Filme criado por cientistas norte-americanos é composto por materiais que mudam de cor e consistência conforme os raios solares. Solução também reduz em 10% os gastos com equipamentos de refrigeração
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.
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 32ºC, 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 38ºC. “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 33ºC. “Uma diferença de 5ºC 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 5ºC 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
FONTE: CORREIO BRAZILIENSE