0:00:01.571,0:00:03.586
Todo verão, durante minha infância,

0:00:03.610,0:00:06.992
eu deixava o Canadá[br]para visitar os meus avós,

0:00:07.016,0:00:08.816
que moravam em Mumbai, na Índia.

0:00:09.157,0:00:12.421
Os verões canadenses são amenos,[br]na melhor das hipóteses.

0:00:12.455,0:00:18.412
A temperatura de um dia típico de verão[br]é de 22 °C, não muito quente.

0:00:19.276,0:00:25.465
Mas Mumbai é um lugar quente e úmido,[br]facilmente chegando aos 30 ºC.

0:00:26.364,0:00:27.950
Assim que chegava lá, eu pensava:

0:00:27.974,0:00:32.384
"Como alguém pode viver, trabalhar[br]ou dormir com esse tempo?"

0:00:33.539,0:00:37.185
Para piorar, meus avós[br]não tinham ar-condicionado.

0:00:37.768,0:00:40.593
Embora eu tentasse o meu melhor,

0:00:40.617,0:00:43.371
nunca consegui convencer[br]os meus avós a comprarem um.

0:00:44.220,0:00:47.315
Mas isso está mudando, e depressa.

0:00:47.914,0:00:52.255
Os sistemas de resfriamento[br]representam atualmente 17%

0:00:52.279,0:00:54.652
de toda energia elétrica mundial.

0:00:54.676,0:00:57.070
Isso inclui desde os ares-condicionados,

0:00:57.094,0:00:59.871
que eu tanto queria nas minhas férias,

0:00:59.895,0:01:03.505
aos sistemas de resfriamento[br]que mantêm a comida segura e fria

0:01:03.529,0:01:04.760
nos supermercados,

0:01:04.784,0:01:09.036
aos sistemas de escala industrial[br]que mantêm centros de dados funcionando.

0:01:09.624,0:01:13.109
Ao todo, esses sistemas representam 8%

0:01:13.133,0:01:15.383
da emissão de gases do efeito estufa.

0:01:15.823,0:01:17.434
Mas o que não me deixa dormir

0:01:17.458,0:01:22.379
é que o consumo de energia[br]será seis vezes maior em 2050,

0:01:22.403,0:01:26.684
principalmente nos países[br]asiáticos e africanos.

0:01:27.284,0:01:28.982
Presenciei isso.

0:01:29.006,0:01:32.164
Quase todos os apartamentos[br]da vizinhança dos meus avós

0:01:32.188,0:01:34.212
têm ar-condicionado.

0:01:34.236,0:01:37.283
E isso é algo bom

0:01:37.307,0:01:40.006
para a saúde, o bem-estar[br]e a produtividade

0:01:40.030,0:01:42.675
das pessoas que vivem[br]em climas mais quentes.

0:01:43.831,0:01:47.774
Mas uma das coisas mais alarmantes[br]sobre as mudanças climáticas

0:01:47.798,0:01:50.393
é que quanto mais quente fica o planeta,

0:01:50.417,0:01:52.729
mais vamos precisar[br]de sistemas de resfriamento

0:01:52.753,0:01:56.512
que são grandes emissores[br]de gases do efeito estufa.

0:01:57.236,0:02:01.911
Isso tem o potencial de causar um ciclo,[br]em que os sistemas de resfriamento

0:02:01.931,0:02:05.062
podem se tornar a maior fonte[br]de emissão de gases do efeito estufa

0:02:05.086,0:02:06.428
no final do século.

0:02:06.735,0:02:07.913
No pior dos casos,

0:02:07.937,0:02:11.557
precisaremos de mais de 10 trilhões de kWh[br]de energia elétrica por ano,

0:02:11.581,0:02:14.269
apenas para resfriamento, até 2100.

0:02:14.846,0:02:17.711
Isso é metade do que consumimos hoje.

0:02:18.198,0:02:19.348
Só para resfriamento.

0:02:20.862,0:02:24.777
Mas isso também é[br]uma oportunidade incrível.

0:02:25.444,0:02:30.013
Uma melhoria de 10% ou 20%[br]na eficiência do sistema de resfriamento

0:02:30.037,0:02:33.521
poderia causar um enorme impacto[br]na emissão de gases do efeito estufa,

0:02:33.545,0:02:36.010
hoje e no fim do século.

0:02:38.080,0:02:41.629
E nos ajudaria a reverter[br]o pior dos cenários.

0:02:42.928,0:02:46.608
Sou um cientista que pensa[br]muito sobre luz e calor,

0:02:46.632,0:02:50.228
principalmente em como novos materiais[br]podem alterar a circulação

0:02:50.252,0:02:52.268
desses elementos básicos da natureza

0:02:52.292,0:02:54.934
de formas que nunca imaginamos antes.

0:02:55.315,0:02:57.728
Apesar de sempre entender[br]o valor do resfriamento

0:02:57.752,0:02:59.696
durante as minhas férias,

0:02:59.720,0:03:01.983
acabei trabalhando nesse problema

0:03:02.007,0:03:06.013
por causa de um problema[br]bem complicado seis anos atrás.

0:03:07.149,0:03:12.766
Como os antigos faziam gelo[br]em climas desérticos?

0:03:13.894,0:03:16.830
Essa é uma casa de gelo,

0:03:16.854,0:03:20.481
também chamada de Yakhchal,[br]localizada no sudoeste do Irã.

0:03:21.006,0:03:24.760
Existem dezenas de estruturas[br]em ruínas como essa no Irã,

0:03:24.784,0:03:28.474
e construções similares[br]ao longo do Oriente Médio

0:03:28.498,0:03:29.712
até à China.

0:03:30.228,0:03:33.418
As pessoas que trabalhavam[br]nessa casa de gelo muitos séculos atrás

0:03:33.442,0:03:35.926
despejavam água na piscina à esquerda

0:03:35.950,0:03:39.022
durante as primeiras horas[br]do anoitecer, ao pôr do sol.

0:03:39.046,0:03:40.855
E algo incrível acontecia.

0:03:41.442,0:03:44.204
Embora a temperatura[br]estivesse acima de zero,

0:03:44.228,0:03:47.926
algo próximo de 5 ºC,

0:03:47.950,0:03:49.484
a água congelava.

0:03:50.724,0:03:54.859
Então o gelo produzido[br]era coletado de manhã cedo

0:03:54.883,0:03:57.518
e armazenado na construção à direita,

0:03:57.542,0:03:59.478
durante todos os meses de verão.

0:04:00.133,0:04:02.852
Você já viu algo muito semelhante

0:04:02.876,0:04:06.328
se observou a geada se formando[br]em uma noite de céu aberto,

0:04:06.352,0:04:09.097
mesmo quando a temperatura[br]estava bem acima de zero.

0:04:09.121,0:04:10.281
Mas espere.

0:04:10.305,0:04:14.036
Como a água congela[br]se a temperatura está acima de zero?

0:04:14.487,0:04:16.413
Talvez a evaporação tenha contribuído,

0:04:16.437,0:04:19.752
mas não teria sido suficiente[br]para transformar a água em gelo.

0:04:20.064,0:04:22.150
Alguma outra coisa a congelou.

0:04:22.761,0:04:25.309
Imagine uma torta esfriando[br]no parapeito da janela.

0:04:25.619,0:04:29.230
Para esfriar, o calor precisa[br]fluir para um lugar mais frio,

0:04:29.254,0:04:31.158
isto é, para o ar ao seu redor.

0:04:32.180,0:04:34.490
Embora pareça improvável,

0:04:34.514,0:04:39.890
o calor daquela piscina de água está[br]fluindo para o frio do espaço.

0:04:42.085,0:04:43.807
Como isso é possível?

0:04:44.434,0:04:48.006
Veja, a piscina de água,[br]como muitos materiais naturais,

0:04:48.030,0:04:50.180
emite calor pela luz.

0:04:50.506,0:04:53.323
Esse conceito é conhecido[br]como radiação térmica.

0:04:53.792,0:04:58.260
Todos nós emitimos calor[br]por luz infravermelha,

0:04:58.284,0:05:00.212
um para o outro e para o ambiente.

0:05:00.608,0:05:03.077
Podemos visualizar isso[br]através de câmeras térmicas,

0:05:03.101,0:05:06.347
que produzem imagens[br]como esta que estou mostrando.

0:05:06.744,0:05:09.006
Aquela piscina de água está emitindo calor

0:05:09.030,0:05:10.712
para a atmosfera.

0:05:11.379,0:05:13.474
A atmosfera e suas moléculas

0:05:13.498,0:05:16.053
absorvem o calor e o enviam de volta.

0:05:16.077,0:05:19.899
Esse é o efeito estufa responsável[br]pelas mudanças climáticas.

0:05:20.435,0:05:22.958
Mas há algo fundamental a ser entendido.

0:05:22.982,0:05:26.182
A nossa atmosfera[br]não absorve todo o calor.

0:05:26.577,0:05:29.511
Se fizesse isso, o planeta[br]seria bem mais quente.

0:05:29.982,0:05:31.490
Em alguns comprimentos de onda,

0:05:31.514,0:05:34.966
particularmente entre 8 e 13 micrômetros,

0:05:34.990,0:05:38.752
a nossa atmosfera tem[br]uma janela de transmissão.

0:05:39.402,0:05:46.209
Essa janela permite que um pouco do calor[br]emitido por luz infravermelha escape,

0:05:46.539,0:05:48.276
levando embora o calor da piscina,

0:05:48.895,0:05:52.665
indo para um lugar que é muito mais frio,

0:05:53.633,0:05:55.601
o frio da atmosfera superior

0:05:55.625,0:05:57.299
até o espaço,

0:05:57.323,0:06:03.763
onde o frio chega a -270 ºC.

0:06:05.242,0:06:08.606
A piscina consegue emitir mais luz ao céu

0:06:08.630,0:06:10.401
do que este emite de volta.

0:06:10.425,0:06:11.575
E por causa disso,

0:06:11.599,0:06:14.615
a piscina fica mais fria[br]que a temperatura ao seu redor.

0:06:16.035,0:06:19.551
Esse efeito é conhecido[br]como resfriamento radiante noturno

0:06:19.575,0:06:20.975
ou resfriamento radiante.

0:06:21.369,0:06:24.823
E os cientistas e os meteorologistas[br]sempre o consideraram

0:06:24.847,0:06:27.447
um fenômeno natural muito importante.

0:06:28.879,0:06:30.371
Quando soube disso,

0:06:30.395,0:06:33.037
já estava no fim do meu PhD em Stanford.

0:06:33.061,0:06:37.490
Fiquei maravilhado com a simplicidade[br]do método de resfriamento,

0:06:37.514,0:06:38.780
e também muito confuso.

0:06:39.284,0:06:41.484
Por que não fazemos uso disso?

0:06:42.744,0:06:45.625
Os cientistas e os engenheiros[br]investigaram essa ideia

0:06:45.649,0:06:46.887
nas décadas anteriores.

0:06:46.911,0:06:50.199
E um grande problema foi descoberto.

0:06:50.879,0:06:53.751
Havia uma razão para o nome[br]"resfriamento radiante noturno".

0:06:54.109,0:06:55.283
Por quê?

0:06:55.307,0:06:57.676
É uma pequena coisa chamada Sol.

0:06:58.157,0:07:00.617
A superfície que está sendo resfriada

0:07:00.641,0:07:02.815
precisa estar a céu aberto.

0:07:02.839,0:07:04.467
E durante o meio do dia,

0:07:04.491,0:07:07.641
se quisermos esfriar algo,

0:07:07.665,0:07:10.561
o sol estará lá em cima, infelizmente.

0:07:10.585,0:07:12.441
E o sol aquece a maioria dos materiais

0:07:12.465,0:07:15.222
suficientemente para impedir[br]o efeito de resfriamento.

0:07:16.409,0:07:18.417
Eu e meus colegas gastamos o nosso tempo

0:07:18.441,0:07:21.993
pensando em como construir materiais[br]em escalas bem pequenas

0:07:22.013,0:07:25.339
para que coisas novas e úteis[br]sejam feitas com a luz,

0:07:25.363,0:07:28.353
escalas que são bem menores[br]que o comprimento da luz.

0:07:28.377,0:07:32.927
Com a ajuda de áreas da nanofotônica[br]e de pesquisas em metamaterias,

0:07:32.943,0:07:36.137
percebemos que existe um jeito[br]de tornar isso possível durante o dia

0:07:36.157,0:07:37.830
pela primeira vez.

0:07:37.854,0:07:40.910
Então, criei um material[br]óptico de multicamadas,

0:07:40.934,0:07:42.791
que pode ser visto nesta imagem.

0:07:42.815,0:07:46.196
Ele é 40 vezes mais fino[br]que um fio de cabelo

0:07:46.220,0:07:48.738
e consegue fazer duas coisas[br]ao mesmo tempo.

0:07:49.169,0:07:50.994
Primeiro, ele libera seu calor

0:07:51.018,0:07:54.820
exatamente onde a nossa atmosfera[br]permite que esse calor escape melhor.

0:07:54.844,0:07:56.977
Voltamos a janela para o espaço.

0:07:57.519,0:08:00.950
Segundo, o sol não consegue aquecê-lo.

0:08:00.974,0:08:03.374
É um ótimo espelho para o sol.

0:08:04.315,0:08:07.029
Testei isso pela primeira vez[br]no telhado de Stanford,

0:08:07.053,0:08:08.815
que estou mostrando aqui.

0:08:09.339,0:08:11.720
Deixei o equipamento[br]do lado de fora por um tempo,

0:08:11.744,0:08:14.815
voltei após alguns minutos

0:08:14.839,0:08:17.633
e, no mesmo instante, vi que funcionava.

0:08:17.657,0:08:18.675
Como?

0:08:18.699,0:08:20.466
Toquei nele e estava frio.

0:08:21.395,0:08:24.433
(Aplausos)

0:08:26.862,0:08:30.846
Apenas para enfatizar o quão[br]estranho e contraintuitivo é isso:

0:08:30.870,0:08:32.600
esse material e outros similares

0:08:32.624,0:08:35.529
ficam mais gelados [br]quando não estão na sombra,

0:08:35.553,0:08:37.913
mesmo se o sol estiver[br]brilhando sobre ele.

0:08:37.937,0:08:40.620
Esses dados são do primeiro experimento,

0:08:40.644,0:08:46.473
onde o material ficou 5 ºC mais frio[br]que a temperatura do ar,

0:08:46.707,0:08:49.521
mesmo com o sol brilhando[br]diretamente nele.

0:08:50.855,0:08:53.990
O processo de fabricação que usamos[br]para fazer esse material

0:08:54.014,0:08:56.548
já existe em grande escala.

0:08:56.903,0:08:58.060
Eu fiquei empolgado

0:08:58.084,0:09:01.125
não apenas porque estamos[br]fazendo algo bacana,

0:09:01.149,0:09:06.202
mas porque talvez tenhamos a oportunidade[br]de fazer algo efetivo e também útil.

0:09:07.204,0:09:08.811
O que me leva à próxima questão:

0:09:08.841,0:09:11.628
como economizar energia com essa ideia?

0:09:11.752,0:09:15.410
Acreditamos que o jeito mais direto[br]de economizar energia com essa tecnologia

0:09:15.434,0:09:17.093
é por um aumento de rendimento

0:09:17.107,0:09:20.170
para os ares-condicionados[br]e os sistemas de resfriamento.

0:09:20.191,0:09:22.720
Para isso, criamos painéis[br]com fluido de resfriamento,

0:09:22.744,0:09:24.315
como esses aqui.

0:09:24.339,0:09:26.780
Esses painéis são similares[br]aos painéis solares,

0:09:26.810,0:09:28.174
só que fazem o contrário:

0:09:28.194,0:09:32.041
esfriam a água usando[br]o nosso material específico.

0:09:32.815,0:09:35.275
Os painéis podem ser integrados[br]com um componente

0:09:35.299,0:09:37.867
comum em sistemas[br]de resfriamento, um condensador,

0:09:37.891,0:09:41.024
que reforça a eficiência[br]básica do sistema.

0:09:41.367,0:09:43.263
A nossa startup, SkyCool Systems,

0:09:43.287,0:09:47.161
fez recentemente um ensaio[br]de campo em Davis, na Califórnia.

0:09:47.649,0:09:48.831
Nessa demonstração,

0:09:48.855,0:09:51.903
demonstramos que poderíamos[br]melhorar a eficiência

0:09:51.927,0:09:54.851
do sistema de resfriamento em 12%.

0:09:55.474,0:09:56.728
Nos próximos anos,

0:09:56.752,0:10:00.656
estou bem animado em ver[br]as primeiras unidades em escala comercial

0:10:00.680,0:10:03.823
para refrigeração e ar-condicionado.

0:10:04.260,0:10:07.847
No futuro, talvez possamos[br]desenvolver esses painéis

0:10:07.871,0:10:11.180
com uma eficiência mais alta,[br]construindo sistemas de resfriamento

0:10:11.204,0:10:14.006
com uma redução do consumo[br]de energia em dois terços.

0:10:14.030,0:10:17.688
E finalmente, talvez possamos[br]construir um sistema de resfriamento

0:10:17.712,0:10:20.275
que não precise de energia elétrica.

0:10:20.936,0:10:24.322
Dando um primeiro passo nesse sentido,[br]eu e meus colegas de Stanford

0:10:24.347,0:10:26.413
demonstramos que é possível manter

0:10:26.437,0:10:30.970
algo mais de 42 ºC abaixo[br]da temperatura do ar

0:10:31.010,0:10:32.418
com mais desenvolvimento.

0:10:33.165,0:10:34.315
Obrigado.

0:10:34.339,0:10:37.792
(Aplausos)

0:10:39.196,0:10:40.347
Então apenas imagine

0:10:40.371,0:10:43.774
algo que está abaixo de zero[br]em um dia quente de verão.

0:10:45.927,0:10:50.410
Apesar de estar bem animado[br]sobre as possibilidades de resfriamento,

0:10:50.434,0:10:53.688
e acho que ainda há muito para se fazer,

0:10:53.712,0:10:57.180
como cientista, estou mais atraído[br]a uma grande oportunidade

0:10:57.204,0:10:59.220
que esse trabalho evidencia.

0:10:59.760,0:11:02.895
Podemos usar a fria escuridão do espaço

0:11:02.919,0:11:04.569
para melhorar a eficiência

0:11:04.593,0:11:07.847
de cada processo do planeta[br]que envolva energia.

0:11:09.204,0:11:12.521
Um deles é a célula solar.

0:11:12.934,0:11:14.379
Elas se aquecem sob o sol

0:11:14.403,0:11:16.887
e quanto mais quente ficam[br]menos eficientes são.

0:11:17.276,0:11:18.447
Em 2015,

0:11:18.467,0:11:22.724
demonstramos que, com microestruturas[br]em cima de uma célula solar,

0:11:22.748,0:11:25.592
poderíamos nos beneficiar[br]do efeito de resfriamento

0:11:25.616,0:11:29.315
para manter uma célula solar[br]em uma temperatura mais baixa.

0:11:29.708,0:11:32.029
Isso permite que a célula[br]seja mais eficiente.

0:11:32.627,0:11:35.595
Estamos examinando[br]mais a fundo essas oportunidades.

0:11:35.619,0:11:38.864
Nos perguntamos se podemos[br]usar o frio do espaço

0:11:38.888,0:11:40.967
para nos ajudar com a conservação da água,

0:11:41.216,0:11:43.665
ou talvez com sistemas[br]independentes de energia.

0:11:43.689,0:11:47.856
Talvez até seja possível[br]gerar energia com esse frio.

0:11:48.522,0:11:51.475
Existe uma grande diferença[br]de temperatura entre a Terra

0:11:51.499,0:11:53.189
e o frio do espaço.

0:11:53.213,0:11:55.341
Essa diferença, teoricamente,

0:11:55.365,0:11:57.573
poderia impulsionar um motor térmico

0:11:57.583,0:11:59.173
para gerar eletricidade.

0:11:59.967,0:12:03.570
Podemos então fazer um dispositivo[br]com geração de energia à noite

0:12:03.594,0:12:05.991
que produza quantidade[br]suficiente de eletricidade

0:12:06.015,0:12:07.919
no lugar das células solares?

0:12:07.943,0:12:10.477
Podemos gerar luz da escuridão?

0:12:11.872,0:12:16.261
Para isso acontecer,[br]é essencial saber como lidar

0:12:16.285,0:12:19.396
com a radiação térmica[br]que está ao nosso redor.

0:12:19.420,0:12:22.220
Somos constante banhados[br]por luz infravermelha.

0:12:22.666,0:12:25.118
Se pudéssemos controlá-la,

0:12:25.142,0:12:27.872
poderíamos mudar os fluxos[br]de calor e de energia

0:12:27.896,0:12:30.629
que estão difundidos[br]ao nosso redor todos os dias.

0:12:31.190,0:12:34.531
Essa habilidade e a fria[br]escuridão do espaço

0:12:34.555,0:12:37.864
nos apontam um futuro[br]onde nós, como civilização,

0:12:37.888,0:12:43.126
possamos lidar de modo mais inteligente[br]com a nossa pegada de energia térmica

0:12:43.150,0:12:44.950
em grande escala.

0:12:45.904,0:12:48.118
Conforme confrontamos[br]as mudanças climáticas,

0:12:48.142,0:12:50.745
acredito que essa habilidade

0:12:50.769,0:12:52.569
vai se revelar indispensável.

0:12:53.428,0:12:56.626
Então, na próxima vez[br]que você andar por aí,

0:12:56.650,0:13:02.994
sinta-se impressionado com a importância[br]do sol para a vida na Terra,

0:13:03.018,0:13:07.694
mas não se esqueça que o resto do céu[br]também tem algo a nos oferecer.

0:13:08.533,0:13:09.684
Obrigado.

0:13:09.708,0:13:12.487
(Aplausos)