Um projeto da Universidade de Surrey utilizará uma estrutura de tubos com bombas de calor para evitar o desenvolvimento de buracos
Um projeto da Universidade de Surrey, na Inglaterra, visa melhorar a qualidade das principais estradas do Reino Unido, impedindo o desenvolvimento de buracos. Para isso, serão utilizadas bombas subterrâneas de calor supereficientes e microcápsulas de mudança de fase.
Resumo
- O projeto conta com uma bolsa de 625 mil libras (R$3,8 milhões) da Royal Academy of Engineering, sociedade cientifica do Reino Unido;
- Em 2022, a Inglaterra gastou cerca de 1,2 milhão de libras na manutenção e reparação de estradas, o que envolve uma alta pegada de carbono;
- A iniciativa, que tem o objetivo de construir estradas termoativas, representa uma alternativa de baixo custo e baixo teor de carbono para reduzir danos nas vias.
Ao New Atlas, o líder do projeto, Benyi Cao, explicou os principais fatores para formação de buracos:
Você precisa basicamente de três elementos para a formação de buracos. O primeiro é uma fissura superficial. Elas se formam e se expandem ao longo do tempo devido ao tráfego, não podemos evitar isso. O segundo é a água. E o terceiro é o ciclo de congelamento/descongelamento. Obtemos estas pequenas fissuras, e depois a água escoa nas rachaduras. No inverno, a temperatura cai para cerca de -10 °C no Reino Unido, de modo que a água congela e se expande, abrindo essas rachaduras. Na primavera, quando a temperatura sobe novamente, a água descongela e se contrai.
Este congelamento e descongelamento repetidos, e a subsequente expansão e contração, podem enfraquecer o aglutinante asfáltico — a cola da superfície da estrada.
Benyi Cao, líder do projeto.
Pensando em como evitar esse processo de congelamento e descongelamento que causa a deterioração das estradas, Benyi Cao começou a pensar como aquecer as estradas no inverno. A solução elaborada foi a utilização do solo como um “coletor” para armazenar o calor do verão que seria liberado durante o inverno.
Para isso, o sistema projeta um circuito de tubos de plástico finos, rodeados de microcápsulas e ligados por meio de uma bomba de calor. A estrutura ficará ao lado ou por baixo das estradas, sendo necessária uma escavação de 5 a 10 metros no solo.
Como explica Cao, essas cápsulas são feitas de um “material de mudança de fase” que pode armazenar muito calor. Com uma mistura de anticongelantes ao redor dos circuitos de tubos, o calor ficará guardado no subsolo e será utilizado apenas quando a temperatura ficar em alguns graus acima de zero.
“Precisamos apenas evitar o congelamento da estrada. Por isso, só precisamos manter a temperatura acima de zero. Não deveria ser tão difícil aqui no Reino Unido”
Analisa Cao.
Fases do projeto
O primeiro passo do projeto será criar as microcápsulas de mudança de fase. Depois, é preciso criar um modelo de estrada em laboratório com cerca de três metros de comprimento e realizar uma simulação numérica para ver os efeitos e desempenho do sistema a longo prazo.
Então, a fase de testes no mundo real será iniciada:
A última tarefa é fazer um teste de campo em grande escala com a Agência de Transportes. Nesse teste de campo, incorporaremos alguns desses tubos e uma bomba sob um trecho de estrada de talvez 20 metros. Monitoraremos o desempenho durante um ano inteiro, e isso nos dirá se conseguiremos.
Benyi Cao, líder do projeto.
Texto: William Schendes
