O conceito de refrigeração passiva, em que o o calor é mandado direto para o espaço, ficou ainda melhor e muito próximo do uso real.
Engenheiros da Universidade do Colorado, nos EUA, criaram um irradiador de calor na forma de um metamaterial fino e flexível, que pode ser fabricado em larga escala com as tecnologias disponíveis.
O material funciona como uma espécie de sistema de ar condicionado, resfriando objetos, casas e outras estruturas de forma contínua, dia e noite, com consumo zero de energia ou água.
Quando aplicado sobre uma superfície, o filme de metamaterial esfria o objeto embaixo refletindo a energia solar incidente de volta para o espaço, ao mesmo tempo em que permite que o objeto libere seu próprio calor na forma de radiação térmica infravermelha.
Resfriamento radiativo passivo
O metamaterial é um híbrido de polímero e vidro com apenas 50 micrômetros de espessura – pouco mais do que uma folha de papel alumínio usada na cozinha – e pode ser fabricado a custo baixo em rolos, o que o torna uma tecnologia viável em grande escala tanto para aplicações residenciais quanto comerciais.
O material tira proveito do resfriamento radiativo passivo, o processo pelo qual os objetos perdem calor naturalmente na forma de radiação infravermelha, sem consumir energia. A radiação térmica proporciona algum resfriamento noturno natural e é usada para o resfriamento residencial em algumas áreas. Contudo, o resfriamento durante o dia, sob luz solar direta, vinha sendo historicamente um desafio a vencer – para uma estrutura exposta à luz solar, mesmo uma pequena quantidade de energia solar diretamente absorvida é suficiente para anular a radiação passiva.
Yao Zhai e seus colegas venceram o desafio sintetizando um material de dupla ação: ele reflete quaisquer raios solares incidentes de volta para o espaço, ao mesmo tempo fornecendo um meio de escape para a radiação infravermelha. Para isso, sobre um substrato de polímero foram depositadas microesferas de vidro que dispersam a luz visível e irradiam luz infravermelha. Em seguida, uma película de prata garante a máxima reflectância espectral.
“Tanto a formação do metamaterial de polímero e vidro, quanto o revestimento de prata, são fabricados em escala industrial em processos de rolo a rolo,” disse Ronggui Yang, membro da equipe.
Quem quer vender?
Durante os testes de campo, o metamaterial demonstrou uma potência média de resfriamento radiativo de 110 watts por metro quadrado (W/m2) durante 72 horas contínuas, e de 90 W/m2 em luz solar direta ao meio-dia. Esse poder de resfriamento é aproximadamente equivalente à eletricidade gerada usando células solares em uma área similar, mas o resfriamento radiativo tem a vantagem de funcionar continuamente dia e noite.
“Apenas 10 a 20 metros quadrados deste material no telhado poderiam muito bem esfriar uma casa no verão”, disse o pesquisador Gang Tan.
A equipe pretende construir imediatamente um protótipo de resfriamento passivo de 200 metros quadrados na própria universidade, para demonstrar a tecnologia aos interessados em comercializá-la.
Bibliografia:
Scalable-manufactured randomized glass-polymer hybrid metamaterial for daytime radiative cooling
Yao Zhai, Yaoguang Ma, Sabrina N. David, Dongliang Zhao, Runnan Lou, Gang Tan, Ronggui Yang, Xiaobo Yin
Science
DOI: 10.1126/science.aai7899
Autor: Inovação Tecnológica
