Eficiência de coletores solares e permutadores de calor

Entrevista a… Francisco Bioucas

“Para além da importância no contexto científico, este trabalho também tem uma forte importância no contexto industrial, pois permite otimizar os gastos de energia domésticos e industriais”

Francisco Bioucas

Francisco Bioucas estudou em Ciências durante a licenciatura e o mestrado, ambos em Química Tecnológica. Desde novembro de 2015 que Francisco está a fazer investigação no Centro de Química Estrutural de Ciências, através do grupo Molecular Thermophysics and Fluid Technology.

Na conferência  1st International Conference on Solar Energy Materials, que decorreu em setembro no Reino Unido, apresentou o trabalho que iniciou no último ano da licenciatura em Ciências e que continua a desenvolver, denominado “Performance of heat transfer fluids with graphene in a pilot solar collector”.  

A apresentação suscitou o interesse dos jornalistas da revista científica Nano Tech Web que publicaram uma notícia sobre o assunto, disponível aqui.

Na entrevista a seguir apresentada, o investigador dá conta da sua experiência e da forma como os ensinamentos de Ciências são importantes no seu percurso enquanto investigador.

Ciências - Em que consiste a investigação que está a desenvolver?

Francisco Bioucas (FB) - O trabalho que realizo é dividido em duas fases. A primeira consiste no desenvolvimento e caraterização das propriedades termofísicas - viscosidade, condutibilidade térmica, capacidade calorífica e densidade -, de novos fluidos de transferência de calor. Os fluidos em estudo são: nanofluidos - dispersão de um nanomaterial num ou mais fluidos como água e etileno glicol por exemplo -, e ionanofluidos - dispersão de um nanomaterial num líquido iónico, que é um sal mas geralmente em estado líquido abaixo dos 100ºC. 

A segunda parte consiste no uso dos novos fluidos em unidades pilotos como coletores solares e permutadores de calor.

O objetivo global do meu trabalho é aumentar a eficiência destes equipamentos através da alteração do fluido de transferência de calor, sem provocar alterações significativas ao seu funcionamento.

Ciências - Como surgiu a oportunidade de apresentar o trabalho na 1st International Conference on Solar Energy Materials?

FB - Um dia recebi um e-mail do professor Carlos Nieto de Castro a dizer que seria interessante submeter um abstract para a conferência e aceitei o desafio.

Ciências - Desde quando está a fazer esta investigação?

FB - Iniciei este trabalho no último ano da licenciatura, em 2013, para a disciplina de projeto tecnológico sob a orientação da professora Maria José Lourenço e da doutora Salomé Vieira, que consistia na otimização dos caudais de um fluido de transferência de calor de um coletor solar. Entretanto fui fazer o meu mestrado para uma empresa de combustíveis, mas em 2015 regressei ao grupo e retomei o trabalho, testando novos fluidos.

Ciências - Que importância considera que este trabalho tem, no contexto científico em que se insere?

FB - Com o trabalho pretende-se provar e demonstrar que uma quantidade pequena de nanopartículas podem aumentar a eficiência do um coletor solar. Os valores preliminares que obtivemos mostram um aumento de 6% em comparação com o fluido base, mas ainda nos falta testar mais concentrações. Para além da importância no contexto científico, este trabalho também tem uma forte importância no contexto industrial, pois permite otimizar os gastos de energia domésticos e industriais. O curso de Química Tecnológica orienta-nos nesta direção, de aproximar a investigação à Indústria, trazer vantagens aos processos atualmente existentes.

Ciências - Algum professor de Ciências está a orientar o projeto?

FB - Sim vários. É um trabalho de equipa entre mim, a doutora Salomé Vieira e os professores Fernando Santos, Maria José Lourenço e Carlos Nieto de Castro. Sem a equipa em questão o trabalho realizado nunca seria concluído, cada um contribui com as suas ideias e conhecimentos. Uma das coisas mais interessantes em investigação é discutir e resolver os problemas associados a uma experiência, que nunca corre como previsto. O professor Miguel Centeno Brito foi também importante uma vez que me emprestouta um piranómetro para a realização do trabalho.

Ciências - Na conferência, que feedback recebeu dos pares?

FB - Penso que os colegas que assistiram a minha apresentação se interessaram pelo tema já que foram feitas várias perguntas, muitas das quais tinham sido já levantadas pelos próprios autores durante a execução do trabalho. Um jornalista de uma revista da área de nanomateriais, a Nano Tech Web, esteve também presente, abordou-me no final e perguntou-me se me podia entrevistar para uma notícia pois era um trabalho com um grande interesse prático e juntava áreas tão relevantes como os nanomateriais e as energias renováveis.

Ciências - Quais os próximos passos?

FB - Os testes que realizámos tiveram uma duração de duas a três horas, pelo que o próximo passo será aumentar este tempo para uma semana ou mais e ver o que acontece. E, se possível, testar os fluidos numa unidade comercial.

Ciências - Já está definida a aplicação prática do projeto?

FB - Penso que sim. No futuro este fluido de transferência de calor que testámos poderá ser efetivamente utilizado em coletores solares. Em particular será de maior interesse nos países do norte da Europa onde a radiação solar é mais reduzida e um pequeno aumento de eficiência do coletor pode traduzir-se numa grande poupança energética ao final do ano. Não tivemos de fazer nenhuma modificação no equipamento, por isso as nanopartículas, o grafeno no caso concreto deste trabalho, irão funcionar como um aditivo ao fluido de transferência de calor existente.

Raquel Salgueira Póvoas, Área de Comunicação e Imagem
info.ciencias@ciencias.ulisboa.pt
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"Robots mediating interactions between animals for interspecies collective behaviors" da autoria de Frank Bonnet, Rob Mills, Martina Szopek, Sarah Schönwetter-Fuchs, José Halloy, Stjepan Bogdan, Luís Correia, Francesco Mondada e Thomas Schmickl é um dos artigos da Science Robotics, publicado a 20 de março de 2019.

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