Quando o corpo humano se transforma em uma usina elétrica

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Uma jovem empresa suíça inovadora desenvolveu uma tecnologia que transforma o calor do corpo humano em eletricidade. Será possível carregar no futuro aparelhos com a energia que produzimos naturalmente - e de graça?

Esqueça a energia solar, eólica, biomassa ou hidroelétrica, por um momento. E se as fontes de energia renováveis do futuro fossem…os próprios seres humanos? Todos sabemos que nossos corpos geram calor, o que é fácil de perceber quando estamos acamados, com febre, ou depois de praticar esporte. É exatamente essa capacidade endotérmica que nos distingue dos répteis e outros animais de sangue frio.

“Diariamente um adulto libera uma média de três quilowatt-hora, uma quantidade de energia capaz de fazer funcionar uma televisão LCD por pelo menos trinta horas”. Franco Membrini, Mithras

Menos conhecido é o fato de que o calor humano pode ser colhido e convertido em eletricidade. A ideia não é nova, mas foi somente há pouco que pesquisadores desenvolveram dispositivos de alta tecnologia que podem ser utilizados em soluções práticas para o mercado. Por exemplo, no campo da tecnologia “wearable”, dos quais se destacam os chamados relógios “inteligentes” e pulseiras com sensores, utilizadas no esporte ou na medicina.

O produto desenvolvido pela startup suíça fundada em 2018 é resultado de pesquisas feitas na Escola Politécnica Federal de Zurique (ETH). “Sempre tive o desejo de criar algo com potencial de mercado e me interessava pelo setor de tecnologia”, afirma Franco Membrini, fundador e diretor-executivo da MithrasLink externo. Apesar de ter um mestrado em história, o jovem ficou intrigado com a possibilidade de aproveitar o calor do corpo humano e viu já nos primórdios “um grande potencial nessa forma de produção descentralizada de eletricidade”.

10% da energia mundial do corpo humano

A energia térmica emitida continuamente pelo corpo humano corresponde ao que consume uma lâmpada de 100 watts. “Diariamente um adulto libera uma média de três quilowatt-hora, uma quantidade de energia capaz de fazer funcionar uma televisão LCD por pelo menos trinta horas”, explica Membrino, acrescentando que o corpo humano é uma central elétrica móvel que fornece energia através do movimento e do calor.

Grande parte desta energia é perdida para o ambiente ao redor, um “desperdício” que a startup baseada em Chur, no cantão dos Grisões, pretende recuperar através do seu invento. Isso é possível graças a um gerador termoelétrico (TEG) que explora a diferença de temperatura entre a superfície da pele – cerca de 32 graus C, e o ambiente para produzir eletricidade (efeito Seebeck). O vídeo abaixo demostra seu funcionamento.

“A diferença de temperatura entre a superfície do corpo e o ambiente circundante é importante: quanto maior for, maior será a produção de energia, independentemente de você estar em uma região polar ou no deserto”, explica Franco Membrini. “Uma diferença de um grau é suficiente para começar a produzir eletricidade”.

Capturar toda a energia térmica do corpo humano e convertê-la em eletricidade com 100% de eficiência é obviamente impossível, aponta o empreendedor de 29 anos. “Entretanto, os TEGs representam uma estratégia promissora e seu potencial é enorme”. De acordo com os cálculos de Mithras, o calor gerado pelos mais de sete bilhões de habitantes da Terra poderia fornecer 10% da energia consumida no mundo inteiro.

De transmissores com manivela a calçados que produzem eletricidade

A ideia não é nova e pesquisadores e engenheiros tentam usar o corpo humano como fonte de energia renovável desde o início do século 20, lembra Franco Membrini, que dá o exemplo dos radiotransmissores de manivela usados desde os anos 1940. No entanto, os avanços nas baterias relegaram os sistemas movidos a homem para segundo plano.

Hoje graças aos recentes desenvolvimentos na ciência dos materiais e dispositivos de baixa frequência que podem ser usados, a energia produzida por nossos corpos voltou a ser um tema para o empreendedorismo. “Com a Mithras começamos com uma tecnologia existente e a otimizamos”, ressalta Membrini.

O efeito “Seebeck” é conhecido há muito tempo, René Rossi, diretor do laboratório de membranas biomiméticas e têxteis do Laboratório Federal de Testes e Pesquisa de Materiais (EMPA, na sigla em alemão) explica. “A baixa eficiência dos sistemas existentes limitava o uso das aplicações. Ao passar agora da faixa de milliwatt para alguns décimos de watt, estes começam a se tornar comercialmente interessante”.

Atualmente a pesquisa progride em várias direções. “Estamos, por exemplo, desenvolvendo têxteis inteligentes que aproveitam a energia solar. Outros grupos de pesquisa tentam recuperar energia mecânica e transformá-la em eletricidade, integrando geradores às solas dos sapatos.”

Efeito Seebeck: entre fracasso e inovação

“Seebeck” consiste em gerar corrente em um circuito composto por dois materiais (metais ou semicondutores) a diferentes temperaturas.

Em 1980, a empresa Bulova lançou Thermatron, um relógio com movimento de calor corporal desenvolvido na cidade de Bienne, meia hora distante de Berna. Sua produção foi então abandonada devido a problemas técnicos.

Em 2009, um engenheiro da ETH, Wulf Glatz, ganhou o prêmio de pesquisa “Swisselectric” por desenvolver um gerador termoelétrico que explora a diferença de temperatura entre o ar e uma fonte de calor.

Em 2013, em um festival de música, a empresa de telecomunicações Vodafone e a Universidade de Southampton apresentaram um saco de dormir que poderia usar o calor humano para recarregar uma bateria de telefone celular.

Os geradores termoelétricos também são utilizados no espaço. Eles acionaram as sondas espaciais Voyager e Galileo, e um dispositivo de última geração foi montado na sonda Perseverance, que recentemente pousou em Marte.

Carregando mesmo quando você dorme

Mithras desenvolve atualmente dois produtos: uma pulseira TEG usada no pulso que pode ser usada para carregar dispositivos móveis e uma solução integrada na qual o gerador termelétrico é inserido diretamente no dispositivo e conectado à sua bateria. O único pré-requisito para a geração de eletricidade é que o dispositivo esteja em contato com o corpo, ressalta Franco Membrini. “Não importa se você está bebendo café, fazendo exercícios ou dormindo: a bateria se carrega sozinha”.

A startup emprega atualmente seis pessoas e quer investir principalmente no desenvolvimento de produtos de uso médico, que geralmente consumem pouca energia. “Bombas de insulina, aparelhos auditivos ou biossensores que monitoram a temperatura corporal e as funções vitais poderiam assim funcionar de forma autônoma, em termos de energia”, diz Membrini. Desta forma evitamos problemas como o mau funcionamento da bateria e complicações possíveis que podem derivar em uma cirurgia para substituí-los.

Uma aplicação possível é também o telefone celular, embora não esteja entre as prioridades da startup. “Um celular consome muita energia em comparação com os produtos que estamos desenvolvendo. Porém poderíamos tentar prolongar a vida útil da bateria”, diz Membrini.

Vencedor da última edição do Swisstech Pitchinar, uma competição entre as startups suíças voltada para o mercado chinês, Mithras planeja lançar seu primeiro produto – um biosensor para monitoramento de funções vitais – até o final do ano.

“Estamos em contato com algumas grandes empresas internacionais ativas no setor de tecnologia médica”, diz Membrini. “Será o primeiro dispositivo deste tipo a trabalhar exclusivamente com o calor corporal”.

Adaptação: Alexander Thoele