Com o aumento da população mundial e o desenvolvimento da economia, o nível de consumo de eletricidade está em constante aumento. Em média, a cada 15 anos, a quantidade de energia consumida no mundo dobra. À medida que a demanda aumenta e com as preocupações com os impactos ambientais, a necessidade de fontes alternativas de energia renovável está se tornando cada vez mais evidente.
Talvez a alternativa mais interessante possível sejam os estudos do corpo humano como gerador de vários tipos de energia.
A relevância dessa abordagem se deve a uma série de fatores.
Em primeiro lugar, é amigo do ambiente. Apenas a energia térmica ou energia cinética do movimento produzida por uma pessoa nas condições cotidianas é usada.
Em segundo lugar, economizando tempo e recursos para armazenar e transferir energia para aplicações úteis.
Homem da Usina Elétrica
O primeiro estudo científico sobre a capacidade dos organismos vivos de gerar calor apareceu no século 8. Em 1791, o cientista italiano Luigi Galvani publica os resultados de seu trabalho de 25 anos intitulado Tratados sobre o poder da eletricidade no movimento muscular. O tratado confirmava que a eletricidade está presente em um organismo vivo, e os nervos funcionam como uma espécie de "fios elétricos".
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No século XX, os cientistas conseguiram provar que o corpo humano é uma “usina viva”, que gera eletricidade a partir de contínuas reações químicas. E a ciência separada da eletrofisiologia foi desenvolvida.
Uma espécie de "capacidade energética" de uma pessoa também é conhecida. Assim, com uma respiração, um watt é gerado e, com um passo calmo, você pode alimentar uma lâmpada de 60 watts e até um telefone. Durante o descanso, uma pessoa gera cerca de 100 watts. E a maior produção de energia é alcançada durante os esportes - até 2.000 watts, por exemplo, ao correr.
Até agora, várias tecnologias foram desenvolvidas para acumular calor no corpo humano e dispositivos para recarga de uma pessoa, que podem ser condicionalmente divididos em dispositivos para coletar energia para todo um grupo de pessoas e dispositivos para uso individual.
Calor passivo
Na Europa e na América do Norte, já estão sendo utilizadas residências com eficiência energética, onde o calor gerado por pessoas e eletrodomésticos é gasto no aquecimento do próprio prédio. Isso se deve ao isolamento térmico, à ausência de ventilação externa em sua estrutura e à instalação de um recuperador de calor para transferi-lo para o sistema de fornecimento de calor. Assim, os residentes podem obter economias de aquecimento de até 90%.
Na França, o aquecimento passivo de um prédio permite que 17 apartamentos recebam calor "vivo". Para isso, a agência de habitação social Paris Habitat aproveita o calor dos corpos dos passageiros do metrô que passam por baixo do prédio. O ar quente é transportado por meio de tubos para trocadores de calor que aquecem o próprio edifício.
Uma experiência bem-sucedida foi realizada no edifício principal da Estação Central de Estocolmo, que está equipado com trocadores de calor especiais. Os aparelhos captam o calor gerado pelos visitantes da estação e o transferem para o aquecimento da água para aquecer o prédio vizinho de 13 andares com área de 28 mil metros quadrados. De acordo com estimativas aproximadas, o sistema pode economizar até 25% da energia usada para aquecer um edifício.
Energia de massa
Outra tecnologia promissora é a captação de energia do fluxo de pessoas. A East Japan Railway Company do Japão decidiu usar os grupos de visitantes como um gerador promissor. Catracas com elementos piezoelétricos foram colocadas na estação do metrô de Tóquio, por onde passam centenas de milhares de pessoas todos os dias. Ao se aproximar da catraca, o visitante pisa nos elementos piezoelétricos instalados no piso, transmitindo assim a energia da pressão de seus corpos.
Na Holanda, portas de gerador foram instaladas na entrada do shopping center Natuurcafe La Port. É aqui que o efeito push funciona. Um desses dispositivos produz até 4600 kWh por ano.
Os fluxos de pessoas mais movimentados estão nas principais vias das principais cidades do mundo, onde os pedestres, em média, dão 50 mil passos por dia. O engenheiro britânico Lawrence Camball-Cook descobriu como usar isso com lajes de pavimentação. As telhas de material flexível especialmente projetadas flexionam ligeiramente quando pressionadas. Assim, é possível usar a energia cinética de uma pessoa, que é convertida em eletricidade. Destina-se a iluminar ruas, pontos de ônibus e vitrines. O produto inovador já foi testado nas Olimpíadas de Londres em 2012, quando foram obtidos 20 milhões de joules de energia em duas semanas.
Energia esportiva
Engenheiros trabalhando em métodos de transformar a energia de movimento das pessoas, obviamente, não poderiam passar pela educação física e pelos esportes. Um dos primeiros projetos nesta área foram as bicicletas de exercício Sport Art, que desempenham o papel de transformador. Eles são equipados com um conversor de energia que gera uma corrente de 120 volts e a alimenta diretamente na rede. Para um ciclo de treinamento em tal simulador, é possível obter de 400 a 800 watts de energia. Isso irá carregar a máquina de café, algumas TVs e laptops. O aparelho ainda possui um aplicativo móvel que calcula a quantidade de energia produzida.
Existem também invenções mais tecnológicas, por exemplo, a bola de futebol Socceket, que transforma a energia cinética de um impacto em eletricidade. No momento do impacto, a energia gerada é transferida para um mecanismo semelhante a um pêndulo que aciona um gerador. O gerador, por sua vez, produz e armazena eletricidade. A bola tem uma potência de seis watts, o suficiente para alimentar um abajur de mesa de LED ou outro dispositivo pequeno.
Baterista
O sonho de quase todos os usuários de gadgets de bolso é andar pela rua e recarregar seu smartphone sem baterias adicionais. Essa ideia ainda não foi totalmente realizada, mas os cientistas estão gradualmente se movendo nessa direção.
Cientistas coreanos desenvolveram um gerador flexível de 10 por 10 centímetros, capaz de recarregar pulseiras de fitness. A energia é gerada pela diferença de temperatura entre o corpo humano e o meio ambiente. O gerador produz até 40 miliwatts de energia.
Uma tecnologia semelhante foi apresentada pelo fabricante suíço de relógios inteligentes Sequent. O relógio funciona acenando com a mão enquanto caminha. E este não é um mecanismo de "autoalimentação". Em vez de uma mola, um gerador é instalado lá, que converte as vibrações da carga em eletricidade.
Pesquisadores da Universidade Vanderbilt inventaram um elemento que permite que correntes elétricas sejam produzidas por qualquer movimento humano. O dispositivo é pequeno e pode ser colocado diretamente na roupa. Sua novidade é que a energia mesmo dos menores movimentos é coletada, ou seja, em frequências de até 0,01 Hz, e é gerada continuamente.
É esta tecnologia que tem o maior potencial de crescimento para recarregar o seu smartphone em viagem. Mas, além de carregar gadgets, os cientistas veem possibilidades mais extraordinárias: por exemplo, roupas com listras embutidas e um líquido especial que vai permitir a troca de cores e estampas por meio de um smartphone.
Já existem desenvolvimentos universais. Por exemplo, um filme piezoelétrico que pode ser usado para armazenar energia ao digitar em um teclado. Ou ao caminhar, se esse filme for colocado nas roupas.
