0:00:01.571,0:00:03.696
Todos os verões, quando estava a crescer,

0:00:03.730,0:00:07.122
viajava da minha casa, no Canadá,[br]para visitar os meus avós

0:00:07.146,0:00:09.046
que viviam em Mumbai, na Índia.

0:00:09.997,0:00:12.291
Os verões canadianos são amenos

0:00:12.315,0:00:16.082
— cerca de 22 graus Celsius[br]ou 72 graus Fahrenheit

0:00:16.136,0:00:19.026
é um dia de verão normal,[br]não é muito quente.

0:00:19.276,0:00:22.485
Contudo Mumbai é um lugar quente e húmido

0:00:22.499,0:00:25.727
entre os 30 graus Celsius[br]ou 90 graus Fahrenheit.

0:00:26.364,0:00:28.160
Quando lá cheguei. perguntei:

0:00:28.204,0:00:32.634
"Como alguém pode viver, trabalhar[br]ou dormir com este clima?"

0:00:33.539,0:00:37.425
Para piorar as coisas, os meus avós[br]não tinham ar condicionado.

0:00:37.768,0:00:40.693
E embora tentasse o meu melhor

0:00:40.747,0:00:43.701
nunca os consegui [br]persuadir a comprarem um.

0:00:44.220,0:00:47.165
Mas isto está a mudar rapidamente.

0:00:47.974,0:00:52.255
Hoje os sistemas de arrefecimento [br]fazem parte de cerca de 17%

0:00:52.279,0:00:54.652
de toda a eletricidade[br]que usamos a nível mundial.

0:00:54.676,0:00:56.920
Isto incluí tudo, desde o ar condicionado

0:00:56.954,0:00:59.841
que tanto queria [br]nas minhas férias de verão,

0:00:59.895,0:01:03.425
até aos sistemas frigoríficos que[br]mantêm a comida fresca e segura

0:01:03.449,0:01:04.970
nos supermercados,

0:01:05.004,0:01:07.054
até aos sistemas à escala industrial

0:01:07.074,0:01:09.714
que mantêm operacionais[br]os centros de dados.

0:01:09.714,0:01:12.479
Coletivamente, estes sistemas[br]são responsáveis

0:01:12.503,0:01:15.523
por 8% da emissão global[br]de gases de efeito de estufa.

0:01:15.823,0:01:17.694
Mas o que não me deixa dormir

0:01:17.728,0:01:22.409
é que a energia usada para o arrefecimento[br]pode aumentar seis vezes mais até 2050,

0:01:22.463,0:01:26.904
principalmente devido ao aumento[br]do consumo na Ásia e em países africanos.

0:01:27.284,0:01:29.142
Eu vi isto diretamente.

0:01:29.166,0:01:32.284
Quase todos os apartamentos[br]nos arredores da casa da minha avó

0:01:32.298,0:01:34.302
têm hoje ar condicionado.

0:01:34.362,0:01:37.283
Isso é uma coisa boa para a saúde,

0:01:37.307,0:01:40.176
para o bem-estar e para a produtividade

0:01:40.230,0:01:43.215
das pessoas que vivem [br]em climas mais quentes.

0:01:43.991,0:01:47.774
Contudo, uma das coisas mais [br]alarmantes sobre a alteração climática

0:01:47.798,0:01:50.393
é que, quanto mais quente[br]o planeta se torna,

0:01:50.417,0:01:52.829
mais vamos precisar[br]de sistemas de arrefecimento

0:01:52.863,0:01:56.832
— sistemas que são grandes emissores[br]de gases de efeito de estufa.

0:01:57.236,0:02:00.569
Isto tem o potencial de criar[br]um círculo vicioso

0:02:00.593,0:02:02.331
em que só os sistemas de arrefecimento

0:02:02.345,0:02:05.262
podem tornar-se uma das maiores[br]fontes de emissão de gases,

0:02:05.262,0:02:06.668
no futuro.

0:02:06.735,0:02:08.873
No pior dos casos, podemos vir a precisar

0:02:08.903,0:02:11.787
de mais de 10 biliões[br]de quilowatts/hora todos os anos,

0:02:11.831,0:02:14.469
só para arrefecimento, no ano de 2100.

0:02:14.846,0:02:18.091
Isso é metade do atual[br]fornecimento de eletricidade.

0:02:18.198,0:02:20.048
Só para arrefecimento.

0:02:20.862,0:02:24.957
Mas isto também aponta[br]para uma oportunidade incrível.

0:02:25.444,0:02:29.963
Uma melhoria de 10 ou 20% na eficiência [br]de todos os sistemas de arrefecimento

0:02:29.977,0:02:33.811
poderia ter um impacto enorme nas [br]emissões de gases de efeito de estufa,

0:02:33.855,0:02:36.670
tanto hoje como no futuro.

0:02:38.080,0:02:42.019
E podia ajudar-nos a evitar[br]esse ciclo vicioso, do pior dos cenários.

0:02:42.928,0:02:46.508
Sou um cientista que pensa[br]muito na luz e no calor.

0:02:46.632,0:02:49.868
Em particular, na forma como[br]os novos materiais nos permitem alterar

0:02:49.902,0:02:52.248
o fluxo dos elementos básicos da natureza

0:02:52.292,0:02:55.254
de formas que antes [br]achávamos serem impossíveis.

0:02:55.315,0:02:57.818
Então, embora entendesse[br]o valor do arrefecimento

0:02:57.852,0:02:59.846
durante as minhas férias de verão,

0:02:59.880,0:03:01.983
acabei por trabalhar neste problema

0:03:02.007,0:03:06.263
devido a um "puzzle" intelectual[br]que encontrei há uns seis anos.

0:03:07.149,0:03:12.766
Como é que as pessoas, antigamente,[br]conseguiam fazer gelo em climas desérticos?

0:03:13.894,0:03:16.710
Isto é uma foto de uma casa de gelo,

0:03:16.854,0:03:20.801
também chamada "yakhchal",[br]situada no sudoeste do Irão.

0:03:21.146,0:03:24.760
Há dezenas de ruínas[br]destas estruturas no Irão,

0:03:24.784,0:03:28.244
com indícios de edifícios [br]parecidos pelo resto do Médio Oriente

0:03:28.298,0:03:30.092
e em todo o percurso até à China.

0:03:30.228,0:03:33.288
As pessoas que trabalhavam[br]nas casas de gelo, há muitos séculos,

0:03:33.442,0:03:36.036
enchiam de água o tanque[br]que veem à esquerda.

0:03:36.070,0:03:39.022
nas horas da tarde, [br]quando o Sol se punha.

0:03:39.046,0:03:41.045
E algo incrível acontecia.

0:03:41.442,0:03:44.264
Mesmo com a temperatura [br]do ar pouco acima de zero,

0:03:44.278,0:03:47.776
por exemplo, a cinco graus Celsius[br]ou 41 graus Fahrenheit,

0:03:47.950,0:03:49.764
a água congelava.

0:03:50.784,0:03:54.859
O gelo criado era recolhido[br]no início da manhã

0:03:54.883,0:03:57.518
e guardado no edifício[br]que veem à direita,

0:03:57.542,0:03:59.668
durante todos os meses de verão.

0:04:00.133,0:04:02.852
Já devem ter visto algo parecido

0:04:02.876,0:04:06.088
se já viram a geada a criar-se[br]no solo numa noite limpa,

0:04:06.132,0:04:08.617
mesmo com a temperatura[br]do ar muito acima de zero.

0:04:09.121,0:04:10.321
Mas esperem.

0:04:10.385,0:04:14.036
Como é que a água congelava,[br]se a temperatura do ar é acima de zero?

0:04:14.487,0:04:16.413
A evaporação pode ter ajudado,

0:04:16.437,0:04:19.752
mas não é suficiente [br]para tornar a água em gelo.

0:04:20.064,0:04:22.320
Outra coisa deve tê-la congelado.

0:04:22.761,0:04:25.309
Pensem numa tarte a arrefecer à janela.

0:04:25.619,0:04:29.310
Para arrefecer, o calor tem [br]que ir para algum lado mais frio,

0:04:29.344,0:04:31.688
nomeadamente o ar à sua volta.

0:04:32.180,0:04:34.410
Por impossível que pareça,

0:04:34.514,0:04:39.810
nesse tanque de água, o seu calor[br]está a fluir até o frio do espaço.

0:04:42.085,0:04:43.907
Como é que é possível?

0:04:44.684,0:04:48.006
Bem, o tanque de água,[br]como muitos materiais naturais,

0:04:48.030,0:04:50.370
envia o seu calor sob a forma de luz.

0:04:50.506,0:04:53.453
Este é um conceito conhecido[br]por radiação térmica.

0:04:53.792,0:04:58.260
Neste momento, todos nós estamos a enviar[br]o nosso calor, como luz infravermelha,

0:04:58.284,0:05:00.492
uns para os outros e para os arredores.

0:05:00.608,0:05:03.197
Podemos ver isto com câmaras térmicas

0:05:03.231,0:05:06.677
e a imagem que produzem,[br]como as que estou a mostrar agora.

0:05:06.744,0:05:09.196
Então, o tanque de água[br]está a enviar o calor

0:05:09.220,0:05:10.992
para cima, para a atmosfera.

0:05:11.379,0:05:13.524
A atmosfera e as suas moléculas

0:05:13.582,0:05:15.967
absorvem algum do calor [br]e enviam-no de volta.

0:05:16.127,0:05:20.229
Esse é o efeito de gases de estufa [br]responsável pela alteração climática.

0:05:20.435,0:05:22.958
Mas aqui está o que [br]precisamos de entender.

0:05:23.022,0:05:26.182
A atmosfera não absorve todo esse calor.

0:05:26.577,0:05:29.761
Se assim fosse, estávamos [br]num planeta muito mais quente.

0:05:29.982,0:05:31.770
Em certos comprimentos de onda,

0:05:31.770,0:05:34.966
em particular entre os 8 e os 13 mícrones,

0:05:34.990,0:05:39.042
a atmosfera é conhecida [br]como uma janela de transmissão.

0:05:39.402,0:05:44.809
Esta janela permite que algum calor,[br]que sobe como luz infravermelha,

0:05:44.943,0:05:48.476
escape efetivamente,[br]levando com ele o calor do tanque.

0:05:48.895,0:05:52.945
E pode escapar para um lugar[br]que é muito mais frio.

0:05:53.633,0:05:55.721
O frio desta atmosfera mais elevada

0:05:55.725,0:05:57.569
e todo o percurso até ao espaço,

0:05:57.579,0:06:01.063
que pode chegar até aos[br]-270 graus Celsius,

0:06:01.157,0:06:04.067
ou -454 graus Fahrenheit.

0:06:05.242,0:06:08.606
Esse tanque de água é capaz[br]de enviar mais calor para o céu

0:06:08.630,0:06:10.401
e o céu manda-o de volta.

0:06:10.485,0:06:11.725
Isso é porque

0:06:11.759,0:06:14.665
o tanque irá arrefecer abaixo [br]da temperatura que a rodeia.

0:06:16.035,0:06:19.551
Este é um efeito conhecido[br]por arrefecimento noturno

0:06:19.575,0:06:21.335
ou arrefecimento radiante.

0:06:21.509,0:06:24.823
E sempre foi entendido por[br]cientistas climáticos e meteorologistas

0:06:24.847,0:06:27.657
como um fenómeno natural[br]muito importante.

0:06:28.879,0:06:30.371
Quando me deparei com isto,

0:06:30.395,0:06:33.097
estava quase a acabar o meu[br]doutoramento em Stanford.

0:06:33.181,0:06:37.490
Fiquei fascinado pela aparente[br]simplicidade do método de arrefecimento,

0:06:37.514,0:06:39.220
mas também confuso.

0:06:39.284,0:06:41.534
Porque não usamos isto?

0:06:42.744,0:06:45.625
Cientistas e engenheiros[br]tinham investigado esta ideia

0:06:45.649,0:06:47.057
em décadas anteriores.

0:06:47.101,0:06:50.469
Mas acabou por existir, pelo[br]menos, um grande problema.

0:06:50.879,0:06:53.971
Era o chamado de arrefecimento[br]noturno por um motivo.

0:06:54.109,0:06:55.353
Porquê?

0:06:55.417,0:06:58.016
Bem, é uma pequena coisa chamada Sol.

0:06:58.157,0:07:00.677
Então, a superfície que está a arrefecer,

0:07:00.721,0:07:02.935
tem que poder estar virada para o céu.

0:07:02.979,0:07:04.757
E a meio do dia,

0:07:04.791,0:07:07.701
quando podemos ansiar por algo frio,

0:07:07.745,0:07:10.561
infelizmente, isso significa[br]que olhamos para o Sol.

0:07:10.645,0:07:12.601
O Sol aquece muitos dos materiais

0:07:12.635,0:07:15.752
o suficiente para contrariar[br]o efeito de arrefecimento.

0:07:16.409,0:07:18.417
Eu e os meus colegas [br]passamos muito tempo

0:07:18.441,0:07:20.553
a pensar como podemos[br]estruturar os materiais

0:07:20.577,0:07:22.499
em escalas de comprimento[br]muito pequenas

0:07:22.499,0:07:25.339
para que possam fazer coisas[br]novas e úteis com a luz

0:07:25.363,0:07:28.353
— escalas mais pequenas do que[br]o comprimento das ondas de luz.

0:07:28.377,0:07:30.087
Usando conhecimentos desta área,

0:07:30.121,0:07:33.109
conhecidos como a nanofotónica[br]ou a pesquisa metamaterial,

0:07:33.133,0:07:36.353
percebemos que poderá existir[br]uma forma de isto ser possível de dia.

0:07:36.377,0:07:37.810
pela primeira vez.

0:07:37.854,0:07:41.090
Para tal, concebi um material[br]ótico de multicamadas

0:07:41.114,0:07:43.081
mostrado aqui numa imagem microscópica.

0:07:43.105,0:07:46.146
É 40 vezes mais fino[br]do que um cabelo humano médio,

0:07:46.220,0:07:49.028
E é capaz de fazer duas coisas[br]simultaneamente.

0:07:49.169,0:07:51.174
Primeiro, envia o calor para fora

0:07:51.208,0:07:54.780
precisamente para onde a nossa[br]atmosfera deixa sair melhor esse calor.

0:07:54.844,0:07:57.307
Apontamos para a janela para o espaço.

0:07:57.519,0:08:00.950
A segunda coisa que faz[br]é evitar ser aquecido pelo Sol.

0:08:01.074,0:08:03.664
É um bom espelho à luz solar.

0:08:04.315,0:08:07.029
A primeira vez que o testei[br]foi num telhado em Stanford

0:08:07.053,0:08:09.025
que estou a mostrar aqui.

0:08:09.339,0:08:11.920
Deixei o dispositivo fora[br]durante algum tempo,

0:08:11.920,0:08:14.815
e voltei após alguns minutos,

0:08:14.839,0:08:17.633
e, em segundos, soube[br]que estava a funcionar.

0:08:17.767,0:08:18.815
Como?

0:08:18.859,0:08:20.996
Toquei nele e estava frio.

0:08:21.395,0:08:24.683
(Aplausos)

0:08:26.862,0:08:30.506
Só para realçar o quão estranho[br]e contraintuitivo isto é:

0:08:30.870,0:08:32.770
este material e outros parecidos

0:08:32.784,0:08:35.529
ficam mais frios quando[br]os tiramos da sombra,

0:08:35.553,0:08:37.913
mesmo que estejam expostos ao Sol.

0:08:37.937,0:08:40.620
Estou a mostrar-vos dados[br]da primeira experiência,

0:08:40.644,0:08:43.383
em que esse material ficou[br]mais frio cinco graus Celsius,

0:08:43.407,0:08:46.683
ou nove graus Fahrenheit, [br]do que a temperatura do ar,

0:08:46.707,0:08:49.671
apesar de o Sol estar a incidir[br]diretamente nele.

0:08:50.855,0:08:53.990
O método de manufatura[br]que usamos para criar este material

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

0:08:56.903,0:08:58.340
Eu estava muito entusiasmado,

0:08:58.364,0:09:01.125
porque não só fizemos algo fixe,

0:09:01.149,0:09:06.202
mas também podemos ter [br]a oportunidade de fazer algo real e útil.

0:09:07.204,0:09:09.117
Isso leva-me à próxima grande questão.

0:09:09.141,0:09:11.728
Como é que realmente poupamos[br]energia com esta ideia?

0:09:11.862,0:09:15.410
Achamos que a forma mais direta [br]de poupar energia com esta tecnologia

0:09:15.434,0:09:17.253
é um reforço de energia

0:09:17.287,0:09:20.290
para os sistemas de ar condicionado[br]de refrigeração atuais.

0:09:20.310,0:09:22.934
Para isso, criamos painéis[br]de arrefecimento de líquidos,

0:09:22.934,0:09:24.495
como os que aqui estão.

0:09:24.539,0:09:27.080
Estes painéis têm uma forma [br]parecida com a dos painéis solares,

0:09:27.130,0:09:29.983
mas fazem o oposto — eles [br]arrefecem a água, passivamente,

0:09:30.033,0:09:32.574
usando o nosso material especializado.

0:09:32.715,0:09:35.189
Estes painéis podem ser [br]instalados com um componente

0:09:35.199,0:09:37.867
que quase todos esses [br]sistemas têm, um condensador,

0:09:37.891,0:09:40.937
para aumentar a eficiência[br]subjacente do sistema.

0:09:41.367,0:09:43.403
A nossa "start-up", SkyCool Systems,

0:09:43.437,0:09:47.461
completou há pouco um teste no terreno [br]em Davis, na Califórnia, como podem ver.

0:09:47.649,0:09:48.991
Nessa demonstração,

0:09:49.035,0:09:51.903
mostrámos que podíamos[br]melhorar a eficiência

0:09:51.927,0:09:55.191
dos sistemas de arrefecimento[br]em 12% no terreno.

0:09:55.474,0:09:57.028
Dentro de um ou dois anos,

0:09:57.042,0:10:00.846
estou muito entusiasmado para ver[br]os primeiros pilotos em escala comercial

0:10:00.910,0:10:04.173
tanto no sistema de arrefecimento[br]como na refrigeração do espaço.

0:10:04.260,0:10:07.847
No futuro, poderemos[br]integrar este tipo de painéis

0:10:07.871,0:10:11.180
com sistemas de arrefecimento [br]de maior eficiência

0:10:11.204,0:10:14.006
para reduzir o uso[br]de energia em dois terços.

0:10:14.150,0:10:17.688
E, eventualmente, poderemos[br]construir um sistema de arrefecimento

0:10:17.712,0:10:20.465
que não precise de consumir eletricidade.

0:10:20.966,0:10:22.672
Como primeiro passo para lá chegar,

0:10:22.696,0:10:24.483
os meus colegas em Stanford e eu

0:10:24.497,0:10:26.483
mostrámos que podemos manter

0:10:26.517,0:10:30.616
algo mais do que 42 graus Celsius[br]abaixo da temperatura do ar

0:10:30.940,0:10:32.828
com melhor engenharia.

0:10:33.225,0:10:34.605
Obrigado.

0:10:34.699,0:10:37.824
(Aplausos)

0:10:39.196,0:10:40.737
Então imaginem só,

0:10:40.781,0:10:44.124
algo que é abaixo de zero[br]num dia quente de verão.

0:10:45.927,0:10:50.570
Embora esteja entusiasmado sobre[br]o que podemos fazer para o arrefecimento

0:10:50.604,0:10:53.538
— e acho que ainda há muito a fazer —

0:10:53.712,0:10:57.320
como cientista, também estou interessado[br]numa oportunidade mais profunda,

0:10:57.364,0:10:59.560
que acho que este trabalho destaca.

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

0:11:04.593,0:11:08.217
de todos os processos relacionados[br]com a energia aqui na Terra.

0:11:09.204,0:11:12.581
Um dos processos que gostava[br]de destacar são os painéis solares.

0:11:12.934,0:11:14.599
Eles aquecem sob o Sol

0:11:14.613,0:11:17.157
e tornam-se menos eficientes[br]à medida que aquecem.

0:11:17.276,0:11:21.153
Em 2015, mostrámos que [br]com microestruturas deliberadas

0:11:21.177,0:11:22.834
em cima de um painel solar,

0:11:22.868,0:11:25.832
poderíamos tirar maior vantagem[br]deste efeito de arrefecimento

0:11:25.856,0:11:29.575
para manter o painel solar, passivamente, [br]a uma temperatura mais baixa.

0:11:29.708,0:11:32.329
Isto faz com que o painel[br]funcione melhor.

0:11:32.627,0:11:35.595
Estamos a explorar ainda mais[br]este tipo de oportunidades.

0:11:35.619,0:11:38.864
Estamos a perguntar[br]se podemos usar o frio do espaço

0:11:38.888,0:11:41.107
para nos ajudar a conservar a água.

0:11:41.316,0:11:43.665
Ou talvez em cenários fora da rede.

0:11:43.689,0:11:47.956
Talvez também pudéssemos [br]gerar energia com este frio.

0:11:48.522,0:11:51.515
Há uma grande diferença[br]de temperatura entre nós, aqui na Terra,

0:11:51.539,0:11:53.169
e o frio do espaço.

0:11:53.213,0:11:55.341
Essa diferença, pelo menos[br]a nível conceptual,

0:11:55.365,0:11:58.019
poderia ser usada para[br]alimentar um motor térmico

0:11:58.049,0:11:59.673
para gerar eletricidade.

0:11:59.967,0:12:03.570
Será que poderemos criar [br]um gerador de eletricidade noturno

0:12:03.594,0:12:05.991
que crie quantidades úteis de eletricidade

0:12:06.015,0:12:07.919
quando os painéis solares não funcionam?

0:12:08.073,0:12:10.897
Poderemos criar luz[br]a partir da escuridão?

0:12:11.872,0:12:16.201
O objetivo desta capacidade[br]é ser capaz de gerir

0:12:16.285,0:12:19.136
a radiação térmica que está à nossa volta.

0:12:19.420,0:12:22.600
Estamos constantemente banhados [br]em luz infravermelha.

0:12:22.666,0:12:25.188
Se a pudéssemos manipular,[br]à nossa vontade,

0:12:25.232,0:12:27.982
poderíamos mudar os fluxos[br]do calor e da energia

0:12:28.046,0:12:30.829
que estão connosco todos os dias.

0:12:31.190,0:12:34.531
Esta capacidade, juntamente[br]com a fria escuridão do espaço,

0:12:34.555,0:12:37.864
aponta para um futuro[br]em que nós, como civilização,

0:12:37.888,0:12:41.966
poderemos conseguir gerir[br]de forma mais racional

0:12:41.990,0:12:45.070
a pegada de energia térmica[br]em grande escala.

0:12:45.904,0:12:48.118
Para enfrentar a alteração climática,

0:12:48.142,0:12:50.745
creio que ter esta capacidade

0:12:50.769,0:12:52.799
se irá tornar essencial.

0:12:53.428,0:12:56.456
Então, da próxima vez[br]que estiverem a andar na rua,

0:12:56.510,0:13:02.554
pensem bastante em como o Sol[br]é essencial para a vida humana na Terra,

0:13:03.018,0:13:07.774
mas não se esqueçam que o resto do céu[br]também tem algo para oferecer.

0:13:08.533,0:13:09.634
Obrigado.

0:13:09.708,0:13:12.868
(Aplausos)