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Pesquisadores dos EUA desenvolveram uma nova telha que elimina a necessidade de ar-condicionado. Sendo até 3,1x mais eficiente, prometendo economizar energia em qualquer temperatura.
Aproximadamente metade da eletricidade consumida em grandes prédios é destinada ao ar-condicionado no verão e ao aquecimento no inverno, um número que provavelmente aumentará com o crescimento da urbanização e a elevação das temperaturas globais. Em resposta a isso, várias iniciativas têm sido desenvolvidas para economizar energia, incluindo o uso de cerâmicas de refrigeração, tintas térmicas, e técnicas de resfriamento radiativo passivo. Essas abordagens buscam dissipar o calor diretamente para o frio do espaço. Recentemente, cientistas deram um passo adiante nesse campo com o desenvolvimento de uma nova telha adaptativa que funciona como um ar-condicionado, mas sem o consumo de eletricidade.
Protótipo da nova telha conta com 10 cm³
Charles Xiao e outros cientistas da Universidade da Califórnia de Santa Bárbara, nos EUA, desenvolveram agora uma telha adaptativa que, quanto implantada nas residências, pode economizar energia e reduzir as contas de aquecimento no inverno e de resfriamento no verão sem necessitar de equipamentos eletrônicos.
Como o modelo é modular, o material também pode ser utilizado como um ladrilho para o revestimento de paredes. Segundo Xiao, a nova telha que funciona como ar-condicionado alterna entre um estado de aquecimento e um de resfriamento a depender da temperatura do ladrilho. A temperatura alvo é de aproximadamente 18 °C.
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Imagem: Charles Xiao et al
A temperatura em específico foi escolhida com base nas condições climáticas do Hemisfério Norte, entretanto pode ser alterada para a temperatura média de outras regiões. Os protótipos da nova telha, que elimina o uso de ar-condicionado, são pequenos, com aproximadamente dez centímetros quadrados, atuando como um dispositivo termorregulador passivo, uma superfície móvel que pode alterar suas propriedades térmicas em resposta a uma faixa de temperaturas.
Os testes demonstraram que podem economizar energia para resfriamento em 3,1 vezes e na energia para aquecimento em 2,6 vezes se comparado com dispositivos sem comutação cobertos com revestimentos reflexivos ou absorventes convencionais.
Saiba como funciona a nova telha desenvolvida para economizar energia
O coração do ladrilho termorregulador é um motor de cera, um atuador linear que converte energia térmica em energia mecânica, explorando o comportamento de mudança de fase das ceras. Baseado na mudança no volume da cera em resposta às temperaturas a qual é exposta, um motor de cera gera uma pressão que move peças mecânicas, traduzindo energia térmica em energia mecânica.
Estes dispositivos são comumente encontrados em vários aparelhos, como máquinas de lavar louça e máquinas de lavar roupas, assim como aplicações mais especializadas, como na indústria aeroespacial.
No caso da nova telha (ou ladrilho), que promete acabar com o uso de ar-condicionado e economizar energia, dependendo do seu estado, o motor de cera pode empurrar ou retrair pistões que fecham ou abrem persianas na superfície do ladrilho.
Desta forma, em temperaturas mais frias, enquanto a cera está sólida, as venezianas são fechadas e planas, expondo uma superfície que absorve a luz solar e minimiza a dissipação de calor por meio da radiação. Mas, assim que as temperaturas alcançam cerca de 18 °C, a cerca começa a derreter e se expandir, abrindo as persianas e expondo uma superfície que reflete a luz solar e emite calor.
Dispositivo ainda não tem previsão de chegar ao mercado
Durante o processo de fusão ou congelamento, a cera também absorve ou libera grande quantidade de calor, estabilizando ainda mais a temperatura do ladrilho e da construção.
Por atuar com um motor de cera, não são necessários componentes eletrônicos, baterias ou fontes de energia externas para operar o ladrilho.
Segundo o membro da equipe, Elliot Hawkes, o dispositivo ainda é uma prova de conceito e ainda está longe de chegar ao mercado, mas a expectativa é que ele conduza novas tecnologias que um dia possam ter um impacto positivo nos gastos energéticos dos edifícios.
