2
luzes
a eficiência energética das “coisas” pequenas A eficiência energética é algo cada vez mais premente, dadas as alterações climáticas que enfrentamos. Por isso, ela tem de ser pensada em todo o espetro dos equipamentos e atividades consumidoras de energia. Em geral, quando pensamos em eficiência energética, temos em mente equipamentos e/ou instalações de elevado consumo de energia, o qual importa otimizar para reduzir ao máximo o seu consumo. Contudo, pelo menos nos equipamentos, há casos de “coisas” muito pequenas, que parecem não ter grande peso, em termos de consumo energético, mas que pela quantidade destas “coisas”, em funcionamento em todo o mundo, acabam por ter um peso significativo e exigir de nós uma atenção especial para as melhorar. Em concreto, um dos dispositivos que se encontra na situação anteriormente referida é o transístor. Este dispositivo, com um consumo energético individual pequeno, é utilizado na construção de chips e, consequentemente, de processadores, cuja quantidade está infinitamente multiplicada, acabando por representar um importante consumo global de energia ao nível do planeta. Consumo esse que apresenta uma eficiência energética que se pretende melhorar, até porque as perdas energéticas que atualmente se verificam nesses dispositivos resultam no seu aquecimento, que por sua vez limita o desenvolvimento que se quer continuar a ter na vertente da velocidade de funcionamento e na vertente da compactação, para se obter equipamentos mais rápidos e mais compactos. Recentemente, tem vindo a ser anunciada a possibilidade de utilizar materiais ferroelétricos na construção de transístores de elevada eficiência energética. Sem entrar em grandes detalhes relativamente às propriedades físicas destes materiais, que não cabem num texto como este, genericamente, poderá dizer-se que se trata de materiais compostos que apresentam um comportamento elétrico singular, na medida em que até um certo valor de polarização se comportam como um isolante e acima desse valor passam a comportar-se como um franco condutor. A grande vantagem destes materiais é que o nível de polarização necessário é inferior ao que se verifica nos transístores. Trabalhando com valores de tensão elétrica mais baixos, temos potências inferiores em jogo e, consequentemente, menos aquecimento. Conseguindo o mesmo funcionamento com menos potência, temos uma melhor eficiência energética. Além disso, as baterias necessárias para o funcionamento autónomo dos equipamentos baseados nestes dispositivos também seriam mais ligeiras ou, em alternativa, o tempo de autonomia seria maior. Apesar das caraterísticas energéticas promissoras, nem tudo são vantagens na utilização dos materiais ferroelétricos, há alguns problemas a resolver. Uma das dificuldades reside na velocidade de funcionamento destes materiais. Até agora, os estudos laboratoriais têm mostrado que o tempo de resposta na polarização destes materiais é superior ao tempo de polarização dos atuais transístores, o que limitará a velocidade de funcionamento dos equipamentos com eles construídos a um valor inferior ao que se consegue com a atual tecnologia. Além desta, acresce, ainda, outra grande dificuldade, que se prende com a quantidade de material necessário para obter o efeito ferroelétrico. Com os materiais ferroelétricos atualmente conhecidos, a espessura de camada de material terá de ter um valor tal que a espessura do transístor fabricado com a nova tecnologia resulta maior do que com os transístores tradicionais, o que coloca um sério entrave à crescente compactação que se pretende conseguir nos equipamentos eletrónicos. As dificuldades anteriormente referidas, se não forem ultrapassadas, podem levar os investigadores a desistir desta nova tecnologia, apesar dos benefícios energéticos. Por isso, ficamos a aguardar os futuros desenvolvimentos, na expetativa de que tudo se resolva a bem da eficiência energética das “coisas” pequenas. www.oelectricista.pt o electricista 64
Custódio Pais Dias, Diretor
Recentemente, tem vindo a ser anunciada a possibilidade de utilizar materiais ferroelétricos na construção de transístores de elevada eficiência energética. Sem entrar em grandes detalhes relativamente às propriedades físicas destes materiais, que não cabem num texto como este, genericamente, poderá dizer-se que se trata de materiais compostos que apresentam um comportamento elétrico singular, na medida em que até um certo valor de polarização se comportam como um isolante e acima desse valor passam a comportar-se como um franco condutor.