Todos os invernos, a geada traz perturbações indesejáveis – desde pára-brisas gelados a bombas de calor congeladas. Os métodos tradicionais de descongelamento dependem de aquecimento que consome muita energia ou de produtos químicos que prejudicam o meio ambiente. Agora, pesquisadores da Virginia Tech propõem uma solução mais inovadora: o degelo eletrostático (EDF).
Este método se inspira nas pequenas cargas elétricas já presentes na própria geada. O professor associado Jonathan Boreyko e sua equipe acreditam que podem aproveitar essas correntes elétricas naturais para remover o gelo sem recorrer ao calor ou a produtos químicos agressivos. Seu trabalho anterior demonstrou como o uso de uma pequena voltagem poderia polarizar filmes de água próximos ao gelo, separando cristais de gelo microscópicos.
A EDF baseia-se neste conceito aplicando uma voltagem muito mais forte a um eletrodo posicionado acima do gelo. A ideia é que isso intensifique ainda mais a polarização elétrica dentro do gelo. Esta polarização aumentada cria uma forte atração entre o gelo e o eletrodo, fazendo com que os cristais de gelo se fraturem e “saltem” da superfície.
Testando a sua teoria, a equipa obteve resultados iniciais encorajadores: mesmo sem qualquer tensão aplicada, uma placa de cobre colocada acima do gelo removeu cerca de 15% dela devido à capacidade natural do gelo de se autopolarizar fracamente. A aplicação de 120 volts aumentou significativamente essa taxa de remoção para 40%, e o aumento adicional da tensão para 550 volts resultou em uma redução de 50% no gelo.
No entanto, as coisas tomaram um rumo inesperado quando os pesquisadores aumentaram ainda mais a voltagem. Em vez de melhorar continuamente o desempenho, a remoção de gelo diminuiu em tensões acima de 1.100 volts. Isso deixou a equipe perplexa, pois seu modelo teórico previa melhoria contínua com voltagem mais alta.
O culpado acabou sendo o vazamento de carga da geada polarizada para a superfície subjacente onde ela estava crescendo. Testes em um substrato de vidro mais isolante revelaram que esse problema de vazamento tornou-se menos pronunciado em altas tensões. A mudança para um substrato “superhidrofóbico que retém o ar” – um material altamente repelente à água – resolveu totalmente o problema, permitindo-lhes alcançar os resultados esperados.
A 5.500 volts, a voltagem mais alta testada neste novo substrato, impressionantes 75% do gelo foram removidos, revelando até mesmo um logotipo oculto da Virginia Tech, obscurecido sob o gelo!
Embora ainda esteja em seus estágios iniciais, o EDF é uma promessa significativa como uma alternativa futura aos métodos tradicionais de descongelamento. Tem o potencial de ser significativamente mais rentável, amigo do ambiente e eficiente em termos energéticos. Os próximos passos da equipe de Boreyko incluem testes em diversas superfícies e aumentar ainda mais as taxas de remoção de gelo – visando, em última análise, 100% de eliminação do gelo.
