Cultura de conhecimento ou de desinformação científica? Pt. 1: Solar Roadways

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Oh, a internet. Essa coisa fantástica que ainda continua a ser um poço de mistérios para o mais comum dos mortais. Fonte de inspiração para muitos e fonte de prejuízo financeiro para outros (ainda se lembram das taxas quando se gastava todo o tráfego disponível?), mas na sua essência o melhor meio de comunicação (em bruto). É certo que, desde o advento das redes sociais para as massas, que o uso da internet se estendeu a uma parte bastante significativa das pessoas cujo conhecimento acerca do assunto apenas se resumia aos mitos urbanos e às discussões com as gerações mais novas. E com essa nova mudança de paradigma houve sem dúvida uma espécie de metamorfose parcial do que a internet tinha para oferecer.

Para muitos de nós, o seu uso não se resumia ao consumo de milhares de vídeos de gatos ou a jogar todos aqueles joguinhos em flash… Era utilizada como um meio de transmissão de conhecimento, e foram muitos aqueles que perderam centenas de horas a compilar e publicar informação importante, sempre com alma e coração sem esperar nada em troca a não ser o enriquecimento cultural da comunidade.

Mas agora tudo mudou. A transmissão de informação passou a ser cada vez menos escrutinada e cada vez mais transformada num meio de enriquecimento às custas das pessoas que mais precisam dessa mesma informação, sim aquelas pobres almas que clicam em tudo e mais alguma coisa e conseguem infetar as suas máquinas com sabe-se lá quanto malware e amigos, e que depois esperam que tu resolvas, a custo zero, toda a “cagada”…

Espírito crítico: uma moda fora de moda

Com isto poderá pensar-se que se tem a mira apontada às centenas de notícias clickbait, aos conteúdos sensacionalistas ou às milhares de vezes que, de acordo com o facebook, Jackie Chan morreu nos últimos dois anos, mas na realidade o motivo do meu desconforto reside mesmo no que se pode chamar de conhecimento de alto nível: assuntos ligados a engenharia, ciência e a tecnologia no geral.

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A cada dia que passa vejo cada vez mais informação sobre a temática a ser distribuída de forma altamente negligenciada e incorreta, sem que alguém tenha parado para pensar se o que foi dito corresponde minimamente à realidade. Vamos ter que ser francos, é este tipo de conhecimento que faz o mundo avançar e não a imprensa cor de rosa, e estar a transmitir “fatos” incorretos e mitos só leva à estupidificação das “camadas superiores do conhecimento” que depois se transmite à população em geral. E depois quando vejo pessoas a beneficiar financeiramente desta mentiras o meu sangue começa a ferver.

O negócio da desinformação

Ao contrário do que se passava há uns anos atrás, é mais fácil para um individuo conseguir financiamento para os seus projetos seja por empréstimos, bolsas, concursos, ou para aqueles que não pretendem seguir essa via, através do mecenato dos tempos modernos: o crowdfunding. Não estou a criticar tal fato, muito pelo contrário! Graças a estes mecanismos muitas ideias de elevado interesse viram a luz do dia e trouxeram um enorme beneficio à comunidade, mas como em tudo na vida também surgiram projetos cuja existência é no mínimo duvidosa.

Infelizmente, e dada a natureza de como se tenta vender a informação, são esses “projetos de pseudo-ciência” de péssima qualidade que roubam as luzes da ribalta, porque ao serem tão descabidos levantam o interesse das pessoas que julgam que o “the next big thing” está a chegar, e não se importam de gastar o seu tempo e dinheiro a adorar uma mera ilusão.

Para se tentar perceber o meu ponto de vista, eis alguns dos exemplos ilustrativos mais gritantes de como a desinformação passou a ser um negócio:

Solar Roadways

O projeto Solar Roadways é provavelmente a coisa mais ridícula que ouvi nos últimos anos, capaz de deixar os discursos de Donald Trump a chorar num cantinho. Basicamente a ideia por trás das Solar Roadways é a substituição de todo o asfalto usado nas estradas dos EUA por painéis fotovoltaicos protegidos por vidro temperado, permitindo entre outras coisas uma iluminação dinâmica, sistemas de descongelação (o_O)? do pavimento, meio de carregamento de veículos elétricos, construção modular ou mesmo suporte para sistemas de escoamento de fluidos e passagem de cabos.

Características do projeto

A ideia até parece interessante à primeira vista… Tanta melhoria face ao que temos atualmente, como é que ninguém pensou nisto antes? A resposta é extremamente simples: as Solar Rodways falham em coisas extremamente simples e cruciais como por exemplo ser uma estrada transitável. Isto é o equivalente a um smartphone cheio de tecnologias inovadoras mas que não consegue realizar chamadas ou enviar mensagens. Antes de se pensar em substituir o paradigma de construção de estradas é preciso em primeiro lugar definir exatamente que propriedades é que os materiais devem apresentar para que possam ser aplicados, e se os novos materiais preenchem esses requisitos. Muito sucintamente os materiais devem apresentar as seguintes propriedades:

  • Devem ser resistentes à erosão gerada pelos elementos e pelo tráfego de veículos;
  • Devem ser baratos e versáteis;
  • Devem possuir plasticidade suficiente para que possam acomodar variações significativas de temperatura e tensões mecânicas sem que haja a formação de fissuras ou mudanças a nível dimensional;
  • Devem permitir o fácil escoamento de água ou outros fluidos;
  • Devem permitir que haja atrito suficiente com o material das rodas do veículo para que este não deslize;
  • Deve permitir uma circulação suave e cómoda (sem solavancos, vibração excessiva e/ou barulho)
  • Em nenhuma situação devem criar encadeamento quando expostos a fontes luminosas;
  • Devem permitir a implementação e fácil visualização de sistemas de sinalização (marcas rodoviárias p.ex.);
  • Deve existir uma fonte contínua, segura e de fácil acesso aos materiais;
  • A sua implementação e manutenção deve ser rápida e de baixa complexidade;

Será que as Solar Roadways reúnem estas características? Não tomemos como verdade universal a opinião inicial e vamos analisar, caso a caso, as principais reivindicações por parte dos autores do projeto, avaliando a sua viabilidade tecnológica, económica e ambiental.

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As Solar Roadways permitem que haja tração

Este é provavelmente a exigência mais importante na construção de uma estrada, caso contrario é impossível circular na mesma de uma forma segura. Imaginem o que seria efetuar uma travagem e verificar que o carro começa a deslizar tal como acontece durante uma aquaplanagem. Ninguém no seu perfeito juízo iria querer andar em estradas assim tão perigosas. Então que material terá sido escolhido para tal propósito?

Bom, dada a natureza do produto era necessário um material resistente, barato e que apresentasse baixa opacidade e reflexão da luz. De uma gama variada de materiais foi escolhido vidro temperado, que numa primeira análise parece ser a solução ideal para proteger painéis fotovoltaicos. E para ser usado como pavimento? Aí a resposta é simples: nunca na vida. Todos nós sabemos empiricamente que borracha e vidro, por mais rugoso que seja, dá sempre resultados bastante “escorregadios” mesmo em condições de baixa humidade (imaginem com óleos).

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Mas por momentos vamos afirmar que esta problemática era inexistente. Será que havia mais limitações? Sim, mais uma mão cheia pelo menos, e uma boa parte ligada à abrasão. O simples transito automóvel inflige uma enorme carga abrasiva no pavimento, uma vez que existe um contínuo efeito de maceração de pequenos fragmentos de rochas entre as rodas e a estrada, e se tivermos em conta o princípio da escala de Mohs, qualquer mineral consegue ser riscado por outros de dureza igual ou superior. Para se ter noção o vidro temperado apresenta uma dureza de 5,5 a 6,5 na escala de Mohs, enquanto que feldspato e quartzo (dois minerais extremamente comuns) apresentam durezas de 6 e 7 respetivamente, logo não será difícil de imaginar o que acontecerá ao vidro. Como consequências práticas o vidro ficará com uma superfície mais opaca e rugosa, fazendo com que a luz que a atravessa seja mais difusa, diminuindo assim a intensidade da luz que chega aos painéis e consequentemente a sua produção energética. Outro problema seria a criação de pequenas partículas de sílica dispersas pelo ar que poderiam causar graves lesões respiratórias (como por exemplo silicose).

As Solar Roadways permitem gerar energia suficiente para criar uma sinalização dinâmica do pavimento, carregar veículos elétricos e possivelmente alimentar a rede de distribuição

Esta reivindicação tem obrigatoriamente ser partida em pequenos segmentos. As SR permitem gerar eletricidade? Sim, permitem como é óbvio. De forma eficiente? Não. Para começar a eficiência de um painel aumenta quanto mais perpendicular for a incidência da luz. Dada a natureza de como vão estar dispostos os painéis, estes apenas estarão expostos a uma luz mais perpendicular apenas durante um par de horas por dia, e é por essa razão que as centrais de painéis fotovoltaicos usam tecnologia que permite que os painéis acompanhem o movimento do sol ao longo do dia para maximizar a sua produção.

Será a energia gerada suficiente para a tal sinalização dinâmica? Talvez. Leds não são propriamente muito “gulosos” mas o problema aqui não é o consumo mas sim a visibilidade. De certeza que já reparam que em dias de sol temos alguma dificuldade em ver o que está no ecrã dos nossos telemóveis, certo? E normalmente olhamos para eles quase perpendicularmente. Imaginem o que seria se tivéssemos de olhar numa forma mais paralela. Teríamos ainda mais dificuldades em ver. Isto é o que aconteceria com as Solar Roadways durante o dia. Agora já dá para perceber porque é que colocam aqueles “chapéus” nas luzes dos semáforos… Outro problema estaria relacionado com a abrasão do vidro temperado que faria com que a passagem da luz fosse mais difusa, fazendo com que possíveis traços definidos passassem a ser uns “borrões de luz” na estrada, já para não falar na inevitável acumulação de lamas, óleos ou outras substâncias que também iriam diminuir a intensidade de luz que iria efetivamente incidir nos painéis.

Capturar

E em relação à energia para carregamento de veículos elétricos e possivelmente alimentação da rede? Aqui já é entrar no reino dos sonhos. Vamos então fazer umas continhas:

Considerando que, em média um dia, apresenta 12 horas de exposição solar, que a intensidade energética da luz solar que atinge a superfície terrestre é de 1 kW/m2 e que os painéis fotovoltaicos mais comuns, os de silício, apresentam uma eficiência máxima de 25%. Vamos também considerar considerar que 75% da superfície útil da SR pode gerar energia e que em média apenas consegue “aproveitar” 50% do potencial máximo da intensidade energética da luz. Feitas as contas, um metro quadrado de SR seria capaz de gerar 1.125 kWh por dia. Considerando que nos EUA o consumo per capita anual de energia é de sensivelmente 12.8 MWh, então seriam necessários cerca de 11380 metros quadrados de SR, ou se preferirem cerca de 1 km de estrada com uma média de 10 metros de largura. E estes valores são bastante otimistas já que algumas medições em território português obtiveram uma produção média de 150 Wh por m2 de painel. E também convém referir que se considerou que toda a produção energética serviria para alimentar a rede e que não haveria perdas associadas à conversão de corrente contínua para corrente alterna. Bem, todas estas considerações violam todas as regras de projeto de engenharia existentes e mesmo assim o valor obtido fica largamente aquém do que se pode considerar como aplicável…

A energia gerada pelas SR pode ser usada para derreter a neve que cai no pavimento

Mas será que estas pessoas realizaram os balanços energéticos? Uma vez mais está na hora de fazer contas:

Vamos assumir que em 1 hora cai o equivalente a 1 cm de neve por cada m2. Vamos também considerar que neve fresca apresenta uma densidade de cerca de 50 kg por m3, obtendo assim o equivalente a 500 gramas de água por hora, 12 kg por dia. Tendo por base o valor da entalpia de fusão da água, e assumindo que toda a energia gerada serviria apenas para derreter neve, teríamos um consumo de 1.12 kWh diários, ou o potencial produtivo superinflacionado anteriormente calculado. Ora esta estimativa continua a ser altamente irrealista uma vez que haveria uma boa porção de energia desperdiçada quer na própria geração de calor, quer nas perdas de calor associadas a aumento de temperatura dos materiais (entre outros fatores), já para não falar do fato de que em dia de queda de neve a intensidade solar é largamente menor e se o painel está coberto de neve menor será ainda a luz que recebe. Tudo uma espiral viciosa de ilusões.

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Não amolece com o calor e fornece infraestruturas para manuseamento de fluidos e cablagem

Ao contrário de como anunciam esta característica, isto é uma pseudo-vantagem. Não amolecer com o tempo é aliás uma desvantagem enorme. Já se referiu que um dos requisitos de um pavimento é que deve possuir plasticidade para acomodar todas as tensões mecânicas geradas pela circulação e movimento de solos ou variações de temperatura. Em relação às infraestruturas não há nada de extraordinário, até porque não é uma característica inerente às SR mas algo que pode ser implementado em qualquer estrada.

Mas por fim ainda falta falar de um aspeto altamente importante: custos. Para que qualquer processo seja viável ele tem cumprir alguns requisitos importantes: ser legal, tecnologicamente passível de ser aplicado, cumprir com as diretivas ambientais e ser economicamente sustentável. Já aqui demonstramos que a nível tecnológico e ambiental as Solar Roadways deixem, no mínimo, muito a desejar. E em termos económicos? Será mais competitivo que o alcatrão ou os benefícios justificam o investimento? Uma simples pesquisa acerca dos preços dos materiais e componentes eletrónicos mostram que o m2 de SR é ordens de grandeza mais dispendioso que o m2 de alcatrão, e se quisermos entrar com os custos de manutenção e o down-time da sua aplicação, então as Solar Roadways tornam-se num investimento capaz de arruinar por completo a economia dos EUA.

Receção dos mídia

Mas apesar de tudo isto as Solar Roadways foram “vendidas” como se o fogo tivesse sido redescoberto. Imensos canais informativos, jornais e revistas prestigiadas como a CNN, The Huffington Post, The Telegraph ou mesmo a Times teceram vários elogios ao projeto, servindo como um meio de transmissão de propaganda. Mas será que ninguém se lembrou de analisar os fatos antes de escrever fosse o que fosse? Mas isto não fica por aqui! Houve políticos a suportar a ideia e até mesmo o US Department of Transport financiou por mais do que uma vez o projeto. Inacreditável.

Mas o pior mesmo foi a campanha de crowdfunding em que conseguiram juntar mais de 2 milhões de dólares sem terem algo concreto para mostrar, apesar das centenas de pessoas que, tal como nós, tentaram mostrar ao mundo que este projeto é inconcebível nestes moldes. Mas como se costuma dizer: o pior cego é aquele que não quer ver…

Veredito final

 Já aqui deixamos bem vincado que as Solar Roadways não são e provavelmente nunca serão uma alternativa viável às estradas convencionais. Mas será o conceito totalmente descabido? Bem, não é de todo… A implementação de painéis fotovoltaicos na berma das estradas para produção de energia (tal como já se faz) iria ajudar a reduzir a dependência de energia de origem não-renovável e até poderia dar alguma margem de manobra para a implementação de tecnologia mais avançada nas estradas (sensores p.ex.).

Mas o principal problema das SR nem é o fato de ser uma falsa inovação… foi sim a propaganda feita a uma coisa que nunca irá ver a luz do dia.

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-Ruben

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