Pesquisadores dos EUA ampliaram um novo sistema de baixo custo que poderia fornecer resfriamento eficiente para as residências usando pouca eletricidade.
A equipe desenvolveu uma matriz do tamanho de um telhado, construída a partir de um material altamente reflexivo feito de vidro e polímeros.
Em testes, o sistema manteve a água em torno de 10ºC mais fria que o ar ambiente quando exposta ao sol do meio-dia no verão.
A abordagem também poderia ser ampliada para resfriar usinas e data centers.
O sistema é baseado em torno do que é chamado de meta-material de resfriamento, que é essencialmente um filme de engenharia não encontrado na natureza.
No ano passado, pesquisadores da CU Boulder nos EUA publicaram pesquisas sobre as propriedades extraordinárias do novo filme, que reflete quase toda a luz recebida do sol.
Mas também tem outro truque de resfriamento que o torna bastante especial. Se você usar o filme para cobrir a água, ele permite que qualquer calor no líquido escape para o ar.
Assim, quando o calor escapa e não é substituído porque o material desvia a luz solar, as temperaturas caem rapidamente.
Agora os cientistas melhoraram o sistema e construíram e testaram um conjunto de painéis de 13 metros quadrados, pequeno o suficiente para caber na maioria dos telhados.
"Você poderia colocar esses painéis no telhado de uma casa unifamiliar e satisfazer seus requisitos de resfriamento", disse Dongliang Zhao, principal autor do estudo do Departamento de Engenharia Mecânica da CU Boulder.
Quão eficaz é este material.
O novo material se parece com uma folha de alumínio, mas é um pouco mais grosso
O sistema foi testado ao ar livre em uma variedade de condições climáticas. Em experimentos realizados no verão de 2017, o sistema refletivo manteve um recipiente com água cerca de 12ºC mais frio que o ar ambiente nas horas mais quentes do dia.
“Agora podemos aplicar esses materiais na construção de telhados e até mesmo construir sistemas de resfriamento de água em grande escala com vantagens significativas sobre os sistemas convencionais de ar condicionado, que exigem altas quantidades de eletricidade para funcionar”, disse o professor associado Gang Tan, outro autor de o estudo da Universidade de Wyoming.
O que faz funcionar?
O material chave é feito com microesferas de vidro embutidas em um filme de polímero, com uma fina camada de prata.
Com apenas 50 micrômetros, é ligeiramente mais espesso do que a folha de alumínio.
Outra grande vantagem do material é que ele pode ser fabricado em rolos, facilitando a aplicação em aplicações residenciais e comerciais.
Para que é provável que seja usado?
O filme pode ser fabricado barato, dizem os autores.
Os autores afirmam que um dos usos mais eficazes do novo material seria resfriar usinas termelétricas. Essas instalações usam grandes quantidades de água e eletricidade para manter as temperaturas de funcionamento de suas máquinas. Usar o novo material pode torná-los mais eficientes.
Quanto resfriamento o mundo precisa?
Em 2016, cerca de 10% do consumo mundial de energia foi para o condicionamento de ar de energia. A Agência Internacional de Energia afirma que essa taxa deve triplicar até 2050, com o ar condicionado (CA) consumindo tanta eletricidade quanto é usada hoje na China.
Assim como todo o CO2 que é produzido à medida que a eletricidade é criada para alimentar esses dispositivos, as unidades CA também contêm potentes gases de efeito estufa na forma de hidrofluorcarbonos.
Os HFCs foram introduzidos para proteger a camada de ozônio, porque a geração anterior de produtos químicos de resfriamento exacerbou o buraco sobre a Antártida que se desenvolveu na década de 1980.
Embora os HFCs sejam menos prejudiciais, eles têm um grande potencial de aquecimento global. Em 2016, os países concordaram que seriam eliminados ao longo dos próximos 15 a 20 anos. Se isso acontecer com sucesso, poderá ter um impacto significativo na limitação dos aumentos futuros de temperatura.
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