associado CICECO, da Universidade de Aveiro.
Editado por Filipa Silva
