OLED é a tecnologia do futuro, no entanto alguns factores continuam a atrasar a adopção desta nova tecnologia. Mesmo tendo custos de produção mais baixos que outras técnicas, os OLED são relativamente recentes e como tal muitas empresas que produzem hoje LCDs e Plasmas, ainda querem ter o retorno do investimento feito. A fragilidade dos filmes plásticos, que se forem rompidos inutilizam o monitor (sem hipóteses de reparação, ou não justificativo economicamente para o consumidor5) é um outro problema que juntamente com a pouca durabilidade dos compostos orgânicos, especialmente os que reproduzem frequências para criação de luz em tons azuis, atrasam a implementação da tecnologia no presente.
Os monitores e os visores compostos por OLEDs podem ser extremamente finos e flexíveis, tanto como uma folha de papel. Este facto deve-se à natureza das substâncias químicas que compõem o OLED, que podem ser impressas num filme plástico, como uma impressão, para marcar os pixéis, após o que se aplica outro filme plástico sobre a impressão, criando uma espécie de embrulho onde se aprisionam pequenas cápsulas com cada pixel.
Os televisores, ecrãs e iluminação em geral, com base na tecnologia OLED, fruem de grande eficiência, de uma tecnologia limpa e amiga do ambiente, bem como de uma espessura reduzida e capacidade de produção de cores excepcional. Tornando-se cada vez mais uma tecnologia popular nos mais diversos dispositivos e aplicações [7].
Estas e outras características fazem com que a OLED seja uma tecnologia emergente com grande campo de acção para o futuro, que certamente irá causar grande impacto no mercado mundial.
2.2.5 Nota introdutória à tecnologia CDE
Energy harvesting também é denominado por power harvesting ou energy scavenging, sendo conhecido em português por recolha de energia ou “colheita de energia”, que é o termo escolhido para utilizar ao longo deste trabalho, abreviado como CDE. Este é o processo pelo qual a energia é extraída de fontes energéticas externas (por exemplo: de origem solar, eólica,
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Trata-se daquelas situações em que a reparação fica mais cara do que a substituição por um produto novo, nomeadamente devido aos custos de transporte e essencialmente de mão-de-obra especializada de reparação.
térmica, cinética, entre outras). A energia é captada do ambiente de diversas formas através de inúmeros dispositivos que recolhem energia, para se tornar posteriormente fonte de alimentação de produtos electrónicos (Priya, 2007). CDE é um termo que é frequentemente aplicado quando se fala de produtos eléctricos com dimensões reduzidas e com pequeno consumo energético. Contudo, as formas mais conhecidas de colheita de energia são as destinadas à produção de grandes quantidades de electricidade, que alimentam a rede eléctrica em primeiro lugar e posteriormente os mais diversos electrodomésticos e produtos electrónicos; estas consistem sobretudo nas barragens hidro-eléctricas e nas torres eólicas geradoras de energia eléctrica, e ainda nos painéis fotovoltaicos, principalmente em conjuntos de grande dimensão (quintas solares).
Podemos dividir a colheita de energia em micro-colheita e macro-colheita; esta última já existe há séculos, na forma de moinhos de vento e de água. Enquanto a micro-colheita de energia só recentemente começou a despontar, deixando se ser uma curiosidade científica e de investigação de universidades, para se tornar numa das fontes mais promissoras para a criação de energia destinada a produtos móveis e portáteis com pequenos consumos de energia. Os produtos com muito baixo consumo de energia são apelidados de ULP (ultra low power). Uma longa caminhada da comunidade de design, virada para a produção de produtos de ultra-baixo consumo de energia, ULP, teve como consequência um inesperado empurrar das tecnologias de captação de energia em micro-escala (mW de potência) para fora dos laboratórios(Raju, 2009).
Nas décadas recentes, apareceram aplicações tecnológicas como as torres eólicas, os mini-geradores hidroeléctricos das mini-centrais hídricas e os painéis solares fotovoltaicos e térmicos, que têm sido desde então um pequeno, mas crescente contributo para atender às necessidades de consumo energético do planeta. Enquanto o combustível para a produção de energia em larga escala custa dinheiro (caso do petróleo e do carvão, entre outros), o “combustível” para a produção de energia com base nas tecnologias de captação de energia (seja ela a uma escala micro, pequena ou macro) consegue-se captando energia de forma gratuita do ambiente. Esta está naturalmente presente de forma livre no ambiente, ainda que nalguns casos ou situações assuma tipicamente uma disponibilidade intermitente ao longo do dia, semana, ou estação do ano, sendo uma fonte acessível para produzir energia.
No mundo moderno a energia eléctrica tem um papel fundamental, sendo a base do progresso e do desenvolvimento à escala mundial; foi o seu aparecimento que propiciou o
de consumo. A utilização do petróleo, que veio substituir o carvão como fonte geradora de energia, foi um notável impulso da revolução industrial e através deste, e de modo a por a sua energia em uso e ao serviço da sociedade capitalista, assistiu-se ao desenvolvimento de motores, de geradores e de máquinas que contribuíram para o progresso. Com isto veio também a emissão de gases (CO2, CO, SOX e NOX) e outras substâncias que agravaram o efeito
de estufa, o buraco na camada de ozono e as chuvas ácidas, alterando o equilíbrio do planeta (Guena, 2007) (ver Tabela 4).
Tabela 4: Emissão de gases das centrais geradoras de energia eléctrica (Góralczyk, 2003, citado por
Guena, 2007). Emissão Termoeléctrica a Carvão Termoeléctrica a Gás Termoeléctrica a Óleo
Hidroeléctrica Eólica Solar GEE (kg
CO2)
316 278 261 1,27 1,69 29
NOX (g) 513 464 575 10,4 8,6 0,36
SOX (g) 1210 66 2690 1,8 9,1 0,09
Nota: GEE- Gases de efeito de estufa
Dos seis exemplos apresentados na Tabela 4 podemos constatar que as formas de energia provenientes da colheita de energia, CDE, são as que menos proporcionam o efeito de estufa. A energia eléctrica produzida através de centrais hidroeléctricas e de sistemas de captação de energia eólica e solar, resulta em menor emissão de gases prejudiciais ao efeito de estufa, para além destas formas de produção de energia se alimentarem de um bem renovável. Não existe uma forma totalmente limpa para gerar energia eléctrica, pois todas as formas de algum modo alteram o ambiente. Todas de alguma forma danificam o ambiente, seja esse impacto ambiental proveniente do tamanho da área de implementação do sistema de produção de energia eléctrica, seja pela emissão de gases de efeito de estufa ou mesmo pelos impactos causados pela matéria-prima usada nos sistemas destinados à produção de energia (Guena, 2007).
A energia está presente em todo o lado, disponível nas mais variadas formas, nomeadamente como energia térmica, luz (energia solar), energia eólica, energia mecânica, entre outras. Mas até há bem pouco tempo, nem sequer era possível capturar a uma pequena escala estas fontes energéticas para realizar qualquer trabalho útil. Tradicionalmente, a energia eléctrica tem sido produzida em grande escala, em centrais eléctricas alimentadas a combustíveis fósseis, fusão nuclear ou por aproveitamento de diferença de potencial hidrodinâmico (barragens). Existe energia em ampla escala no ambiente, quer seja proveniente do sol, do vento ou das marés, mas a tecnologia disponível para a sua captura só recentemente passou a apresentar resultados compensadores e vantajosos.
Por tudo isto se pode afirmar que a colheita de energia, em pequena e micro-escala, alcançou um ponto de viragem, que é o da sua afirmação. A possibilidade de satisfazer as necessidades energéticas de funcionamento de electrodomésticos e de electrónica de menor consumo surge com o aparecimento de formas mais eficientes de colheita e armazenamento de energia, bem como devido ao facto de estas formas serem agora suficientemente acessíveis, confiáveis e com maior tempo de vida. Todos estes factores contribuem para esta viragem das tecnologias de colheita de energia [81].
Os sistemas nos quais actualmente já são implementadas tecnologias de recolha de energia são chamados de híbridos, porque incluem o armazenamento de energia em pilhas, baterias de película fina, ou super condensadores, para compensarem a irregularidade (e por vezes não produção de energia) proveniente de algumas das formas de colheita de energia.
A colheita de energia através de fontes naturais é uma maneira inesgotável de obter energia, e é cada vez mais atraente como uma alternativa às pilhas tradicionais, que são caras e altamente nocivas para o meio ambiente (Priya, 2007). Quando as tecnologias tiverem atingido o pico da sua evolução estas serão uma forma mais confiável e ecológica do que as pilhas para a alimentação de produtos portáteis e com baixo consumo de energia (ULP). A colheita de energia pode ser usada como uma fonte alternativa de energia complementando uma fonte primária de energia (como por exemplo o sistema hidro-eléctrico de macro-escala). Esta poderá mesmo vir a substituir uma forma primária de produção de energia (como por exemplo a queima de carvão), aumentando assim a confiança do sistema global (não só por se poupar recursos finitos mas também por danificar menos o ambiente), se no futuro se conseguir evitar falhas e interrupções de energia provenientes destas formas de colheita de energia. A Tabela 5 indica alguns dados interessantes sobre micro- e macro-colheita de energia, ajudando a marcar a distinção entre ambas, bem como a estabelecer a diferenciação entre os seus actuais objectivos.
Tabela 5: Princípios da macro- e micro-colheita de energia (adaptado a partir de [1]).
Escala da colheita Fonte de energia Solução Objectivo
Macro Renovável (solar,
eólica)
Gerar energia Reduzir a dependência do petróleo e dos seus derivados
Micro Ambiental (vibrações,
calor humano)
Produtos de consumo ULP
Dispositivos “eternos” autónomos de energia
passar a projectar sabendo que existe outra maneira alternativa, a colheita de energia, para dar energia aos mais diversos produtos.
ACDE pode ser considerada uma tecnologia emergente, pois, embora o seu conceito exista há já muitos séculos, só muito recentemente a tecnologia tem vindo a ser desenvolvida e potencializada para a sua efectiva fiabilidade, principalmente quando se fala em micro- colheita de energia. Por outro lado, a evolução nas formas de armazenamento de energia, como as baterias, e nas formas de captação de energia provenientes do ambiente, como a colheita de energia proveniente das emissões de radiofrequência, tem impulsionado esta tecnologia rumo ao futuro e tornando-a numa das tecnologias emergentes com mais campo de aplicações e viabilidade/utilidade no futuro próximo [81]. A Tabela que se segue indica algumas formas de colheita de energia (Tabela 6).
Tabela 6: Fontes de energia disponíveis e possíveis de serem colhidas para gerar energia eléctrica
(adaptado a partir de Priya, 2007).
Corpo Humano Veículos Estruturas Industria Ambiente
Respiração, pressão sanguínea, expiração, calor do corpo humano. Andar, movimento dos braços, movimento dos dedos, nadar, conversar, correr. Aviões, Comboios, Helicópteros, Automóveis, aviões não tripulados. Pneus, pedais, turbinas, carris, travões, para choques Pontes, estradas, túneis, casas e estruturas agrícolas. Interruptores, AVAC (aquecimento ventilação e ar condicionado), condutas, etc. Motores, compressores, bombas, ventiladores, permutadores de calor. Tapetes rolantes, cortar e picar, MACH Vento, sol, variações de temperatura, temperatura do dia Correntes oceânicas, ondas de som, ondas electromagnéticas, Ondas de rádio frequência.