Com o aumento das temperaturas em todo o mundo, como podemos manter nossas casas e outros edifícios legais? Os mais ricos entre nós detonam nosso ar-condicionado, o que é eficaz, mas prejudica ainda mais o meio ambiente, graças ao maior uso de energia. Os menos afortunados simplesmente sofrem ou até morrem em ondas de calor.
Pesquisadores da Universidade de Columbia têm uma nova solução para o resfriamento de edifícios, que, segundo eles, pode ajudar a reduzir o impacto da mudança climática. É uma tinta branca - tecnicamente um revestimento de polímero - que usa minúsculos orifícios infinitesimais para resfriar o ar.
O revestimento é um exemplo de resfriamento radioativo passivo diurno (PDRC), em que uma superfície esfria refletindo a luz do sol e o calor de volta à atmosfera. Tintas brancas, que refletem a luz, são usadas há muito tempo para o PDRC. Mas eles geralmente contêm pigmentos que absorvem a luz e refletem comprimentos de onda solares mais longos de maneira imperfeita.
Em contraste, o revestimento desenvolvido pela equipe da Columbia tem uma superfície parecida com uma espuma cheia de buracos em nanoescala. Para criá-lo, os pesquisadores basicamente tiraram o pigmento da tinta branca e o substituíram por esses pequenos orifícios. Isso transforma o polímero normalmente transparente em branco. Os buracos se espalham e refletem todos os comprimentos de onda da luz solar, tornando o revestimento muito melhor no PDRC do que a pintura tradicional.
“As tintas brancas tradicionais normalmente refletem apenas 85% da luz solar total, mas absorvem o resto e esquentam”, diz Nanfang Yu, professor de física aplicada que trabalhou na pesquisa publicada hoje na revista Science . "Em contraste, o revestimento que desenvolvemos reflete 96% a 99% da luz solar total - ultravioleta, visível e infravermelha - que é incrivelmente alta e pode permanecer abaixo da temperatura ambiente mesmo quando a luz solar é forte".
Outros cientistas usaram métodos similares de reflexão solar para obter resfriamento, diz Mark Swihart, professor de engenharia química e biológica da Universidade de Buffalo, que não esteve envolvido na pesquisa.
"No entanto, o que é novo aqui é o meio relativamente simples e inteligente de alcançar o resultado", diz ele. “O melhor que posso dizer é que ninguém propôs anteriormente o uso de polímeros porosos para esse aplicativo de resfriamento passivo. A novidade do trabalho está na seleção deste método muito simples para a formação de filmes que atinjam o efeito de resfriamento passivo ”.
Como o método é tão simples, diz Swihart, pode ser relativamente fácil e barato produzir e aplicar em larga escala - o revestimento poderia, por exemplo, ser fabricado em rolos grandes e aplicado como papel de parede.
"Eu acho que pode ter um potencial prático significativo", diz ele.
O revestimento funciona melhor em climas ensolarados - o estudo descobriu que reduziu o calor em 6 graus Celsius no deserto do Arizona. Mas também funciona bem em ambientes mais nebulosos e mais tropicais - reduziu o calor em 3 graus Celsius em Bangladesh. Isso significa que pode ser usado em ambientes muito diferentes em todo o mundo.
O revestimento é fácil de aplicar, essencialmente trabalhando como uma tinta padrão. Pode ser usado em praticamente qualquer superfície, desde telhados até tanques de água e veículos. A equipe também experimentou fazer o revestimento em cores diferentes, na esperança de tornar o produto atraente para um público mais amplo. Adicionar cor diminui o grau de resfriamento, mas o desempenho ainda é melhor do que a pintura comercial colorida.
"Isso é importante em vista dos gostos humanos", diz Jyotirmoy Mandal, um estudante de doutorado e principal autor do estudo. "Nem todo mundo quer um telhado branco em sua casa, e as empresas de pintura têm tentado desenvolver 'cores frias' por décadas".
Os pesquisadores agora estão se concentrando no uso de sistemas baseados em água ou álcool para fazer revestimentos com desempenhos de resfriamento semelhantes, o que poderia tornar o produto mais ecológico e fácil de aplicar. Eles também estão procurando novas maneiras de reciclar polímeros descartados.
A equipe espera que o revestimento possa eventualmente ser usado em lugares de desertos a regiões tropicais a lugares com climas intermediários - essencialmente em qualquer lugar onde o calor seja mais um problema do que frio. Também poderia ser útil em uma ampla variedade de situações econômicas.
"Em ambientes ricos em recursos, o revestimento pode reduzir os custos de ar condicionado", diz Yuan Yang, professor de ciência e engenharia de materiais que trabalhou na pesquisa. “Em ambientes com poucos recursos, onde o resfriamento elétrico é inacessível ou indisponível - por exemplo, no sul da Ásia ou na África - o resfriamento sub-ambiente pode dar alívio”.
O revestimento, se usado em edifícios suficientes de uma só vez, também poderia ajudar a lidar com as chamadas "ilhas de calor urbano" - áreas urbanas que ficam muito mais quentes do que o ambiente, graças a edifícios próximos e muita atividade humana. À medida que o mundo continua a se urbanizar, essas ilhas de calor são um problema crescente - as ondas de calor matam um número desproporcional de habitantes das cidades.
"Tal esforço, no entanto, requer uma ampla colaboração entre pesquisadores, planejadores urbanos e decisores políticos", diz Mandal. “Esperamos que nosso trabalho espalhe a conscientização sobre o potencial do resfriamento radiativo fora dos círculos científicos.”
