Bem-vindos ao Ciência Pop, como é hábito a esta hora, com o professor Carlos Filhais. Esta semana sobre energia, sobre um tipo em particular, a energia solar, cuja produção está em crescimento em todo o mundo. Professor Carlos Filhais, tenho uma pergunta para si a propósito da energia solar: como é que se convertem os raios do sol em energia elétrica?

Sim, boa pergunta. Aliás, como todas as perguntas que tem feito.

Obrigado.

Ora bem, há certos materiais que têm aquilo que os físicos chamam de efeito fotovoltaico. O que é isso? Conseguem converter a luz do sol em eletricidade. É, digamos, uma transferência de energia. Portanto, o que é que acontece à escala microscópica? Os materiais são semicondutores, quer dizer, nem são isoladores, nem são condutores, estão entre uma coisa e outra, por exemplo, o silício. E o que acontece é que certos eletrões são promovidos, por meio da excitação da luz solar, e esses eletrões vão ocupar níveis energéticos mais acima, que nós, físicos, conhecemos esse fenômeno, são níveis que, como são todos atos, asseguram a passagem da corrente elétrica e, portanto, transformam, no fundo, a luz, a energia luminosa, em eletricidade. Este fenômeno já foi descoberto há bastante tempo, mas só nos últimos tempos é que tem sido usado em grande escala para aproveitamento da energia solar.

Quando diz há muito tempo, tem precisão do momento em que foi?

Tenho. A primeira pessoa a fazer esta experiência com o material foi no ano da graça de 1800, se não falha a memória, 1839. Foi um francês chamado Edmond Becquerel, que só tinha 19 anos na altura, coisa curiosa. O pai já era físico também, e ele havia de suceder ao seu pai num laboratório de Física do Museu de História Natural de Paris. E ele, a certa altura, a fazer umas brincadeiras com o material, faz pela primeira vez este efeito. Isto depois demorou muito tempo até se tornar algo operacional. Eu diria que só no fim da Segunda Guerra Mundial, nos anos 50, 60, é que se começaram a fazer células solares que são comercialmente viáveis. Portanto, isto mostra o tempo que pode demorar entre uma descoberta e a sua aplicação.

Portanto, podemos dizer que estamos quase 200 anos atrasados. Atrasados não.

Demora sempre um tempo entre uma ideia e a sua aplicação. Eu dou-lhe um exemplo, aliás, que está relacionado com isto. Há um outro efeito que os físicos conhecem bem, que é o efeito fotoelétrico. E o que acontece no efeito fotoelétrico? Entra luz também, como no efeito fotovoltaico, mas os eletrões são emitidos para fora, saem do material, portanto, são expulsos do material. Este efeito foi descoberto já na segunda metade do século XIX por um físico muito conhecido, que é o Heinrich Hertz, da zona das Hertzianas, mas só passado muito tempo, em 1905, é que Einstein percebeu por quê. E ele até ganha o Prêmio Nobel, que foi agora há 100 anos, por causa disso. E, portanto, o efeito fotoelétrico é um efeito aparentado ao efeito fotovoltaico, também há a conversão de luz em eletricidade, e demorou algum tempo até se perceber. E também demorou depois algum tempo até às aplicações. E há outras coisas, por exemplo, a luz laser é uma ideia do Einstein, é uma ideia do início do século XX. Só em 1960 é que apareceu o primeiro laser com luz visível, o que mostra que entre uma descoberta no laboratório e a sua aplicação, demora em geral bastante tempo.

Se calhar devíamos começar por aí, dar mais atenção aos cientistas, professor Carlos Filhais, não?

Eu estou de acordo, porque o futuro constrói-se já hoje nos laboratórios. Se uma pessoa quiser saber como é que vai ser o futuro, tem que estar atenta ao que se está a passar hoje nos laboratórios.

Muito bem. E ao Ciência Pop, todos os domingos aqui na Rádio Observador. Professor, onde é que fica o maior parque solar do mundo? E já agora, que tamanho é que tem este parque?

Sim, fica na Índia. É um país muito ensolarado. Aliás, esses grandes parques estão em sítios ensolarados. Por exemplo, além da Índia, na China há também grandes parques, nos Estados Unidos, no México. Portanto, esses são os países do mundo com sol, no sul dos Estados Unidos, bem-entendido. Este aqui ocupa, imagine-se, uma extensão de 160 km², e consegue ter uma potência de 2,7 GW, que é uma coisa, de facto, extraordinária. Está a ver? São painéis, e painéis solares, até perder de vista. Em Portugal, temos uma coisa bastante mais pequena. O maior parque solar atualmente fica em Alcoutim, no Algarve, ali na zona de fronteira com a Espanha. É bastante mais pequeno, tem 12 ou 13 vezes menos potência. Mas em Portugal, aqui há uns anos, fez-se um parque na Amareleja, em 2008, que na altura era o maior do mundo, mas foi muito rapidamente ultrapassado por outros.

Está havendo um grande investimento, não é? Está havendo uma corrida.

Houve. Este investimento que agora houve em Alcoutim é de uma empresa irlandesa, mas está coligada com uma empresa chinesa. E é, de facto, uma coisa extraordinária, porque tem uma modificação da paisagem, porque nós ao olhar naquele sítio, só se veem painéis solares por todo o lado.

Deixou de ser uma paisagem natural para ser uma paisagem intervencionista.

Exatamente, tem os seus perigos.

Era isso que eu ia perguntar. Portanto, para além dos impactos evidentes na paisagem Há quem diga que a instalação de parques fotovoltaicos com grandes dimensões pode ter influência no clima da região. Há evidências científicas que sustentem esta ideia, professor Carlos Filhais?

Eu no clima não direi, porque a extensão coberta com painéis acaba por ser relativamente pequena, há esse caso extremo da Índia.

Porque há uma refração dos raios solares, não é? Portanto, não há uma absorção pelos elementos da Terra?

Não é refração, é absorção mesmo. Os raios entram e uma parte é aproveitada. Já agora, é uma parte pequena. Um dos problemas que nós temos com a energia solar é o relativamente baixo rendimento. As células solares, digamos, convencionais, têm à volta de 15% a 20%. Em laboratório já se conseguiram 40 e tal%, o que é um aproveitamento ainda pequeno da energia solar, porque a energia solar é, de facto, bastante poderosa. Uma hora da energia que o Sol fornece à Terra daria para cobrir mais de um ano das necessidades totais da Terra. Portanto, é uma fonte, de facto, inesgotável, pelo menos enquanto existir o Sol e prevê-se que vai existir durante muito tempo, pelo menos 5000 milhões de anos.

O desafio é captá-la, não é?

O desafio é captá-la. O rendimento ainda é pequeno e há outros problemas. Nós não podemos armazenar, não é fácil. Poder, podemos, mas não é fácil, não é barato armazenar. Nós hoje já podemos usar energia solar, painéis solares nos nossos telhados, mas a questão é que temos de a usar imediatamente. Fazer a gestão dessa energia é muito difícil.

Porque tem custos muito acrescidos, não é? O armazenamento da eletricidade.

É a questão do preço das baterias e também das baterias, tem de ser uma bateria grande. Nós temos o problema destas energias chamadas alternativas, esta e a eólica, para já precisam de certas condições naturais. Neste caso, precisa de sol. Se o sol estiver tapado por nuvens, a energia recolhida é muito menor. Tal como as eólicas precisam de vento e, portanto, são energias que têm intermitências. Por outro lado, nós não podemos guardá-las. Quer dizer, não podemos aproveitar os bons períodos para usar nos maus períodos. Isso é um problema das energias alternativas. Mas voltando à pergunta de trás, sobre as alterações locais. No clima não digo, mas o impacto na ecologia local existe, porque era a zona onde existia vegetação, por causa da vegetação existiam animais, e nós estamos a ver que esses ecossistemas vão ser destruídos e por isso é que nós vemos muitos ecologistas pronunciarem-se contra a energia solar, que pode-se dizer que é uma energia limpa, e de facto é, não há emissões de dióxido de carbono, há emissões na preparação dos materiais, eventualmente depois na fase final, daí por 20 anos, na questão do uso dos resíduos, etc., mas não há emissões de dióxido de carbono, mas há, de algum modo, a destruição ou pelo menos a modificação de alguns ecossistemas naturais e, portanto, não há bela sem senão, há aqui um problema. Em Portugal está a aumentar muito. É um dos países que neste momento, 3,7%, também não é tanto como as eólicas, as eólicas cresceu bastante. Já ultrapassou as hidroelétricas. Nós temos, neste momento, mais de 60% da energia em Portugal é assegurado por energias alternativas. A maior, neste momento, é as eólicas, depois as hidroelétricas, e há 3,7% é energia solar, que é já um pouquinho superior à média da União Europeia, mas há países na Europa mais avançados.

E se há país que tem potencial é o nosso, não é?

É isso mesmo. Portugal, fala-se muito nas riquezas naturais, nós temos esta riqueza que é o sol.

Fomos amaldiçoados.

E que, de facto, podíamos aproveitar melhor, enfim, com os devidos cuidados, não cobrir grandes superfícies com os painéis. Mas eu estou a imaginar um futuro em que os nossos telhados podem, de facto, serem cobertos, até os próprios telhados, as próprias telhas, serem feitas de material semicondutor apropriado para fornecer energia à casa e haver um sistema de rede elétrica em que, de algum modo, possamos vender a própria energia que entra nos nossos telhados. E esse sistema, digamos, há a questão científica, tecnológica, mas há depois a questão económica, a questão política, e tudo isso são questões que têm de ser resolvidas. Mas eu estou antes a ver um futuro em que paredes e telhados possam ser cobertos por painéis solares. A luz solar será mais difícil para veículos, mas também já existem alguns veículos movidos a luz solar e até satélites e naves espaciais. Agora o telescópio espacial James Webb tem painéis solares. Por quê? Porque lá está no meio do nada. Mas recebe a energia solar que é aproveitada, tal como os engenhos mandados a Marte, etc., usam luz solar.

Muito bem. Vou deixar o e-mail para onde os nossos ouvintes podem enviar sugestões, perguntas, dúvidas científicas: ouvinte@observador.pt. Professor Carlos Filhais, temos encontro marcado para de hoje a oito dias. Boa semana, até lá.

Boa semana, até de hoje a oito dias.