Ao longo dos últimos seis anos, um sistema alternativo de refrigeração e aquecimento para aparelhos de condicionamento de ar e similares, que usa magnetismo e inteligência artificial, foi desenvolvido pela equipe do Laboratório de Pesquisa em Refrigeração e Termofísica (Polo) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
A estimativa atual é de que uma parcela muito grande, entre 17% e 20%, de toda a energia elétrica consumida no mundo seja atribuída a equipamentos de refrigeração, bombas de calor e condicionadores de ar, segundo a Agência Internacional de Energia (International Energy Agency – IEA). As contas de luz no verão evidenciam o aumento considerável do consumo em relação ao período mais frio do ano.
Estes aparelhos também são responsáveis por 7,8% das emissões de dióxido de carbono e a expectativa é de que a demanda por condicionadores de ar triplique nas próximas décadas. Além disso, os equipamentos funcionam com um sistema de fluidos ainda mais danosos ao ambiente que o dióxido de carbono.
Assim, o sistema desenvolvido pelo Laboratório da UFSC pode ser uma alternativa melhor e mais eficiente para o problema das mudanças climáticas.
Projeto MagChill
O objetivo do projeto MagChill foi desenvolver um condicionador de ar magnetocalórico, que conseguisse alcançar a diferença de temperatura necessária através do uso de campos magnéticos. O sistema foi desenvolvido e é controlado com inteligência artificial.
Um condicionador de ar comum funciona com um sistema de compressão mecânica de fluidos: quando um fluido é comprimido, ele esquenta, e quando um fluido é expandido, ele esfria. O pesquisador Guilherme Fidelis Peixer, do Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica da UFSC, integra o projeto e explica que a proposta é, ao invés de comprimir e expandir um fluido, magnetizar e desmagnetizar um sólido utilizando o mesmo princípio termodinâmico para fazer o ciclo de refrigeração e aquecimento do aparelho. “Utilizando um material sólido, não existe risco de vazamento de fluidos nocivos ao meio ambiente”, esclarece o pesquisador.
A inteligência artificial foi implementada com a intenção de sofisticar o controle do sistema e reduzir o consumo de energia, prevendo seu comportamento futuro e adiantando os comandos. Ao ligar um aparelho de ar-condicionado comum, por exemplo, ele vai operar com toda a capacidade até deixar o ambiente totalmente resfriado e desligar. Depois, só ligará de novo quando o ambiente já estiver quente. Com o equipamento operado por inteligência artificial, é possível prever a temperatura do ambiente antes que ela seja atingida e manter uma temperatura média, sem que o sistema fique oscilando.
“A grande vantagem da inteligência artificial é que, tendo essa base de dados, nós conseguimos calibrar o sistema de forma muito rápida”, explica Guilherme. A inteligência artificial também foi implementada no projeto junto a algoritmos de otimização para fazer o dimensionamento dos componentes, com o objetivo de aprimorar o sistema.
Para o professor Jaime Lozano, coordenador do MagChill, projetos como este são fundamentais para fortalecer a formação dos engenheiros e impulsionar o desenvolvimento tecnológico do país. Além disso, esses projetos possibilitam uma colaboração entre a Universidade e a indústria, permitindo que os alunos e pesquisadores estejam em constante contato com os avanços e as necessidades das empresas. “Isso enriquece a formação acadêmica e profissional e contribui para a criação de soluções práticas que atendem diretamente às demandas da sociedade”, comenta o professor.
O primeiro protótipo do projeto já está finalizado. Atualmente, a equipe está à procura de empresas parceiras para apoiar financeiramente a continuidade do projeto MagChill. Utilizando o mesmo sistema de resfriamento, existe um outro projeto, a Adega de Vinhos Doméstica, que está em processo de desenvolvimento pela equipe do Polo.
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