1
00:00:01,571 --> 00:00:03,586
Todo verão, durante minha infância,

2
00:00:03,610 --> 00:00:06,992
eu deixava o Canadá
para visitar os meus avós,

3
00:00:07,016 --> 00:00:08,816
que moravam em Mumbai, na Índia.

4
00:00:09,157 --> 00:00:12,421
Os verões canadenses são amenos,
na melhor das hipóteses.

5
00:00:12,455 --> 00:00:18,412
A temperatura de um dia típico de verão
é de 22 °C, não muito quente.

6
00:00:19,276 --> 00:00:25,465
Mas Mumbai é um lugar quente e úmido,
facilmente chegando aos 30 ºC.

7
00:00:26,364 --> 00:00:27,950
Assim que chegava lá, eu pensava:

8
00:00:27,974 --> 00:00:32,384
"Como alguém pode viver, trabalhar
ou dormir com esse tempo?"

9
00:00:33,539 --> 00:00:37,185
Para piorar, meus avós
não tinham ar-condicionado.

10
00:00:37,768 --> 00:00:40,593
Embora eu tentasse o meu melhor,

11
00:00:40,617 --> 00:00:43,371
nunca consegui convencer
os meus avós a comprarem um.

12
00:00:44,220 --> 00:00:47,315
Mas isso está mudando, e depressa.

13
00:00:47,914 --> 00:00:52,255
Os sistemas de resfriamento
representam atualmente 17%

14
00:00:52,279 --> 00:00:54,652
de toda energia elétrica mundial.

15
00:00:54,676 --> 00:00:57,070
Isso inclui desde os ares-condicionados,

16
00:00:57,094 --> 00:00:59,871
que eu tanto queria nas minhas férias,

17
00:00:59,895 --> 00:01:03,505
aos sistemas de resfriamento
que mantêm a comida segura e fria

18
00:01:03,529 --> 00:01:04,760
nos supermercados,

19
00:01:04,784 --> 00:01:09,036
aos sistemas de escala industrial
que mantêm centros de dados funcionando.

20
00:01:09,624 --> 00:01:13,109
Ao todo, esses sistemas representam 8%

21
00:01:13,133 --> 00:01:15,383
da emissão de gases do efeito estufa.

22
00:01:15,823 --> 00:01:17,434
Mas o que não me deixa dormir

23
00:01:17,458 --> 00:01:22,379
é que o consumo de energia
será seis vezes maior em 2050,

24
00:01:22,403 --> 00:01:26,684
principalmente nos países
asiáticos e africanos.

25
00:01:27,284 --> 00:01:28,982
Presenciei isso.

26
00:01:29,006 --> 00:01:32,164
Quase todos os apartamentos
da vizinhança dos meus avós

27
00:01:32,188 --> 00:01:34,212
têm ar-condicionado.

28
00:01:34,236 --> 00:01:37,283
E isso é algo bom

29
00:01:37,307 --> 00:01:40,006
para a saúde, o bem-estar
e a produtividade

30
00:01:40,030 --> 00:01:42,675
das pessoas que vivem
em climas mais quentes.

31
00:01:43,831 --> 00:01:47,774
Mas uma das coisas mais alarmantes
sobre as mudanças climáticas

32
00:01:47,798 --> 00:01:50,393
é que quanto mais quente fica o planeta,

33
00:01:50,417 --> 00:01:52,729
mais vamos precisar
de sistemas de resfriamento

34
00:01:52,753 --> 00:01:56,512
que são grandes emissores
de gases do efeito estufa.

35
00:01:57,236 --> 00:02:01,911
Isso tem o potencial de causar um ciclo,
em que os sistemas de resfriamento

36
00:02:01,931 --> 00:02:05,062
podem se tornar a maior fonte
de emissão de gases do efeito estufa

37
00:02:05,086 --> 00:02:06,428
no final do século.

38
00:02:06,735 --> 00:02:07,913
No pior dos casos,

39
00:02:07,937 --> 00:02:11,557
precisaremos de mais de 10 trilhões de kWh
de energia elétrica por ano,

40
00:02:11,581 --> 00:02:14,269
apenas para resfriamento, até 2100.

41
00:02:14,846 --> 00:02:17,711
Isso é metade do que consumimos hoje.

42
00:02:18,198 --> 00:02:19,348
Só para resfriamento.

43
00:02:20,862 --> 00:02:24,777
Mas isso também é
uma oportunidade incrível.

44
00:02:25,444 --> 00:02:30,013
Uma melhoria de 10% ou 20%
na eficiência do sistema de resfriamento

45
00:02:30,037 --> 00:02:33,521
poderia causar um enorme impacto
na emissão de gases do efeito estufa,

46
00:02:33,545 --> 00:02:36,010
hoje e no fim do século.

47
00:02:38,080 --> 00:02:41,629
E nos ajudaria a reverter
o pior dos cenários.

48
00:02:42,928 --> 00:02:46,608
Sou um cientista que pensa
muito sobre luz e calor,

49
00:02:46,632 --> 00:02:50,228
principalmente em como novos materiais
podem alterar a circulação

50
00:02:50,252 --> 00:02:52,268
desses elementos básicos da natureza

51
00:02:52,292 --> 00:02:54,934
de formas que nunca imaginamos antes.

52
00:02:55,315 --> 00:02:57,728
Apesar de sempre entender
o valor do resfriamento

53
00:02:57,752 --> 00:02:59,696
durante as minhas férias,

54
00:02:59,720 --> 00:03:01,983
acabei trabalhando nesse problema

55
00:03:02,007 --> 00:03:06,013
por causa de um problema
bem complicado seis anos atrás.

56
00:03:07,149 --> 00:03:12,766
Como os antigos faziam gelo
em climas desérticos?

57
00:03:13,894 --> 00:03:16,830
Essa é uma casa de gelo,

58
00:03:16,854 --> 00:03:20,481
também chamada de Yakhchal,
localizada no sudoeste do Irã.

59
00:03:21,006 --> 00:03:24,760
Existem dezenas de estruturas
em ruínas como essa no Irã,

60
00:03:24,784 --> 00:03:28,474
e construções similares
ao longo do Oriente Médio

61
00:03:28,498 --> 00:03:29,712
até à China.

62
00:03:30,228 --> 00:03:33,418
As pessoas que trabalhavam
nessa casa de gelo muitos séculos atrás

63
00:03:33,442 --> 00:03:35,926
despejavam água na piscina à esquerda

64
00:03:35,950 --> 00:03:39,022
durante as primeiras horas
do anoitecer, ao pôr do sol.

65
00:03:39,046 --> 00:03:40,855
E algo incrível acontecia.

66
00:03:41,442 --> 00:03:44,204
Embora a temperatura
estivesse acima de zero,

67
00:03:44,228 --> 00:03:47,926
algo próximo de 5 ºC,

68
00:03:47,950 --> 00:03:49,484
a água congelava.

69
00:03:50,724 --> 00:03:54,859
Então o gelo produzido
era coletado de manhã cedo

70
00:03:54,883 --> 00:03:57,518
e armazenado na construção à direita,

71
00:03:57,542 --> 00:03:59,478
durante todos os meses de verão.

72
00:04:00,133 --> 00:04:02,852
Você já viu algo muito semelhante

73
00:04:02,876 --> 00:04:06,328
se observou a geada se formando
em uma noite de céu aberto,

74
00:04:06,352 --> 00:04:09,097
mesmo quando a temperatura
estava bem acima de zero.

75
00:04:09,121 --> 00:04:10,281
Mas espere.

76
00:04:10,305 --> 00:04:14,036
Como a água congela
se a temperatura está acima de zero?

77
00:04:14,487 --> 00:04:16,413
Talvez a evaporação tenha contribuído,

78
00:04:16,437 --> 00:04:19,752
mas não teria sido suficiente
para transformar a água em gelo.

79
00:04:20,064 --> 00:04:22,150
Alguma outra coisa a congelou.

80
00:04:22,761 --> 00:04:25,309
Imagine uma torta esfriando
no parapeito da janela.

81
00:04:25,619 --> 00:04:29,230
Para esfriar, o calor precisa
fluir para um lugar mais frio,

82
00:04:29,254 --> 00:04:31,158
isto é, para o ar ao seu redor.

83
00:04:32,180 --> 00:04:34,490
Embora pareça improvável,

84
00:04:34,514 --> 00:04:39,890
o calor daquela piscina de água está
fluindo para o frio do espaço.

85
00:04:42,085 --> 00:04:43,807
Como isso é possível?

86
00:04:44,434 --> 00:04:48,006
Veja, a piscina de água,
como muitos materiais naturais,

87
00:04:48,030 --> 00:04:50,180
emite calor pela luz.

88
00:04:50,506 --> 00:04:53,323
Esse conceito é conhecido
como radiação térmica.

89
00:04:53,792 --> 00:04:58,260
Todos nós emitimos calor
por luz infravermelha,

90
00:04:58,284 --> 00:05:00,212
um para o outro e para o ambiente.

91
00:05:00,608 --> 00:05:03,077
Podemos visualizar isso
através de câmeras térmicas,

92
00:05:03,101 --> 00:05:06,347
que produzem imagens
como esta que estou mostrando.

93
00:05:06,744 --> 00:05:09,006
Aquela piscina de água está emitindo calor

94
00:05:09,030 --> 00:05:10,712
para a atmosfera.

95
00:05:11,379 --> 00:05:13,474
A atmosfera e suas moléculas

96
00:05:13,498 --> 00:05:16,053
absorvem o calor e o enviam de volta.

97
00:05:16,077 --> 00:05:19,899
Esse é o efeito estufa responsável
pelas mudanças climáticas.

98
00:05:20,435 --> 00:05:22,958
Mas há algo fundamental a ser entendido.

99
00:05:22,982 --> 00:05:26,182
A nossa atmosfera
não absorve todo o calor.

100
00:05:26,577 --> 00:05:29,511
Se fizesse isso, o planeta
seria bem mais quente.

101
00:05:29,982 --> 00:05:31,490
Em alguns comprimentos de onda,

102
00:05:31,514 --> 00:05:34,966
particularmente entre 8 e 13 micrômetros,

103
00:05:34,990 --> 00:05:38,752
a nossa atmosfera tem
uma janela de transmissão.

104
00:05:39,402 --> 00:05:46,209
Essa janela permite que um pouco do calor
emitido por luz infravermelha escape,

105
00:05:46,539 --> 00:05:48,276
levando embora o calor da piscina,

106
00:05:48,895 --> 00:05:52,665
indo para um lugar que é muito mais frio,

107
00:05:53,633 --> 00:05:55,601
o frio da atmosfera superior

108
00:05:55,625 --> 00:05:57,299
até o espaço,

109
00:05:57,323 --> 00:06:03,763
onde o frio chega a -270 ºC.

110
00:06:05,242 --> 00:06:08,606
A piscina consegue emitir mais luz ao céu

111
00:06:08,630 --> 00:06:10,401
do que este emite de volta.

112
00:06:10,425 --> 00:06:11,575
E por causa disso,

113
00:06:11,599 --> 00:06:14,615
a piscina fica mais fria
que a temperatura ao seu redor.

114
00:06:16,035 --> 00:06:19,551
Esse efeito é conhecido
como resfriamento radiante noturno

115
00:06:19,575 --> 00:06:20,975
ou resfriamento radiante.

116
00:06:21,369 --> 00:06:24,823
E os cientistas e os meteorologistas
sempre o consideraram

117
00:06:24,847 --> 00:06:27,447
um fenômeno natural muito importante.

118
00:06:28,879 --> 00:06:30,371
Quando soube disso,

119
00:06:30,395 --> 00:06:33,037
já estava no fim do meu PhD em Stanford.

120
00:06:33,061 --> 00:06:37,490
Fiquei maravilhado com a simplicidade
do método de resfriamento,

121
00:06:37,514 --> 00:06:38,780
e também muito confuso.

122
00:06:39,284 --> 00:06:41,484
Por que não fazemos uso disso?

123
00:06:42,744 --> 00:06:45,625
Os cientistas e os engenheiros
investigaram essa ideia

124
00:06:45,649 --> 00:06:46,887
nas décadas anteriores.

125
00:06:46,911 --> 00:06:50,199
E um grande problema foi descoberto.

126
00:06:50,879 --> 00:06:53,751
Havia uma razão para o nome
"resfriamento radiante noturno".

127
00:06:54,109 --> 00:06:55,283
Por quê?

128
00:06:55,307 --> 00:06:57,676
É uma pequena coisa chamada Sol.

129
00:06:58,157 --> 00:07:00,617
A superfície que está sendo resfriada

130
00:07:00,641 --> 00:07:02,815
precisa estar a céu aberto.

131
00:07:02,839 --> 00:07:04,467
E durante o meio do dia,

132
00:07:04,491 --> 00:07:07,641
se quisermos esfriar algo,

133
00:07:07,665 --> 00:07:10,561
o sol estará lá em cima, infelizmente.

134
00:07:10,585 --> 00:07:12,441
E o sol aquece a maioria dos materiais

135
00:07:12,465 --> 00:07:15,222
suficientemente para impedir
o efeito de resfriamento.

136
00:07:16,409 --> 00:07:18,417
Eu e meus colegas gastamos o nosso tempo

137
00:07:18,441 --> 00:07:21,993
pensando em como construir materiais
em escalas bem pequenas

138
00:07:22,013 --> 00:07:25,339
para que coisas novas e úteis
sejam feitas com a luz,

139
00:07:25,363 --> 00:07:28,353
escalas que são bem menores
que o comprimento da luz.

140
00:07:28,377 --> 00:07:32,927
Com a ajuda de áreas da nanofotônica
e de pesquisas em metamaterias,

141
00:07:32,943 --> 00:07:36,137
percebemos que existe um jeito
de tornar isso possível durante o dia

142
00:07:36,157 --> 00:07:37,830
pela primeira vez.

143
00:07:37,854 --> 00:07:40,910
Então, criei um material
óptico de multicamadas,

144
00:07:40,934 --> 00:07:42,791
que pode ser visto nesta imagem.

145
00:07:42,815 --> 00:07:46,196
Ele é 40 vezes mais fino
que um fio de cabelo

146
00:07:46,220 --> 00:07:48,738
e consegue fazer duas coisas
ao mesmo tempo.

147
00:07:49,169 --> 00:07:50,994
Primeiro, ele libera seu calor

148
00:07:51,018 --> 00:07:54,820
exatamente onde a nossa atmosfera
permite que esse calor escape melhor.

149
00:07:54,844 --> 00:07:56,977
Voltamos a janela para o espaço.

150
00:07:57,519 --> 00:08:00,950
Segundo, o sol não consegue aquecê-lo.

151
00:08:00,974 --> 00:08:03,374
É um ótimo espelho para o sol.

152
00:08:04,315 --> 00:08:07,029
Testei isso pela primeira vez
no telhado de Stanford,

153
00:08:07,053 --> 00:08:08,815
que estou mostrando aqui.

154
00:08:09,339 --> 00:08:11,720
Deixei o equipamento
do lado de fora por um tempo,

155
00:08:11,744 --> 00:08:14,815
voltei após alguns minutos

156
00:08:14,839 --> 00:08:17,633
e, no mesmo instante, vi que funcionava.

157
00:08:17,657 --> 00:08:18,675
Como?

158
00:08:18,699 --> 00:08:20,466
Toquei nele e estava frio.

159
00:08:21,395 --> 00:08:24,433
(Aplausos)

160
00:08:26,862 --> 00:08:30,846
Apenas para enfatizar o quão
estranho e contraintuitivo é isso:

161
00:08:30,870 --> 00:08:32,600
esse material e outros similares

162
00:08:32,624 --> 00:08:35,529
ficam mais gelados 
quando não estão na sombra,

163
00:08:35,553 --> 00:08:37,913
mesmo se o sol estiver
brilhando sobre ele.

164
00:08:37,937 --> 00:08:40,620
Esses dados são do primeiro experimento,

165
00:08:40,644 --> 00:08:46,473
onde o material ficou 5 ºC mais frio
que a temperatura do ar,

166
00:08:46,707 --> 00:08:49,521
mesmo com o sol brilhando
diretamente nele.

167
00:08:50,855 --> 00:08:53,990
O processo de fabricação que usamos
para fazer esse material

168
00:08:54,014 --> 00:08:56,548
já existe em grande escala.

169
00:08:56,903 --> 00:08:58,060
Eu fiquei empolgado

170
00:08:58,084 --> 00:09:01,125
não apenas porque estamos
fazendo algo bacana,

171
00:09:01,149 --> 00:09:06,202
mas porque talvez tenhamos a oportunidade
de fazer algo efetivo e também útil.

172
00:09:07,204 --> 00:09:08,811
O que me leva à próxima questão:

173
00:09:08,841 --> 00:09:11,628
como economizar energia com essa ideia?

174
00:09:11,752 --> 00:09:15,410
Acreditamos que o jeito mais direto
de economizar energia com essa tecnologia

175
00:09:15,434 --> 00:09:17,093
é por um aumento de rendimento

176
00:09:17,107 --> 00:09:20,170
para os ares-condicionados
e os sistemas de resfriamento.

177
00:09:20,191 --> 00:09:22,720
Para isso, criamos painéis
com fluido de resfriamento,

178
00:09:22,744 --> 00:09:24,315
como esses aqui.

179
00:09:24,339 --> 00:09:26,780
Esses painéis são similares
aos painéis solares,

180
00:09:26,810 --> 00:09:28,174
só que fazem o contrário:

181
00:09:28,194 --> 00:09:32,041
esfriam a água usando
o nosso material específico.

182
00:09:32,815 --> 00:09:35,275
Os painéis podem ser integrados
com um componente

183
00:09:35,299 --> 00:09:37,867
comum em sistemas
de resfriamento, um condensador,

184
00:09:37,891 --> 00:09:41,024
que reforça a eficiência
básica do sistema.

185
00:09:41,367 --> 00:09:43,263
A nossa startup, SkyCool Systems,

186
00:09:43,287 --> 00:09:47,161
fez recentemente um ensaio
de campo em Davis, na Califórnia.

187
00:09:47,649 --> 00:09:48,831
Nessa demonstração,

188
00:09:48,855 --> 00:09:51,903
demonstramos que poderíamos
melhorar a eficiência

189
00:09:51,927 --> 00:09:54,851
do sistema de resfriamento em 12%.

190
00:09:55,474 --> 00:09:56,728
Nos próximos anos,

191
00:09:56,752 --> 00:10:00,656
estou bem animado em ver
as primeiras unidades em escala comercial

192
00:10:00,680 --> 00:10:03,823
para refrigeração e ar-condicionado.

193
00:10:04,260 --> 00:10:07,847
No futuro, talvez possamos
desenvolver esses painéis

194
00:10:07,871 --> 00:10:11,180
com uma eficiência mais alta,
construindo sistemas de resfriamento

195
00:10:11,204 --> 00:10:14,006
com uma redução do consumo
de energia em dois terços.

196
00:10:14,030 --> 00:10:17,688
E finalmente, talvez possamos
construir um sistema de resfriamento

197
00:10:17,712 --> 00:10:20,275
que não precise de energia elétrica.

198
00:10:20,936 --> 00:10:24,322
Dando um primeiro passo nesse sentido,
eu e meus colegas de Stanford

199
00:10:24,347 --> 00:10:26,413
demonstramos que é possível manter

200
00:10:26,437 --> 00:10:30,970
algo mais de 42 ºC abaixo
da temperatura do ar

201
00:10:31,010 --> 00:10:32,418
com mais desenvolvimento.

202
00:10:33,165 --> 00:10:34,315
Obrigado.

203
00:10:34,339 --> 00:10:37,792
(Aplausos)

204
00:10:39,196 --> 00:10:40,347
Então apenas imagine

205
00:10:40,371 --> 00:10:43,774
algo que está abaixo de zero
em um dia quente de verão.

206
00:10:45,927 --> 00:10:50,410
Apesar de estar bem animado
sobre as possibilidades de resfriamento,

207
00:10:50,434 --> 00:10:53,688
e acho que ainda há muito para se fazer,

208
00:10:53,712 --> 00:10:57,180
como cientista, estou mais atraído
a uma grande oportunidade

209
00:10:57,204 --> 00:10:59,220
que esse trabalho evidencia.

210
00:10:59,760 --> 00:11:02,895
Podemos usar a fria escuridão do espaço

211
00:11:02,919 --> 00:11:04,569
para melhorar a eficiência

212
00:11:04,593 --> 00:11:07,847
de cada processo do planeta
que envolva energia.

213
00:11:09,204 --> 00:11:12,521
Um deles é a célula solar.

214
00:11:12,934 --> 00:11:14,379
Elas se aquecem sob o sol

215
00:11:14,403 --> 00:11:16,887
e quanto mais quente ficam
menos eficientes são.

216
00:11:17,276 --> 00:11:18,447
Em 2015,

217
00:11:18,467 --> 00:11:22,724
demonstramos que, com microestruturas
em cima de uma célula solar,

218
00:11:22,748 --> 00:11:25,592
poderíamos nos beneficiar
do efeito de resfriamento

219
00:11:25,616 --> 00:11:29,315
para manter uma célula solar
em uma temperatura mais baixa.

220
00:11:29,708 --> 00:11:32,029
Isso permite que a célula
seja mais eficiente.

221
00:11:32,627 --> 00:11:35,595
Estamos examinando
mais a fundo essas oportunidades.

222
00:11:35,619 --> 00:11:38,864
Nos perguntamos se podemos
usar o frio do espaço

223
00:11:38,888 --> 00:11:40,967
para nos ajudar com a conservação da água,

224
00:11:41,216 --> 00:11:43,665
ou talvez com sistemas
independentes de energia.

225
00:11:43,689 --> 00:11:47,856
Talvez até seja possível
gerar energia com esse frio.

226
00:11:48,522 --> 00:11:51,475
Existe uma grande diferença
de temperatura entre a Terra

227
00:11:51,499 --> 00:11:53,189
e o frio do espaço.

228
00:11:53,213 --> 00:11:55,341
Essa diferença, teoricamente,

229
00:11:55,365 --> 00:11:57,573
poderia impulsionar um motor térmico

230
00:11:57,583 --> 00:11:59,173
para gerar eletricidade.

231
00:11:59,967 --> 00:12:03,570
Podemos então fazer um dispositivo
com geração de energia à noite

232
00:12:03,594 --> 00:12:05,991
que produza quantidade
suficiente de eletricidade

233
00:12:06,015 --> 00:12:07,919
no lugar das células solares?

234
00:12:07,943 --> 00:12:10,477
Podemos gerar luz da escuridão?

235
00:12:11,872 --> 00:12:16,261
Para isso acontecer,
é essencial saber como lidar

236
00:12:16,285 --> 00:12:19,396
com a radiação térmica
que está ao nosso redor.

237
00:12:19,420 --> 00:12:22,220
Somos constante banhados
por luz infravermelha.

238
00:12:22,666 --> 00:12:25,118
Se pudéssemos controlá-la,

239
00:12:25,142 --> 00:12:27,872
poderíamos mudar os fluxos
de calor e de energia

240
00:12:27,896 --> 00:12:30,629
que estão difundidos
ao nosso redor todos os dias.

241
00:12:31,190 --> 00:12:34,531
Essa habilidade e a fria
escuridão do espaço

242
00:12:34,555 --> 00:12:37,864
nos apontam um futuro
onde nós, como civilização,

243
00:12:37,888 --> 00:12:43,126
possamos lidar de modo mais inteligente
com a nossa pegada de energia térmica

244
00:12:43,150 --> 00:12:44,950
em grande escala.

245
00:12:45,904 --> 00:12:48,118
Conforme confrontamos
as mudanças climáticas,

246
00:12:48,142 --> 00:12:50,745
acredito que essa habilidade

247
00:12:50,769 --> 00:12:52,569
vai se revelar indispensável.

248
00:12:53,428 --> 00:12:56,626
Então, na próxima vez
que você andar por aí,

249
00:12:56,650 --> 00:13:02,994
sinta-se impressionado com a importância
do sol para a vida na Terra,

250
00:13:03,018 --> 00:13:07,694
mas não se esqueça que o resto do céu
também tem algo a nos oferecer.

251
00:13:08,533 --> 00:13:09,684
Obrigado.

252
00:13:09,708 --> 00:13:12,487
(Aplausos)