Asas de avião, turbinas eólicas e sistemas de aquecimento interno lutam com o peso e o frio do gelo. As técnicas de descongelamento consomem muita energia, Contudo, e muitas vezes requerem grandes massas de gelo para derreter completamente a fim de funcionar. Pesquisadores da Universidade de Illinois e da Universidade de Kyushu, no Japão, desenvolveram uma nova técnica que requer apenas uma fina camada de gelo na interface de uma superfície para derreter, permitindo que deslize sob a força da gravidade.

O método, que usa menos de 1% da energia e menos de 0,01% do tempo necessário para as técnicas tradicionais de degelo, é publicado no jornal Cartas de Física Aplicada .

O problema de ineficiência em sistemas convencionais resulta da maior parte da energia usada no aquecimento e degelo precisando ir para o aquecimento de outros componentes do sistema, em vez de aquecer diretamente a geada ou gelo, disseram os pesquisadores. Isso aumenta o consumo de energia e o tempo de inatividade do sistema.

“Para descongelar, a função de resfriamento do sistema é desligada, o fluido de trabalho é aquecido para derreter gelo ou gelo, então ele precisa ser resfriado novamente quando a superfície estiver limpa, "disse o autor principal e U. de I. ciência mecânica e professor de engenharia Nenad Miljkovic." Isso consome muita energia, quando você pensa nos custos operacionais anuais da execução de ciclos de degelo intermitentes. "

Os pesquisadores propõem entregar um pulso de corrente muito alta à interface entre o gelo e a superfície para criar uma camada de água. Para garantir que o pulso seja capaz de gerar o calor necessário na interface, os pesquisadores aplicam uma fina camada de um material chamado óxido de índio e estanho - um filme condutor freqüentemente usado para descongelamento - na superfície do material. Então, eles deixam o resto para a gravidade.

Para testar isso, a equipe descongelou uma placa de vidro vertical resfriada a -15 graus Celsius e a -70 graus Celsius. Essas temperaturas foram escolhidas para modelar o aquecimento, aplicações de ventilação e ar condicionado e aplicações de refrigeração e aeroespacial, respectivamente. Em todos os testes, o gelo foi removido com pulso de duração inferior a um segundo.

Em um cenário do mundo real, a gravidade seria auxiliada pelo fluxo de ar, Miljkovic disse. "Esta nova abordagem é mais eficiente do que os métodos convencionais."

O grupo ainda não estudou superfícies 3-D mais complicadas, como componentes de aviões, que eles disseram ser um passo futuro óbvio. "As aeronaves são uma extensão natural, pois viajam rapidamente, então as forças de cisalhamento no gelo são grandes, o que significa que apenas uma camada muito fina na interface precisa ser derretida para remover o gelo, "Miljkovic disse." Mais trabalho é necessário para descobrir como podemos revestir componentes curvos com óxido de índio e estanho de forma conformada e econômica, mantendo a conformidade de segurança. "

Grandes sistemas, como asas de aeronaves, exigiriam quantidades muito altas de corrente instantânea, disseram os pesquisadores. "Embora a potência total durante o pulso seja muito baixa, a potência instantânea é alta, "disse o estudante de graduação de Illinois Yashraj Gurumukhi." Mais trabalho é necessário em termos de eletrônica necessária para alimentar os circuitos que aquecem a interface. "