Refrigerador criogênico é pequeno, frio e eficiente

Redação do Site Inovação Tecnológica - 14/03/2007

Quando se fala em criogenia, a maioria do grande público logo se lembra de experiências pouco ortodoxas com o congelamento de corpos de pessoas que acreditam ser possível sua ressurreição física no futuro.

O que poucos sabem é que a criogenia é um ramo extremamente importante da física, um ramo que estuda as tecnologias para produção de temperaturas extremamente baixas.

E muito longe de ser uma curiosidade científica, a criogenia hoje tem aplicações da pesquisa básica até grandes telescópios, cujos sensores devem permanecer em temperaturas próximas do zero absoluto para serem estáveis e captarem a maior quantidade possível de radiação eletromagnética.

Refrigerador criogênio

Agora, engenheiros do Instituto NIST, Estados Unidos, criaram um novo refrigerador criogênico que poderá baratear e facilitar muitas das pesquisas e inúmeras aplicações industriais que requeiram temperaturas muito baixas.

O novo refrigerador criogênico opera com o dobro da freqüência normalmente utilizada em equipamentos desse tipo. O resultado é um equipamento muito mais compacto, de resfriamento mais rápido e capaz de atingir temperaturas mais baixas.

Batizado de "cryocooler", o super-refrigerador é um passo rumo ao desenvolvimento de equipamentos realmente miniaturizados, operando em freqüências muito mais altas e capazes de viabilizar o resfriamento em circuitos integrados e em sistemas microeletromecânicos (MEMS).

Trocador de calor

O mini refrigerador criogênico é do tipo "tubo pulsante", que utiliza as oscilações do gás hélio para transportar calor, atingindo temperaturas de -223º C em uma questão de minutos e sem necessitar de qualquer parte móvel. Refrigeradores criogênicos de tubos pulsantes são mais duráveis do que os tradicionais modelo Stirling.

Com o componente principal de resfriamento medindo apenas 7 centímetros de comprimento por 1 centímetro de diâmetro, o equipamento opera a 120 Hertz, o dobro da freqüência comumente utilizada. Isso exige um oscilador muito menor para gerar o fluxo do gás, permitindo o resfriamento rápido.

Os pesquisadores esperam conseguir aumentar a freqüência do seu equipamento para até 1.000 Hz, graças à utilização de um modelo computacional, que permite a otimização das dimensões dos componentes e dos parâmetros de operação, como pressão, freqüência e geometria de cada uma das peças.

Muito trabalho ainda deverá ser feito até se atingir freqüências tão altas, principalmente no projeto de regeneradores que tenham poros não maiores do que 10 micrômetros de diâmetro. Mas, segundo os cientistas, nessa freqüência finalmente serão viáveis os refrigeradores criogênicos na escala dos microchips.

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