Num novo estudo, investigadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos, descobriram que as amêijoas gigantes do Pacífico Ocidental podem ser o sistema de energia solar mais eficiente do planeta.
De acordo com um novo estudo, recentemente publicado na PRX: Energy, os fabricantes de painéis solares e de biorefinarias têm algumas coisas a aprender com as amêijoas gigantes iridescentes que vivem perto dos recifes de coral tropicais.
Isto porque as amêijoas gigantes têm geometrias precisas — colunas dinâmicas e verticais de recetores fotossintéticos cobertos por uma fina camada de dispersão da luz — que podem fazer destes bivalves os sistemas de energia solar mais eficientes do planeta.
“É contra-intuitivo para muita gente, porque as amêijoas funcionam com luz solar intensa, mas na verdade são muito escuras por dentro”, explica Alison Sweeney, professora de física e biologia evolutiva da Universidade de Yale e autora principal do artigo, em comunicado da universidade.
“A verdade é que as amêijoas são mais eficientes na conversão de energia solar do que qualquer tecnologia de painéis solares existente”, acrescenta a investigadora.
No novo estudo, a equipa de investigadores liderada por Sweeney apresenta um modelo analítico para determinar a eficiência máxima dos sistemas fotossintéticos com base na geometria, movimento e características de dispersão da luz das amêijoas gigantes.
Este é o mais recente de uma série de estudos de investigação do laboratório de Sweeney, que destacam mecanismos biológicos do mundo natural que podem inspirar novos materiais e conceções sustentáveis.
Neste caso, os investigadores analisaram especificamente o impressionante potencial de energia solar das amêijoas gigantes iridescentes nas águas pouco profundas de Palau, no Pacífico Ocidental.
As amêijoas são fotossimbióticas, com cilindros verticais de algas unicelulares que crescem na sua superfície. As algas absorvem a luz solar — depois de a luz ter sido dispersa por uma camada de células chamada iridócitos.
Tanto a geometria das algas como a dispersão da luz pelos iridócitos são importantes, dizem os investigadores. A disposição das algas em colunas verticais — que as torna paralelas à luz que entra — permite-lhes absorver a luz do sol a um ritmo mais eficiente.
Isto deve-se ao facto de a luz do sol ter sido filtrada e dispersa pela camada de iridócitos e de a luz envolver uniformemente cada cilindro vertical da alga, explica a nota de imprensa.
Com base na geometria das amêijoas gigantes, Sweeney e os seus colegas desenvolveram um modelo para calcular a eficiência quântica — a capacidade de converter fotões em eletrões.
Os investigadores também tiveram em conta as flutuações da luz solar, com base num dia típico nos trópicos, com o nascer do sol, a intensidade do sol do meio-dia e o pôr do sol. A eficiência quântica foi de 42%.
Seguidamente, os investigadores acrescentaram um novo aspeto: a forma como as amêijoas gigantes se esticam em reação às alterações da luz solar.
“As amêijoas gostam de se mexer e de se esticar ao longo do dia”, explica Sweeney. “Este alongamento afasta as colunas verticais, tornando-as efetivamente mais curtas e mais largas.”
Tomando em conta esta nova informação, a eficiência quântica do modelo da amêijoa aumenta para 67%. Em comparação, a eficiência quântica de um sistema de folhas verdes num ambiente tropical é de apenas cerca de 14%.
Uma comparação intrigante, de acordo com o estudo, seriam as florestas de abetos do norte. Segundo os investigadores, estas florestas, rodeadas por camadas flutuantes de nevoeiro e nuvens, partilham geometrias e mecanismos de dispersão da luz semelhantes aos das amêijoas gigantes, mas a uma escala muito maior. E a sua eficiência quântica é praticamente idêntica.
“Uma das lições a tirar daqui é a importância de considerar a biodiversidade em grande escala”, disse Sweeney.
“Os meus colegas e eu continuamos a refletir sobre onde mais na Terra poderá ocorrer este nível de eficiência solar. Também é importante reconhecer que só podemos estudar a biodiversidade em locais onde ela se mantém”.
“Poder-se-ia assim imaginar uma nova geração de painéis solares que produzam algas ou painéis solares de plástico baratos feitos de um material elástico”, afirmou Sweeney.
