Revestimentos adaptativos esfriam ou esquentam tetos e janelas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/12/2021

Amostras do revestimento radiativo adaptável à temperatura. O material parece fita adesiva e pode ser afixado sobre o telhado.
[Imagem: Thor Swift/Berkeley Lab]

Ar-condicionado e aquecimento sem energia

A refrigeração passiva - ou resfriamento radiativo - já permite que você mesmo construa uma geladeira que esfria sem gastar energia, mas as novidades não param por aí.

Duas equipes, trabalhando de forma independente e usando abordagens diferentes, apresentaram progressos na área que prometem revestimentos para o telhado e para as janelas para todas as estações.

O objetivo é manter as casas aquecidas durante o inverno e frescas durante o verão - sem consumir eletricidade ou qualquer outro combustível.

A equipe do professor Junqiao Wu, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos EUA, se baseou em um avanço que eles mesmos fizeram em 2017, quando descobriram que um metal exótico transporta eletricidade e retém o calor. "Este comportamento contrasta com a maioria dos outros metais, nos quais os elétrons conduzem calor e eletricidade proporcionalmente," disse o pesquisador.

Agora eles usaram esse metal, o dióxido de vanádio (VO₂), para criar o que eles chamam de TARC, sigla em inglês para "revestimento radiativo adaptável à temperatura", que resolve talvez a grande deficiência dos revestimentos de resfriamento radiativo: O fato de que eles continuam irradiando calor no inverno, aumentando a necessidade de gastos com aquecimento.

"Nosso revestimento de telhado para todas as estações muda automaticamente de mantê-lo fresco para aquecido, dependendo da temperatura do ar externo. Este é o ar-condicionado e aquecedor sem energia e sem emissões, tudo em um único dispositivo," disse Wu.

De acordo com os experimentos e simulações, o TARC supera os revestimentos de telhado existentes para economia de energia em 12 das 15 zonas climáticas estudadas, particularmente em regiões com grandes variações de temperatura entre o dia e a noite.

De acordo com as medições da equipe, o TARC reflete cerca de 75% da luz solar o ano todo, mas sua emitância térmica é alta (cerca de 90%) quando a temperatura ambiente é quente (acima de 25 graus Celsius), promovendo perda de calor para o espaço. Em climas mais frios, a emitância térmica muda automaticamente para baixa (cerca de 20%), ajudando a reter o calor da absorção solar e do aquecimento interno.

Aqui o revestimento já vai incluído no vidro das janelas.
[Imagem: NTU Singapore]

Janelas à prova de temperatura

Shancheng Wang e seus colegas de Cingapura e da China desenvolveram um material de resfriamento radiativo ainda mais versátil e mais próximo do uso prático.

A base do revestimento é o mesmo dióxido de vanádio (VO₂), só que a equipe usou-o para criar um vidro autoadaptativo à temperatura, formando uma estrutura única que pode ser usada em coberturas, janelas e até em painéis solares.

As janelas são um dos componentes principais no projetos dos edifícios, mas também são a parte menos eficiente em termos de energia e a mais complicada de se lidar.

"Embora inovações com foco no resfriamento radiativo tenham sido usadas em paredes e tetos, essa função se torna indesejável durante o inverno. Nossa equipe demonstrou pela primeira vez um vidro que pode responder favoravelmente a ambos os comprimentos de onda, o que significa que ele pode se autoajustar continuamente para reagir a mudanças de temperatura em todas as estações," disse o professor Long Yi, da Universidade Tecnológica de Nanyang.

É por isso que a equipe acredita que sua inovação é mais conveniente para conservar energia em edifícios, uma vez que o vidro radiativo não depende de nenhum componente móvel, conexão elétrica ou qualquer mecanismo - além de não bloquear a visão da janela.

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