Inspirado após sair de um banho quente e entrar em um ambiente com ar-condicionado, o engenheiro Ady Suwardi se questionou sobre quanta energia poderia estar presente na diferença de temperatura entre a pele e o ar frio e seco ao redor. Depois de algumas pesquisas, ele ficou surpreso não tanto pelo fato da evaporação ser uma possível fonte de energia, mas pelo número reduzido de estudos voltados a capturá-la.
À medida que o mundo busca eletrificar sua matriz energética, tanto para evitar os piores efeitos das mudanças climáticas quanto para suprir a crescente demanda elétrica impulsionada por novas tecnologias, os cientistas procuram novas formas de energia renovável. O sol e o vento são os exemplos mais conhecidos e ainda representam as melhores apostas de curto prazo para reduzir a dependência dos combustíveis fósseis.
Pesquisadores já exploraram o potencial dos oceanos, da energia geotérmica e até de baterias nucleares capazes de durar milhares de anos. No entanto, uma nova e improvável fonte pode vir a superar todas essas.
Suwardi e sua equipe conseguiram realizar o que antes parecia impossível: extrair energia literalmente do ar. Cientistas da Universidade Chinesa de Hong Kong (CUHK) e da Universidade Nacional de Singapura (NUS) criaram um dispositivo em escala reduzida capaz de converter diretamente o calor liberado pela evaporação da umidade do ar em eletricidade.
Essa abordagem se insere em um campo emergente chamado “hidrovoltaica”, cujo objetivo é transformar a umidade em energia. A grande vantagem está no fato de que a umidade atmosférica é praticamente onipresente, ao contrário da energia solar e eólica, que dependem de condições específicas e variáveis.
Segundo Suwardi, que atua como professor no departamento de engenharia eletrônica da CUHK, muitas vezes soluções inovadoras estão diante de nós, mas só podem ser aproveitadas quando tecnologias já existentes são aplicadas de forma criativa.
Isso levou alguns pesquisadores a refletirem sobre a possibilidade de máquinas de grande porte capturarem umidade para atender parte das necessidades energéticas globais. Em 2015, por exemplo, cientistas da Universidade Columbia desenvolveram um motor de evaporação baseado na expansão e contração de esporos bacterianos sobre uma fonte de água e também um “moinho de umidade” que gerava energia quando exposto à água.
Esses sistemas, embora promissores, ainda geravam quantidades muito pequenas de energia, mas indicavam que, no futuro, turbinas ou estruturas maiores poderiam extrair eletricidade em escala a partir da evaporação de grandes massas de água.
A diferença agora é que o dispositivo desenvolvido por Suwardi e seus colegas elimina a etapa mecânica, comum nos sistemas tradicionais, e converte a umidade diretamente em energia. Essa abordagem, chamada de “evapoelétrica”, mostrou-se ao menos duas vezes mais eficiente do que os métodos hidrovoltaicos existentes.
O princípio é simples: a evaporação remove uma quantidade enorme de calor por meio da vaporização. Apenas um grama de água é capaz de absorver aproximadamente 2.250 joules de calor, o suficiente para acender uma lâmpada de 60 watts por cerca de 38 segundos. O dispositivo desenvolvido tenta miniaturizar esse processo com o objetivo de fornecer energia a sensores e dispositivos vestíveis, como relógios inteligentes. A equipe já demonstrou que conseguiu alimentar uma tela de cristal líquido (LCD) apenas utilizando essa energia derivada da umidade.
O sistema é composto por um gerador termoelétrico posicionado entre dois dissipadores de calor. Um deles é formado por um hidrogel de álcool polivinílico (PVA), material poroso que absorve água e permite sua evaporação natural. O outro dissipador mantém a temperatura próxima à do ar ambiente.
Quando a água evapora no lado do hidrogel, ocorre um resfriamento que cria um gradiente de temperatura entre os dois lados. Esse fluxo de calor é então convertido diretamente em eletricidade pelo gerador. Um desafio ainda existente é manter o fornecimento contínuo de água para que o processo de evaporação não seja interrompido, mas Suwardi aponta que até mesmo o suor humano poderia servir como fonte extra.
Esse tipo de energia contínua e em pequena escala é especialmente útil para a eletrônica vestível, como pulseiras esportivas e monitores de saúde. Embora a eficiência de conversão ainda esteja longe de ser ideal (atualmente em torno de 0,1%), o pesquisador acredita que melhorias nos materiais, especialmente no hidrogel de PVA e no próprio gerador termoelétrico, podem multiplicar essa eficiência em até dez vezes, aproximando a tecnologia de aplicações práticas em larga escala.
Embora ainda não seja capaz de alimentar grandes sistemas energéticos, a evapoeletricidade surge como uma alternativa complementar às fontes já conhecidas, com potencial de expansão futura. Para o engenheiro, trata-se apenas de uma questão de tempo e investimento até que seja possível transformar a umidade do ar e até mesmo o suor humano em uma fonte confiável de energia.
A ciência mostra repetidamente que o planeta oferece inúmeras fontes de energia disponíveis gratuitamente, seja pelo vento, pelo sol, pelo calor da Terra ou pela própria umidade atmosférica. Aproveitar de forma eficiente esses recursos pode redefinir a maneira como a humanidade produz e consome eletricidade.
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