Gabriel Bandeira*
postado em 03/12/2018 06:00
O mês é agosto. Os termômetros marcam sofridos 35;C. O funcionário acaba de chegar ao trabalho para uma tarde cheia de demandas. Para não ser atrapalhado pelo calor, liga o ar-condicionado ; como havia feito em casa e dentro do carro. Há épocas em que, mesmo dispendiosa, a refrigeração parece inevitável. Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos, desenvolvem um material que poderá ajudar a climatizar ambientes fechados sem comprometer tanto as contas a pagar.
Compactada em um filme transparente, a película é capaz de reter até 70% da energia solar incidente, gerando economia de gastos com sistemas de refrigeração em até 10%. O vidro de uma janela comum pode deixar passar mais de 80% da energia solar, o que aumenta a temperatura do ambiente e, consequentemente, a vontade de mantê-lo refrigerado.
O interesse dos cientistas estadunidenses pelo assunto começou há um ano, quando, em parceria com uma equipe da Universidade de Hong Kong, eles foram encarregados de pensar sistemas alternativos ao ar-condicionado para a cidade chinesa. A meta da metrópole é reduzir o gasto de energia em 40% até 2025.
[SAIBAMAIS]A equipe percebeu que boa parte do calor dos prédios vinha das janelas. ;Para cada metro quadrado, cerca de 500 watts de energia na forma de calor entram junto com a luz solar através de uma janela;, diz Nicholas Fang, professor de engenharia mecânica do MIT e líder da pesquisa. ;Isso é o equivalente a cerca de cinco lâmpadas;, compara.
A alternativa encontrada consiste em apostar em materiais termocrômicos, que, em resposta a diferentes níveis de calor, mudam de cor ou consistência. No caso do filtro desenvolvido pelo time de Fang, a estrutura é composta por micropartículas variantes de cloridratos. Essas pequenas estruturas se assemelham a minúsculas esferas cheias de água. Em temperaturas acima de 29;C, as esferas contraem e espremem toda a água, refletindo a luz de maneira diferente e tornando o material translúcido.
Por outro lado, a partir de temperaturas de 32;C, o filtro não permite que todo o calor recebido de raios solares entrem nos cômodos, barrando até 70% das ondas. A ideia da equipe é utilizar a solução tanto em janelas de casas quanto de edifícios. As micropartículas escolhidas já haviam sido exploradas em outros testes, mas não se chegou ao mesmo desempenho na proteção contra o calor.
De acordo com Fang, o tamanho das partículas atrapalhou o resultado de estudos anteriores, em que se optou por componentes com diâmetro de cerca de 100 nanômetros ; menor que o comprimento de uma onda de luz infravermelha ;, facilitando, dessa forma, a passagem do calor. O grupo do MIT aumentou o tamanho das micropartículas. Quando elas encolhem em resposta ao calor, o diâmetro final é de cerca de 500 nanômetros. ;Esse é um valor mais compatível com o espectro infravermelho da luz solar;, explica o líder do estudo.
Testes
Os pesquisadores aplicaram a película em vidros de 12 por 12 polegadas, reproduzindo uma janela. Depois, utilizaram uma fonte de calor para simular as radiações solares. Ao fim do processo, constataram que a estrutura, mesmo exposta ao calor, se manteve gelada. Quando mediram a irradiação solar que chegou ao outro lado da janela, os pesquisadores descobriram que o filme impediu a entrada de 70% do calor produzido pela fonte externa.
Em outra etapa de avaliação, filtro foi avaliado com o uso de um calorímetro, dispositivo utilizado para medir o calor. Também optou-se por um simulador das ondas de calor do Sol. Primeiro, os cientistas aplicaram as radiações sem a presença da película, e o termômetro marcou 38;C. ;A temperatura de uma pessoa com febre;, observa Fang. Em seguida, o filme ficou entre a fonte de calor e o calorímetro. Dessa vez, o resultado observado foi de 33;C. ;Uma diferença de 5;C é considerável. Há uma mudança perceptível no conforto de pessoas dentro de espaços nessa nova condição;, compara o pesquisador.
Além de melhor que as janelas comuns, a nova película é uma alternativa às janelas inteligentes, que realizam trabalho de retenção semelhante e oferecem redução considerável de gastos com energia. ;As disponíveis no mercado, porém, não são muito eficientes em rejeitar o calor do Sol ou, como algumas janelas eletrocrômicas, podem precisar de mais energia para serem acionadas. Nesse caso, você estaria, basicamente, pagando para tornar as janelas opacas;, diferencia Fang.
Para Xiaobo Yin, professor associado de engenharia mecânica da Universidade do Colorado, em Boulder, a solução criada pela equipe do MIT traz resultados significativos na economia de energia, uma vez que janelas são obstáculos para a redução do problema em grandes prédios. ;Janelas inteligentes que regulam a entrada de energia solar podem ser um fator de mudança. Uma grande vantagem desse trabalho são os materiais utilizados, que melhoram substancialmente a aplicabilidade e a capacidade de fabricação de janelas inteligentes.;
* Estagiário sob supervisão de Carmen Souza
;Uma diferença de 5;C é considerável. Há uma mudança perceptível no conforto de pessoas dentro de espaços nessa nova condição;
Nicholas Fang, professor de engenharia mecânica do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e líder da pesquisa