Gotas de chuva geram eletricidade limpa diretamente - sem geradores

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/04/2025

Chuva gera eletricidade

Que a ?gua passando atrav?s de canos ? uma ?tima maneira de gerar eletricidade, todos n?s sabemos - ? assim que as hidrel?tricas funcionam. Mas n?o se esque?a: A eletricidade s? ? gerada quando essa ?gua ? usada para acionar um gerador.

Chi Kit Ao e colegas da Universidade Nacional de Cingapura queriam algo muito mais direto, em que a pr?pria ?gua gere eletricidade diretamente - sem precisar de um equipamento gerador eletromagn?tico.

Deu certo. Um fluxo de gotas, semelhantes ?s gotas de chuva, gera eletricidade conforme se move atrav?s de um tubo pl?stico. Cada tubo, medindo 32 cent?metros de comprimento e com um di?metro interno de 2 mil?metros, gera 440 microwatts, energia suficiente para acender 12 LEDs.

A ?gua que flui sobre uma superf?cie eletricamente condutora pode gerar sua pr?pria carga el?trica por meio de um processo chamado separa??o de cargas - j? foram demonstrados dispositivos nos quais o movimento de uma gota gera mais de 5 volts de eletricidade. O mecanismo envolve os pr?tons positivamente carregados das mol?culas de ?gua, que ficam no l?quido, e os el?trons negativamente carregados, que s?o doados ? superf?cie. ? muito parecido com o que ocorre quando se gera eletricidade est?tica esfregando um bal?o no cabelo.

A colis?o frontal das got?culas no topo do tubo produz um escoamento segmentado, em que pequenas colunas de ?gua s?o intercaladas com bols?es de ar - esse tipo de fluxo tamb?m ? conhecido como escoamento em pist?o ou escoamento em tamp?o. ? medida que a ?gua flui pelo interior do tubo, as cargas el?tricas se separam. Fios colocados no topo do tubo e dentro do recipiente onde a ?gua cai do tubo coletam a eletricidade.

"A ?gua que cai atrav?s de um tubo vertical gera uma quantidade substancial de eletricidade usando um padr?o espec?fico de fluxo de ?gua: o fluxo de ?gua em forma de tamp?o," disse o professor Siowling Soh. "Esse padr?o de fluxo de ?gua em forma de tamp?o pode permitir que a energia da chuva seja aproveitada para gerar eletricidade limpa e renov?vel."

Gerador pingoel?trico

A ideia ? aproveitar n?o apenas a chuva, mas tamb?m pequenos fluxos de ?gua, que n?o s?o adequados para a gera??o hidrel?trica.

A separa??o de cargas ? tipicamente ineficiente porque se restringe ? superf?cie sobre a qual a ?gua se move. Outras equipes j? haviam tentado melhorar essa efici?ncia disponibilizando mais ?rea de superf?cie por meio de canais em micro ou nano-escalas, para produzir um fluxo cont?nuo de ?gua. O problema ? que a ?gua n?o passa naturalmente por canais t?o pequenos, e bombe?-la gasta mais energia do que ? gerada.

Por isso a equipe queria produzir eletricidade usando canais maiores, pelos quais a ?gua da chuva possa passar.

O sistema de fluxo em pist?o converte em eletricidade mais de 10% da energia da ?gua que cai pelos tubos. E, em compara??o com a ?gua fluindo em um fluxo cont?nuo, o fluxo em pist?o produziu 5 ordens de magnitude (10⁵) a mais de eletricidade. Como a velocidade das gotas era muito menor no experimento do que em uma chuva, os pesquisadores esperam que o sistema colete quantidades muito significativas de eletricidade quando aplicado a gotas que caem - seja diretamente da chuva ou por um chuveiro que guie um fluxo de ?gua natural.

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Multiplicando a energia

Em outro experimento, os pesquisadores observaram que a movimenta??o de ?gua por dois tubos, simult?nea ou sequencialmente, gera o dobro de energia, ou seja, d? para ligar os tubos em s?rie ou em paralelo.

Para tirar proveito disto, eles canalizaram a ?gua por quatro tubos, e a instala??o alimentou 12 LEDs continuamente, enquanto o dep?sito de ?gua acima continuasse a manter o fluxo intermitente.

Os pesquisadores afirmam que a energia de fluxo segmentado pode ser mais simples de instalar e manter do que usinas hidrel?tricas, e pode ser conveniente para espa?os urbanos, como telhados.

"Podemos, pela primeira vez, coletar a energia da chuva ou de outras fontes naturais, como rios ou cachoeiras, por meio da separa??o de carga na interface s?lido-l?quido," concluiu Soh.

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