E se a água fervesse de uma forma mais rápida e eficaz? Iria beneficiar vários processos industriais ao reduzir a utilização de energia, incluindo a maioria das instalações de produção de eletricidade, sistemas de produção química, e até sistemas de arrefecimento.
Os cientistas do MIT criaram um método que permite exatamente isso, de acordo com um comunicado de imprensa da instituição.
Os investigadores encontraram uma forma de melhorar ao mesmo tempo os dois parâmetros-chave que são conducentes ao processo de ebulição — o coeficiente de transferência de calor (HTC) e o fluxo de calor crítico (CHF).
Este é um desenvolvimento impressionante, sendo que existe uma troca entre os dois, ou seja, o que melhora um dos parâmetros tende a piorar o outro.
“Ambos os parâmetros são importantes“, explicou Youngsup Song, co-autor do estudo, “mas melhorar ambos os parâmetros em conjunto é um pouco complicado porque têm um tradeoff intrínseco”.
“Se tivermos muitas bolhas na superfície da ebulição, isso significa que a ebulição é muito eficiente, mas se tivermos demasiadas bolhas na superfície, elas podem fundir-se, o que pode formar uma película de vapor sobre a superfície de ebulição”, acrescentou o investigador.
Essa película introduz resistência à transferência de calor da superfície quente para a água. “Se tivermos vapor entre a superfície e a água, isso impede a eficiência da transferência de calor e reduz o valor de CHF”, realçou Song.
Mas afinal, como é que os investigadores conseguiram um processo de cozedura mais eficiente e mais rápido? Adicionando uma série de micro-cavidades, ou amolgadelas, a uma superfície, controlando a forma como as bolhas se formam.
Este método manteve as bolhas fixadas aos locais das amolgadelas e impediu que se espalhassem para uma película resistente ao calor. As micro-cavidades foram então posicionadas no comprimento ideal para otimizar este processo.
“Essas micro-cavidades definem a posição em que as bolhas surgem”, sublinhou Song. “Mas ao separarmos essas cavidades por 2 milímetros, separamos as bolhas e minimizamos a probabilidade de se fundirem”.
O trabalho tem sido promissor, mas Evelyn Wang, também co-autora do estudo, admitiu que decorreu em condições laboratoriais de pequena escala, que não podiam ser facilmente transformadas numa aplicação prática em dispositivos modernos.
“Este tipo de estruturas que estamos a criar não se destinam a ter a dimensão que têm neste momento”, insistiu Wang. Para já, foram apenas utilizadas para provar que um sistema deste género pode funcionar.
Agora, a equipa está concentrada em encontrar formas adicionais de criar este tipo de texturas de superfície que possam ser utilizadas em dimensões práticas.
“Mostrar que podemos controlar a superfície desta forma para obter melhorias é o primeiro passo”, concluiu a investigadora. “Depois, o passo seguinte é pensar em abordagens numa dimensão maior”.
