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Vidro de hidrogel reduz consumo de energia em dias quentes

Pesquisadores da Universidade de Wuhan, na China, desenvolveram um vidro feito à base de hidrogel que permite a entrada de mais luz e menos calor. O material com apenas alguns milímetros de espessura reflete os raios infravermelhos do lado de fora, deixando que parte do espectro luminoso passe para o lado de dentro.

Segundo os cientistas, janelas de vidro comum são projetadas para permitir que a luz visível entre e ilumine o interior de um prédio, por exemplo. No entanto, as interações com a radiação infravermelha — sentidas na forma de calor — acabam aumentando o consumo de energia, principalmente no verão.

“Os fótons de luz visível podem penetrar mais de 1 metro na água, enquanto os fótons do espectro infravermelho só podem chegar a alguns milímetros. Como os hidrogéis são feitos principalmente de água, eles se transformam em uma barreira útil e seletiva de luz”, explica o professor de engenharia mecânica Kang Liu, autor principal do estudo.

Economizando energia

Durante os testes realizados em laboratório, os pesquisadores descobriram que o vidro feito à base de hidrogel refletia 96% da luz infravermelha de volta para a atmosfera. Isso ajudaria a manter o interior de um edifício mais frio, de maneira semelhante ao que ocorre com outros sistemas de resfriamento radiativo, sem aumentar o consumo de energia.

Princípio de funcionamento do vidro de hidrogel (Imagem: Reprodução/Wuhan University)
Princípio de funcionamento do vidro de hidrogel (Imagem: Reprodução/Wuhan University)

A equipe também demonstrou que o material de hidrogel não precisa ser mais escuro que o vidro comum para manter sua eficiência térmica. Dependendo da espessura da camada de hidrogel, é possível ter até 92,8% da luz visível passando por ele, em comparação com 92,3% do vidro convencional.

“Ter uma janela projetada com vidros de hidrogel pode reduzir o consumo de energia drasticamente. Imagina que, durante os dias mais quentes, a incidência de luz mais forte não causará um efeito estufa dentro do edifício e não será necessário aumentar a potência do ar condicionado para manter a temperatura agradável”, acrescenta Liu.

Eficiência térmica

Para provar o conceito de eficiência térmica do novo sistema, os cientistas testaram o desempenho do vidro de hidrogel em um modelo miniaturizado de casa medindo 20 centímetros quadrados, com paredes grossas e apenas uma janela grande, permitindo a passagem dos raios de luz.

Evolução da economia de energia com a utilização de janelas de vidro de hidrogel (Imagem: Reprodução/Wuhan University)
Evolução da economia de energia com a utilização de janelas de vidro de hidrogel (Imagem: Reprodução/Wuhan University)

Após aproximadamente uma hora de incidência direta de radiação solar, o vidro contendo uma fina camada de hidrogel conseguiu reduzir a temperatura interna em até 3,5 °C. Levando em conta que havia apenas uma janela para a passagem de luz, essa eficiência térmica pode ser muito maior em edifícios com fachadas completamente envidraçadas.

“Uma vantagem desse novo sistema radiativo de resfriamento é os hidrogéis serem extremamente comuns e baratos, tornando-os relativamente fáceis de implantar em comparação com outras janelas inteligentes muito mais complexas e caras de produzir”, encerra professor Kang Liu.

Fonte: Canaltech

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