TED2018
Aaswath Raman: How we can turn the cold of outer space into a renewable resource
Aaswath Raman: Como podemos tornar o frio do espaço numa nova energia renovável
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E se pudéssemos usar a escuridão fria do espaço para arrefecer os edifícios na Terra? Nesta palestra arrebatadora, o físico Aaswath Raman fala em pormenor sobre a tecnologia que está a desenvolver para aproveitar o "arrefecimento noturno" — um fenómeno natural onde a luz infravermelha escapa da Terra e vai em direção ao espaço, levando o calor com ela — que pode reduzir drasticamente a energia usada pelos sistemas de arrefecimento. Aprendam mais sobre como esta abordagem nos poderia levar a um futuro em que explorássemos a energia do universo de forma inteligente.
Aaswath Raman - Applied physicist, engineer
Aaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials. Full bio
Aaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials. Full bio
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00:13
Every summer when I was growing up,
0
1571
2015
Todos os verões, quando estava a crescer,
00:15
I would fly from my home in Canada
to visit my grandparents,
to visit my grandparents,
1
3610
3382
viajava da minha casa, no Canadá,
para visitar os meus avós
para visitar os meus avós
00:19
who lived in Mumbai, India.
2
7016
1800
que viviam em Mumbai, na Índia.
00:21
Now, Canadian summers
are pretty mild at best --
are pretty mild at best --
3
9157
3134
Os verões canadianos são amenos
00:24
about 22 degrees Celsius
or 72 degrees Fahrenheit
or 72 degrees Fahrenheit
4
12315
3707
— cerca de 22 graus Celsius
ou 72 graus Fahrenheit
ou 72 graus Fahrenheit
00:28
is a typical summer's day,
and not too hot.
and not too hot.
5
16046
2620
é um dia de verão normal,
não é muito quente.
não é muito quente.
00:31
Mumbai, on the other hand,
is a hot and humid place
is a hot and humid place
6
19276
3039
Contudo Mumbai é um lugar quente e húmido
00:34
well into the 30s Celsius
or 90s Fahrenheit.
or 90s Fahrenheit.
7
22339
3218
entre os 30 graus Celsius
ou 90 graus Fahrenheit.
ou 90 graus Fahrenheit.
00:38
As soon as I'd reach it, I'd ask,
8
26364
1586
Quando lá cheguei. perguntei:
00:39
"How could anyone live, work
or sleep in such weather?"
or sleep in such weather?"
9
27974
4410
"Como alguém pode viver, trabalhar
ou dormir com este clima?"
ou dormir com este clima?"
00:45
To make things worse, my grandparents
didn't have an air conditioner.
didn't have an air conditioner.
10
33539
3646
Para piorar as coisas, os meus avós
não tinham ar condicionado.
não tinham ar condicionado.
00:49
And while I tried my very, very best,
11
37768
2825
E embora tentasse o meu melhor
00:52
I was never able
to persuade them to get one.
to persuade them to get one.
12
40617
2754
nunca os consegui
persuadir a comprarem um.
persuadir a comprarem um.
00:56
But this is changing, and fast.
13
44220
3095
Mas isto está a mudar rapidamente.
00:59
Cooling systems today
collectively account for 17 percent
collectively account for 17 percent
14
47914
4341
Hoje os sistemas de arrefecimento
fazem parte de cerca de 17%
fazem parte de cerca de 17%
01:04
of the electricity we use worldwide.
15
52279
2373
de toda a eletricidade
que usamos a nível mundial.
que usamos a nível mundial.
01:06
This includes everything
from the air conditioners
from the air conditioners
16
54676
2394
Isto incluí tudo, desde o ar condicionado
que tanto queria
nas minhas férias de verão,
nas minhas férias de verão,
01:09
I so desperately wanted
during my summer vacations,
during my summer vacations,
17
57094
2777
01:11
to the refrigeration systems
that keep our food safe and cold for us
that keep our food safe and cold for us
18
59895
3610
até aos sistemas frigoríficos que
mantêm a comida fresca e segura
mantêm a comida fresca e segura
nos supermercados,
01:15
in our supermarkets,
19
63529
1231
01:16
to the industrial scale systems
that keep our data centers operational.
that keep our data centers operational.
20
64784
4252
até aos sistemas à escala industrial
que mantêm operacionais
os centros de dados.
os centros de dados.
01:21
Collectively, these systems
account for eight percent
account for eight percent
21
69624
3485
Coletivamente, estes sistemas
são responsáveis
são responsáveis
por 8% da emissão global
de gases de efeito de estufa.
de gases de efeito de estufa.
01:25
of global greenhouse gas emissions.
22
73133
2250
01:27
But what keeps me up at night
23
75823
1611
Mas o que não me deixa dormir
01:29
is that our energy use for cooling
might grow sixfold by the year 2050,
might grow sixfold by the year 2050,
24
77458
4921
é que a energia usada para o arrefecimento
pode aumentar seis vezes mais até 2050,
pode aumentar seis vezes mais até 2050,
01:34
primarily driven by increasing usage
in Asian and African countries.
in Asian and African countries.
25
82403
4281
principalmente devido ao aumento
do consumo na Ásia e em países africanos.
do consumo na Ásia e em países africanos.
01:39
I've seen this firsthand.
26
87284
1698
Eu vi isto diretamente.
01:41
Nearly every apartment
in and around my grandmother's place
in and around my grandmother's place
27
89006
3158
Quase todos os apartamentos
nos arredores da casa da minha avó
nos arredores da casa da minha avó
01:44
now has an air conditioner.
28
92188
2024
têm hoje ar condicionado.
01:46
And that is, emphatically, a good thing
29
94236
3047
Isso é uma coisa boa para a saúde,
01:49
for the health, well-being
and productivity
and productivity
30
97307
2699
para o bem-estar e para a produtividade
01:52
of people living in warmer climates.
31
100030
2645
das pessoas que vivem
em climas mais quentes.
em climas mais quentes.
01:55
However, one of the most
alarming things about climate change
alarming things about climate change
32
103831
3943
Contudo, uma das coisas mais
alarmantes sobre a alteração climática
alarmantes sobre a alteração climática
01:59
is that the warmer our planet gets,
33
107798
2595
é que, quanto mais quente
o planeta se torna,
o planeta se torna,
02:02
the more we're going to need
cooling systems --
cooling systems --
34
110417
2312
mais vamos precisar
de sistemas de arrefecimento
de sistemas de arrefecimento
02:04
systems that are themselves large
emitters of greenhouse gas emissions.
emitters of greenhouse gas emissions.
35
112753
3759
— sistemas que são grandes emissores
de gases de efeito de estufa.
de gases de efeito de estufa.
02:09
This then has the potential
to cause a feedback loop,
to cause a feedback loop,
36
117236
3333
Isto tem o potencial de criar
um círculo vicioso
um círculo vicioso
02:12
where cooling systems alone
37
120593
1458
em que só os sistemas de arrefecimento
02:14
could become one of our biggest sources
of greenhouse gases
of greenhouse gases
38
122075
2987
podem tornar-se uma das maiores
fontes de emissão de gases,
fontes de emissão de gases,
02:17
later this century.
39
125086
1342
no futuro.
02:18
In the worst case,
40
126735
1178
No pior dos casos, podemos vir a precisar
02:19
we might need more than 10 trillion
kilowatt-hours of electricity every year,
kilowatt-hours of electricity every year,
41
127937
3620
de mais de 10 biliões
de quilowatts/hora todos os anos,
de quilowatts/hora todos os anos,
02:23
just for cooling, by the year 2100.
42
131581
2688
só para arrefecimento, no ano de 2100.
02:26
That's half our electricity supply today.
43
134846
2865
Isso é metade do atual
fornecimento de eletricidade.
fornecimento de eletricidade.
02:30
Just for cooling.
44
138198
1150
Só para arrefecimento.
02:32
But this also point us
to an amazing opportunity.
to an amazing opportunity.
45
140862
3915
Mas isto também aponta
para uma oportunidade incrível.
para uma oportunidade incrível.
02:37
A 10 or 20 percent improvement
in the efficiency of every cooling system
in the efficiency of every cooling system
46
145444
4569
Uma melhoria de 10 ou 20% na eficiência
de todos os sistemas de arrefecimento
de todos os sistemas de arrefecimento
poderia ter um impacto enorme nas
emissões de gases de efeito de estufa,
emissões de gases de efeito de estufa,
02:42
could actually have an enormous impact
on our greenhouse gas emissions,
on our greenhouse gas emissions,
47
150037
3484
02:45
both today and later this century.
48
153545
2465
tanto hoje como no futuro.
02:50
And it could help us avert
that worst-case feedback loop.
that worst-case feedback loop.
49
158080
3549
E podia ajudar-nos a evitar
esse ciclo vicioso, do pior dos cenários.
esse ciclo vicioso, do pior dos cenários.
02:54
I'm a scientist who thinks a lot
about light and heat.
about light and heat.
50
162928
3680
Sou um cientista que pensa
muito na luz e no calor.
muito na luz e no calor.
02:58
In particular, how new materials
allow us to alter the flow
allow us to alter the flow
51
166632
3596
Em particular, na forma como
os novos materiais nos permitem alterar
os novos materiais nos permitem alterar
o fluxo dos elementos básicos da natureza
03:02
of these basic elements of nature
52
170252
2016
03:04
in ways we might have
once thought impossible.
once thought impossible.
53
172292
2642
de formas que antes
achávamos serem impossíveis.
achávamos serem impossíveis.
03:07
So, while I always understood
the value of cooling
the value of cooling
54
175315
2413
Então, embora entendesse
o valor do arrefecimento
o valor do arrefecimento
03:09
during my summer vacations,
55
177752
1944
durante as minhas férias de verão,
03:11
I actually wound up
working on this problem
working on this problem
56
179720
2263
acabei por trabalhar neste problema
03:14
because of an intellectual puzzle
that I came across about six years ago.
that I came across about six years ago.
57
182007
4006
devido a um "puzzle" intelectual
que encontrei há uns seis anos.
que encontrei há uns seis anos.
03:19
How were ancient peoples
able to make ice in desert climates?
able to make ice in desert climates?
58
187149
5617
Como é que as pessoas, antigamente,
conseguiam fazer gelo em climas desérticos?
conseguiam fazer gelo em climas desérticos?
03:25
This is a picture of an ice house,
59
193894
2936
Isto é uma foto de uma casa de gelo,
03:28
also called a Yakhchal,
located in the southwest of Iran.
located in the southwest of Iran.
60
196854
3627
também chamada "yakhchal",
situada no sudoeste do Irão.
situada no sudoeste do Irão.
03:33
There are ruins of dozens
of such structures throughout Iran,
of such structures throughout Iran,
61
201006
3754
Há dezenas de ruínas
destas estruturas no Irão,
destas estruturas no Irão,
03:36
with evidence of similar such buildings
throughout the rest of the Middle East
throughout the rest of the Middle East
62
204784
3690
com indícios de edifícios
parecidos pelo resto do Médio Oriente
parecidos pelo resto do Médio Oriente
e em todo o percurso até à China.
03:40
and all the way to China.
63
208498
1214
03:42
The people who operated
this ice house many centuries ago,
this ice house many centuries ago,
64
210228
3190
As pessoas que trabalhavam
nas casas de gelo, há muitos séculos,
nas casas de gelo, há muitos séculos,
03:45
would pour water
in the pool you see on the left
in the pool you see on the left
65
213442
2484
enchiam de água o tanque
que veem à esquerda.
que veem à esquerda.
03:47
in the early evening hours,
as the sun set.
as the sun set.
66
215950
3072
nas horas da tarde,
quando o Sol se punha.
quando o Sol se punha.
03:51
And then something amazing happened.
67
219046
1809
E algo incrível acontecia.
03:53
Even though the air temperature
might be above freezing,
might be above freezing,
68
221442
2762
Mesmo com a temperatura
do ar pouco acima de zero,
do ar pouco acima de zero,
03:56
say five degrees Celsius
or 41 degrees Fahrenheit,
or 41 degrees Fahrenheit,
69
224228
3698
por exemplo, a cinco graus Celsius
ou 41 graus Fahrenheit,
ou 41 graus Fahrenheit,
03:59
the water would freeze.
70
227950
1534
a água congelava.
04:02
The ice generated would then be collected
in the early morning hours
in the early morning hours
71
230724
4135
O gelo criado era recolhido
no início da manhã
no início da manhã
04:06
and stored for use in the building
you see on the right,
you see on the right,
72
234883
2635
e guardado no edifício
que veem à direita,
que veem à direita,
04:09
all the way through the summer months.
73
237542
1936
durante todos os meses de verão.
04:12
You've actually likely seen
something very similar at play
something very similar at play
74
240133
2719
Já devem ter visto algo parecido
04:14
if you've ever noticed frost form
on the ground on a clear night,
on the ground on a clear night,
75
242876
3452
se já viram a geada a criar-se
no solo numa noite limpa,
no solo numa noite limpa,
mesmo com a temperatura
do ar muito acima de zero.
do ar muito acima de zero.
04:18
even when the air temperature
is well above freezing.
is well above freezing.
76
246352
2745
04:21
But wait.
77
249121
1160
Mas esperem.
04:22
How did the water freeze
if the air temperature is above freezing?
if the air temperature is above freezing?
78
250305
3731
Como é que a água congelava,
se a temperatura do ar é acima de zero?
se a temperatura do ar é acima de zero?
04:26
Evaporation could have played an effect,
79
254487
1926
A evaporação pode ter ajudado,
04:28
but that's not enough to actually
cause the water to become ice.
cause the water to become ice.
80
256437
3315
mas não é suficiente
para tornar a água em gelo.
para tornar a água em gelo.
04:32
Something else must have cooled it down.
81
260064
2086
Outra coisa deve tê-la congelado.
04:34
Think about a pie
cooling on a window sill.
cooling on a window sill.
82
262761
2548
Pensem numa tarte a arrefecer à janela.
04:37
For it to be able to cool down,
its heat needs to flow somewhere cooler.
its heat needs to flow somewhere cooler.
83
265619
3611
Para arrefecer, o calor tem
que ir para algum lado mais frio,
que ir para algum lado mais frio,
04:41
Namely, the air that surrounds it.
84
269254
1904
nomeadamente o ar à sua volta.
04:44
As implausible as it may sound,
85
272180
2310
Por impossível que pareça,
04:46
for that pool of water, its heat
is actually flowing to the cold of space.
is actually flowing to the cold of space.
86
274514
5376
nesse tanque de água, o seu calor
está a fluir até o frio do espaço.
está a fluir até o frio do espaço.
04:54
How is this possible?
87
282085
1722
Como é que é possível?
04:56
Well, that pool of water,
like most natural materials,
like most natural materials,
88
284434
3572
Bem, o tanque de água,
como muitos materiais naturais,
como muitos materiais naturais,
05:00
sends out its heat as light.
89
288030
2150
envia o seu calor sob a forma de luz.
05:02
This is a concept
known as thermal radiation.
known as thermal radiation.
90
290506
2817
Este é um conceito conhecido
por radiação térmica.
por radiação térmica.
05:05
In fact, we're all sending out our heat
as infrared light right now,
as infrared light right now,
91
293792
4468
Neste momento, todos nós estamos a enviar
o nosso calor, como luz infravermelha,
o nosso calor, como luz infravermelha,
05:10
to each other and our surroundings.
92
298284
1928
uns para os outros e para os arredores.
05:12
We can actually visualize this
with thermal cameras
with thermal cameras
93
300608
2469
Podemos ver isto com câmaras térmicas
05:15
and the images they produce,
like the ones I'm showing you right now.
like the ones I'm showing you right now.
94
303101
3246
e a imagem que produzem,
como as que estou a mostrar agora.
como as que estou a mostrar agora.
05:18
So that pool of water
is sending out its heat
is sending out its heat
95
306744
2262
Então, o tanque de água
está a enviar o calor
está a enviar o calor
05:21
upward towards the atmosphere.
96
309030
1682
para cima, para a atmosfera.
05:23
The atmosphere and the molecules in it
97
311379
2095
A atmosfera e as suas moléculas
05:25
absorb some of that heat and send it back.
98
313498
2555
absorvem algum do calor
e enviam-no de volta.
e enviam-no de volta.
05:28
That's actually the greenhouse effect
that's responsible for climate change.
that's responsible for climate change.
99
316077
3822
Esse é o efeito de gases de estufa
responsável pela alteração climática.
responsável pela alteração climática.
05:32
But here's the critical thing
to understand.
to understand.
100
320435
2523
Mas aqui está o que
precisamos de entender.
precisamos de entender.
05:34
Our atmosphere doesn't absorb
all of that heat.
all of that heat.
101
322982
3200
A atmosfera não absorve todo esse calor.
05:38
If it did, we'd be
on a much warmer planet.
on a much warmer planet.
102
326577
2934
Se assim fosse, estávamos
num planeta muito mais quente.
num planeta muito mais quente.
05:41
At certain wavelengths,
103
329982
1508
Em certos comprimentos de onda,
05:43
in particular between
eight and 13 microns,
eight and 13 microns,
104
331514
3452
em particular entre os 8 e os 13 mícrones,
05:46
our atmosphere has what's known
as a transmission window.
as a transmission window.
105
334990
3762
a atmosfera é conhecida
como uma janela de transmissão.
como uma janela de transmissão.
05:51
This window allows some of the heat
that goes up as infrared light
that goes up as infrared light
106
339402
5517
Esta janela permite que algum calor,
que sobe como luz infravermelha,
que sobe como luz infravermelha,
05:56
to effectively escape,
carrying away that pool's heat.
carrying away that pool's heat.
107
344943
3333
escape efetivamente,
levando com ele o calor do tanque.
levando com ele o calor do tanque.
06:00
And it can escape to a place
that is much, much colder.
that is much, much colder.
108
348895
3770
E pode escapar para um lugar
que é muito mais frio.
que é muito mais frio.
06:05
The cold of this upper atmosphere
109
353633
1968
O frio desta atmosfera mais elevada
06:07
and all the way out to outer space,
110
355625
1674
e todo o percurso até ao espaço,
06:09
which can be as cold
as minus 270 degrees Celsius,
as minus 270 degrees Celsius,
111
357323
3810
que pode chegar até aos
-270 graus Celsius,
-270 graus Celsius,
06:13
or minus 454 degrees Fahrenheit.
112
361157
2720
ou -454 graus Fahrenheit.
06:17
So that pool of water is able
to send out more heat to the sky
to send out more heat to the sky
113
365242
3364
Esse tanque de água é capaz
de enviar mais calor para o céu
de enviar mais calor para o céu
06:20
than the sky sends back to it.
114
368630
1771
e o céu manda-o de volta.
06:22
And because of that,
115
370425
1150
Isso é porque
06:23
the pool will cool down
below its surroundings' temperature.
below its surroundings' temperature.
116
371599
3016
o tanque irá arrefecer abaixo
da temperatura que a rodeia.
da temperatura que a rodeia.
06:28
This is an effect
known as night-sky cooling
known as night-sky cooling
117
376035
3516
Este é um efeito conhecido
por arrefecimento noturno
por arrefecimento noturno
06:31
or radiative cooling.
118
379575
1400
ou arrefecimento radiante.
06:33
And it's always been understood
by climate scientists and meteorologists
by climate scientists and meteorologists
119
381369
3454
E sempre foi entendido por
cientistas climáticos e meteorologistas
cientistas climáticos e meteorologistas
06:36
as a very important natural phenomenon.
120
384847
2600
como um fenómeno natural
muito importante.
muito importante.
06:40
When I came across all of this,
121
388879
1492
Quando me deparei com isto,
06:42
it was towards the end
of my PhD at Stanford.
of my PhD at Stanford.
122
390395
2642
estava quase a acabar o meu
doutoramento em Stanford.
doutoramento em Stanford.
06:45
And I was amazed by its apparent
simplicity as a cooling method,
simplicity as a cooling method,
123
393061
4429
Fiquei fascinado pela aparente
simplicidade do método de arrefecimento,
simplicidade do método de arrefecimento,
06:49
yet really puzzled.
124
397514
1266
mas também confuso.
06:51
Why aren't we making use of this?
125
399284
2200
Porque não usamos isto?
06:54
Now, scientists and engineers
had investigated this idea
had investigated this idea
126
402744
2881
Cientistas e engenheiros
tinham investigado esta ideia
tinham investigado esta ideia
06:57
in previous decades.
127
405649
1238
em décadas anteriores.
06:58
But there turned out to be
at least one big problem.
at least one big problem.
128
406911
3288
Mas acabou por existir, pelo
menos, um grande problema.
menos, um grande problema.
07:02
It was called night-sky
cooling for a reason.
cooling for a reason.
129
410879
2872
Era o chamado de arrefecimento
noturno por um motivo.
noturno por um motivo.
07:06
Why?
130
414109
1174
Porquê?
07:07
Well, it's a little thing called the sun.
131
415307
2369
Bem, é uma pequena coisa chamada Sol.
07:10
So, for the surface
that's doing the cooling,
that's doing the cooling,
132
418157
2460
Então, a superfície que está a arrefecer,
07:12
it needs to be able to face the sky.
133
420641
2174
tem que poder estar virada para o céu.
07:14
And during the middle of the day,
134
422839
1628
E a meio do dia,
07:16
when we might want
something cold the most,
something cold the most,
135
424491
3150
quando podemos ansiar por algo frio,
07:19
unfortunately, that means
you're going to look up to the sun.
you're going to look up to the sun.
136
427665
2896
infelizmente, isso significa
que olhamos para o Sol.
que olhamos para o Sol.
07:22
And the sun heats most materials up
137
430585
1856
O Sol aquece muitos dos materiais
07:24
enough to completely counteract
this cooling effect.
this cooling effect.
138
432465
2757
o suficiente para contrariar
o efeito de arrefecimento.
o efeito de arrefecimento.
07:28
My colleagues and I
spend a lot of our time
spend a lot of our time
139
436409
2008
Eu e os meus colegas
passamos muito tempo
passamos muito tempo
07:30
thinking about how
we can structure materials
we can structure materials
140
438441
2112
a pensar como podemos
estruturar os materiais
estruturar os materiais
07:32
at very small length scales
141
440577
1412
em escalas de comprimento
muito pequenas
muito pequenas
07:34
such that they can do
new and useful things with light --
new and useful things with light --
142
442013
3326
para que possam fazer coisas
novas e úteis com a luz
novas e úteis com a luz
07:37
length scales smaller
than the wavelength of light itself.
than the wavelength of light itself.
143
445363
2990
— escalas mais pequenas do que
o comprimento das ondas de luz.
o comprimento das ondas de luz.
07:40
Using insights from this field,
144
448377
1580
Usando conhecimentos desta área,
07:41
known as nanophotonics
or metamaterials research,
or metamaterials research,
145
449981
3128
conhecidos como a nanofotónica
ou a pesquisa metamaterial,
ou a pesquisa metamaterial,
07:45
we realized that there might be a way
to make this possible during the day
to make this possible during the day
146
453133
3500
percebemos que poderá existir
uma forma de isto ser possível de dia.
uma forma de isto ser possível de dia.
pela primeira vez.
07:48
for the first time.
147
456657
1173
07:49
To do this, I designed
a multilayer optical material
a multilayer optical material
148
457854
3056
Para tal, concebi um material
ótico de multicamadas
ótico de multicamadas
07:52
shown here in a microscope image.
149
460934
1857
mostrado aqui numa imagem microscópica.
07:54
It's more than 40 times thinner
than a typical human hair.
than a typical human hair.
150
462815
3381
É 40 vezes mais fino
do que um cabelo humano médio,
do que um cabelo humano médio,
07:58
And it's able to do
two things simultaneously.
two things simultaneously.
151
466220
2518
E é capaz de fazer duas coisas
simultaneamente.
simultaneamente.
08:01
First, it sends its heat out
152
469169
1825
Primeiro, envia o calor para fora
08:03
precisely where our atmosphere
lets that heat out the best.
lets that heat out the best.
153
471018
3802
precisamente para onde a nossa
atmosfera deixa sair melhor esse calor.
atmosfera deixa sair melhor esse calor.
08:06
We targeted the window to space.
154
474844
2133
Apontamos para a janela para o espaço.
08:09
The second thing it does
is it avoids getting heated up by the sun.
is it avoids getting heated up by the sun.
155
477519
3431
A segunda coisa que faz
é evitar ser aquecido pelo Sol.
é evitar ser aquecido pelo Sol.
08:12
It's a very good mirror to sunlight.
156
480974
2400
É um bom espelho à luz solar.
08:16
The first time I tested this
was on a rooftop in Stanford
was on a rooftop in Stanford
157
484315
2714
A primeira vez que o testei
foi num telhado em Stanford
foi num telhado em Stanford
08:19
that I'm showing you right here.
158
487053
1762
que estou a mostrar aqui.
08:21
I left the device out for a little while,
159
489339
2381
Deixei o dispositivo fora
durante algum tempo,
durante algum tempo,
08:23
and I walked up to it after a few minutes,
160
491744
3071
e voltei após alguns minutos,
08:26
and within seconds, I knew it was working.
161
494839
2794
e, em segundos, soube
que estava a funcionar.
que estava a funcionar.
08:29
How?
162
497657
1158
Como?
08:30
I touched it, and it felt cold.
163
498839
1627
Toquei nele e estava frio.
08:33
(Applause)
164
501395
4658
(Aplausos)
08:38
Just to emphasize how weird
and counterintuitive this is:
and counterintuitive this is:
165
506862
3984
Só para realçar o quão estranho
e contraintuitivo isto é:
e contraintuitivo isto é:
08:42
this material and others like it
166
510870
1730
este material e outros parecidos
08:44
will get colder when we take them
out of the shade,
out of the shade,
167
512624
2905
ficam mais frios quando
os tiramos da sombra,
os tiramos da sombra,
08:47
even though the sun is shining on it.
168
515553
2360
mesmo que estejam expostos ao Sol.
08:49
I'm showing you data here
from our very first experiment,
from our very first experiment,
169
517937
2683
Estou a mostrar-vos dados
da primeira experiência,
da primeira experiência,
08:52
where that material stayed
more than five degrees Celsius,
more than five degrees Celsius,
170
520644
2739
em que esse material ficou
mais frio cinco graus Celsius,
mais frio cinco graus Celsius,
08:55
or nine degrees Fahrenheit, colder
than the air temperature,
than the air temperature,
171
523407
3276
ou nove graus Fahrenheit,
do que a temperatura do ar,
do que a temperatura do ar,
08:58
even though the sun
was shining directly on it.
was shining directly on it.
172
526707
2814
apesar de o Sol estar a incidir
diretamente nele.
diretamente nele.
09:02
The manufacturing method we used
to actually make this material
to actually make this material
173
530855
3135
O método de manufatura
que usamos para criar este material
que usamos para criar este material
09:06
already exists at large volume scales.
174
534014
2534
já existe em grande escala de volume.
09:08
So I was really excited,
175
536903
1157
Eu estava muito entusiasmado,
09:10
because not only
do we make something cool,
do we make something cool,
176
538084
3041
porque não só fizemos algo fixe,
09:13
but we might actually have the opportunity
to do something real and make it useful.
to do something real and make it useful.
177
541149
5053
mas também podemos ter
a oportunidade de fazer algo real e útil.
a oportunidade de fazer algo real e útil.
09:19
That brings me to the next big question.
178
547204
1913
Isso leva-me à próxima grande questão.
09:21
How do you actually
save energy with this idea?
save energy with this idea?
179
549141
2587
Como é que realmente poupamos
energia com esta ideia?
energia com esta ideia?
09:23
Well, we believe the most direct way
to save energy with this technology
to save energy with this technology
180
551752
3658
Achamos que a forma mais direta
de poupar energia com esta tecnologia
de poupar energia com esta tecnologia
09:27
is as an efficiency boost
181
555434
1659
é um reforço de energia
09:29
for today's air-conditioning
and refrigeration systems.
and refrigeration systems.
182
557117
3063
para os sistemas de ar condicionado
de refrigeração atuais.
de refrigeração atuais.
Para isso, criamos painéis
de arrefecimento de líquidos,
de arrefecimento de líquidos,
09:32
To do this, we've built
fluid cooling panels,
fluid cooling panels,
183
560561
2159
09:34
like the ones shown right here.
184
562744
1571
como os que aqui estão.
09:36
These panels have a similar shape
to solar water heaters,
to solar water heaters,
185
564339
2667
Estes painéis têm uma forma
parecida com a dos painéis solares,
parecida com a dos painéis solares,
09:39
except they do the opposite --
they cool the water, passively,
they cool the water, passively,
186
567030
2920
mas fazem o oposto — eles
arrefecem a água, passivamente,
arrefecem a água, passivamente,
09:41
using our specialized material.
187
569974
2067
usando o nosso material especializado.
Estes painéis podem ser
instalados com um componente
instalados com um componente
09:44
These panels can then
be integrated with a component
be integrated with a component
188
572815
2460
que quase todos esses
sistemas têm, um condensador,
sistemas têm, um condensador,
09:47
almost every cooling system has,
called a condenser,
called a condenser,
189
575299
2568
09:49
to improve the system's
underlying efficiency.
underlying efficiency.
190
577891
3133
para aumentar a eficiência
subjacente do sistema.
subjacente do sistema.
09:53
Our start-up, SkyCool Systems,
191
581367
1896
A nossa "start-up", SkyCool Systems,
09:55
has recently completed a field trial
in Davis, California, shown right here.
in Davis, California, shown right here.
192
583287
3874
completou há pouco um teste no terreno
em Davis, na Califórnia, como podem ver.
em Davis, na Califórnia, como podem ver.
09:59
In that demonstration,
193
587649
1182
Nessa demonstração,
10:00
we showed that we could actually
improve the efficiency
improve the efficiency
194
588855
3048
mostrámos que podíamos
melhorar a eficiência
melhorar a eficiência
10:03
of that cooling system
as much as 12 percent in the field.
as much as 12 percent in the field.
195
591927
2924
dos sistemas de arrefecimento
em 12% no terreno.
em 12% no terreno.
10:07
Over the next year or two,
196
595474
1254
Dentro de um ou dois anos,
10:08
I'm super excited to see this go
to its first commercial-scale pilots
to its first commercial-scale pilots
197
596752
3904
estou muito entusiasmado para ver
os primeiros pilotos em escala comercial
os primeiros pilotos em escala comercial
10:12
in both the air conditioning
and refrigeration space.
and refrigeration space.
198
600680
3143
tanto no sistema de arrefecimento
como na refrigeração do espaço.
como na refrigeração do espaço.
10:16
In the future, we might be able
to integrate these kinds of panels
to integrate these kinds of panels
199
604260
3587
No futuro, poderemos
integrar este tipo de painéis
integrar este tipo de painéis
10:19
with higher efficiency
building cooling systems
building cooling systems
200
607871
3309
com sistemas de arrefecimento
de maior eficiência
de maior eficiência
10:23
to reduce their energy
usage by two-thirds.
usage by two-thirds.
201
611204
2802
para reduzir o uso
de energia em dois terços.
de energia em dois terços.
10:26
And eventually, we might actually
be able to build a cooling system
be able to build a cooling system
202
614030
3658
E, eventualmente, poderemos
construir um sistema de arrefecimento
construir um sistema de arrefecimento
10:29
that requires no electricity input at all.
203
617712
2563
que não precise de consumir eletricidade.
10:32
As a first step towards that,
204
620966
1516
Como primeiro passo para lá chegar,
10:34
my colleagues at Stanford and I
205
622506
1857
os meus colegas em Stanford e eu
10:36
have shown that you could
actually maintain
actually maintain
206
624387
2026
mostrámos que podemos manter
10:38
something more than 42 degrees Celsius
below the air temperature
below the air temperature
207
626437
4569
algo mais do que 42 graus Celsius
abaixo da temperatura do ar
abaixo da temperatura do ar
com melhor engenharia.
10:43
with better engineering.
208
631030
1388
10:45
Thank you.
209
633165
1150
Obrigado.
10:46
(Applause)
210
634339
4055
(Aplausos)
10:51
So just imagine that --
211
639196
1151
Então imaginem só,
10:52
something that is below freezing
on a hot summer's day.
on a hot summer's day.
212
640371
3403
algo que é abaixo de zero
num dia quente de verão.
num dia quente de verão.
10:57
So, while I'm very excited
about all we can do for cooling,
about all we can do for cooling,
213
645927
4483
Embora esteja entusiasmado sobre
o que podemos fazer para o arrefecimento
o que podemos fazer para o arrefecimento
11:02
and I think there's a lot yet to be done,
214
650434
3254
— e acho que ainda há muito a fazer —
11:05
as a scientist, I'm also drawn
to a more profound opportunity
to a more profound opportunity
215
653712
3468
como cientista, também estou interessado
numa oportunidade mais profunda,
numa oportunidade mais profunda,
11:09
that I believe this work highlights.
216
657204
2016
que acho que este trabalho destaca.
11:11
We can use the cold darkness of space
217
659760
3135
Podemos usar a fria escuridão do espaço
11:14
to improve the efficiency
218
662919
1650
para melhorar a eficiência
11:16
of every energy-related
process here on earth.
process here on earth.
219
664593
3254
de todos os processos relacionados
com a energia aqui na Terra.
com a energia aqui na Terra.
11:21
One such process
I'd like to highlight are solar cells.
I'd like to highlight are solar cells.
220
669204
3317
Um dos processos que gostava
de destacar são os painéis solares.
de destacar são os painéis solares.
11:24
They heat up under the sun
221
672934
1445
Eles aquecem sob o Sol
11:26
and become less efficient
the hotter they are.
the hotter they are.
222
674403
2484
e tornam-se menos eficientes
à medida que aquecem.
à medida que aquecem.
11:29
In 2015, we showed that
with deliberate kinds of microstructures
with deliberate kinds of microstructures
223
677276
3877
Em 2015, mostrámos que
com microestruturas deliberadas
com microestruturas deliberadas
11:33
on top of a solar cell,
224
681177
1547
em cima de um painel solar,
11:34
we could take better advantage
of this cooling effect
of this cooling effect
225
682748
2844
poderíamos tirar maior vantagem
deste efeito de arrefecimento
deste efeito de arrefecimento
11:37
to maintain a solar cell passively
at a lower temperature.
at a lower temperature.
226
685616
3699
para manter o painel solar, passivamente,
a uma temperatura mais baixa.
a uma temperatura mais baixa.
11:41
This allows the cell
to operate more efficiently.
to operate more efficiently.
227
689708
2321
Isto faz com que o painel
funcione melhor.
funcione melhor.
11:44
We're probing these kinds
of opportunities further.
of opportunities further.
228
692627
2968
Estamos a explorar ainda mais
este tipo de oportunidades.
este tipo de oportunidades.
11:47
We're asking whether
we can use the cold of space
we can use the cold of space
229
695619
3245
Estamos a perguntar
se podemos usar o frio do espaço
se podemos usar o frio do espaço
11:50
to help us with water conservation.
230
698888
2079
para nos ajudar a conservar a água.
11:53
Or perhaps with off-grid scenarios.
231
701316
2349
Ou talvez em cenários fora da rede.
11:55
Perhaps we could even directly
generate power with this cold.
generate power with this cold.
232
703689
4167
Talvez também pudéssemos
gerar energia com este frio.
gerar energia com este frio.
12:00
There's a large temperature difference
between us here on earth
between us here on earth
233
708522
2953
Há uma grande diferença
de temperatura entre nós, aqui na Terra,
de temperatura entre nós, aqui na Terra,
12:03
and the cold of space.
234
711499
1690
e o frio do espaço.
12:05
That difference, at least conceptually,
235
713213
2128
Essa diferença, pelo menos
a nível conceptual,
a nível conceptual,
12:07
could be used to drive
something called a heat engine
something called a heat engine
236
715365
2594
poderia ser usada para
alimentar um motor térmico
alimentar um motor térmico
12:09
to generate electricity.
237
717983
1190
para gerar eletricidade.
12:11
Could we then make a nighttime
power-generation device
power-generation device
238
719967
3603
Será que poderemos criar
um gerador de eletricidade noturno
um gerador de eletricidade noturno
12:15
that generates useful
amounts of electricity
amounts of electricity
239
723594
2397
que crie quantidades úteis de eletricidade
12:18
when solar cells don't work?
240
726015
1904
quando os painéis solares não funcionam?
12:19
Could we generate light from darkness?
241
727943
2534
Poderemos criar luz
a partir da escuridão?
a partir da escuridão?
12:23
Central to this ability
is being able to manage
is being able to manage
242
731872
4389
O objetivo desta capacidade
é ser capaz de gerir
é ser capaz de gerir
12:28
the thermal radiation
that's all around us.
that's all around us.
243
736285
3111
a radiação térmica que está à nossa volta.
12:31
We're constantly bathed in infrared light;
244
739420
2800
Estamos constantemente banhados
em luz infravermelha.
em luz infravermelha.
12:34
if we could bend it to our will,
245
742666
2452
Se a pudéssemos manipular,
à nossa vontade,
à nossa vontade,
12:37
we could profoundly change
the flows of heat and energy
the flows of heat and energy
246
745142
2730
poderíamos mudar os fluxos
do calor e da energia
do calor e da energia
12:39
that permeate around us every single day.
247
747896
2733
que estão connosco todos os dias.
12:43
This ability, coupled
with the cold darkness of space,
with the cold darkness of space,
248
751190
3341
Esta capacidade, juntamente
com a fria escuridão do espaço,
com a fria escuridão do espaço,
12:46
points us to a future
where we, as a civilization,
where we, as a civilization,
249
754555
3309
aponta para um futuro
em que nós, como civilização,
em que nós, como civilização,
12:49
might be able to more intelligently manage
our thermal energy footprint
our thermal energy footprint
250
757888
5238
poderemos conseguir gerir
de forma mais racional
de forma mais racional
a pegada de energia térmica
em grande escala.
em grande escala.
12:55
at the very largest scales.
251
763150
1800
12:57
As we confront climate change,
252
765904
2214
Para enfrentar a alteração climática,
13:00
I believe having
this ability in our toolkit
this ability in our toolkit
253
768142
2603
creio que ter esta capacidade
13:02
will prove to be essential.
254
770769
1800
se irá tornar essencial.
13:05
So, the next time
you're walking around outside,
you're walking around outside,
255
773428
3198
Então, da próxima vez
que estiverem a andar na rua,
que estiverem a andar na rua,
pensem bastante em como o Sol
é essencial para a vida humana na Terra,
é essencial para a vida humana na Terra,
13:08
yes, do marvel at how the sun
is essential to life on earth itself,
is essential to life on earth itself,
256
776650
6344
13:15
but don't forget that the rest of the sky
has something to offer us as well.
has something to offer us as well.
257
783018
4676
mas não se esqueçam que o resto do céu
também tem algo para oferecer.
também tem algo para oferecer.
13:20
Thank you.
258
788533
1151
Obrigado.
13:21
(Applause)
259
789708
4110
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Aaswath Raman - Applied physicist, engineerAaswath Raman is a scientist passionate about harnessing new sources of energy, mitigating climate change and more intelligently understanding the world around us -- by better manipulating light and heat using nanoscale materials.
Why you should listen
Aaswath Raman is an assistant professor of electrical and systems engineering at the University of Pennsylvania. He is also co-founder of a clean energy startup, SkyCool Systems, where he is its chief scientific officer. He initiated and led the development of radiative sky cooling, a technology that he originated as a research associate at Stanford University, beginning in 2012.
Raman is deeply interested in the intersection of science, technology and development work, and he has previously collaborated on projects to redesign refugee camps with UNHCR and to rethink governance in rural Sierra Leone. In recognition of his breakthroughs in developing radiative sky cooling, in 2015 he was named one of MIT Technology Review's "Innovators Under 35."
Aaswath Raman | Speaker | TED.com