O paradoxo climático da energia consumida pelos sistemas de ar condicionado e a solução chinesa para reduzir emissões de CO2
É um paradoxo climático. Cada vez que ligamos os aparelhos de ar condicionado das nossas casas contribuímos para um maior consumo de energia e emissões de CO2 que, em última análise, acabam por contribuir para o aquecimento global. No ano passado, um grupo de investigadores pegou na calculadora para estimar quanto exactamente e concluiu que o ar condicionado é responsável pela emissão de cerca de 1,95 mil milhões de toneladas de dióxido de carbono anualmente, quase 4% das emissões globais de gases com efeito de estufa. Na China estão convencidos de que existe outra forma de climatizar os nossos edifícios, uma forma que, dizem, melhora a eficiência energética e ajuda a combater as alterações climáticas. Qual? Incorporar uma peculiar cerâmica de resfriamento em nossas casas.
Objetivo: melhor resfriamento. Essa é a ambiciosa meta traçada por um grupo de pesquisadores da City University of Hong Kong (CityU), incluindo os professores Edwin Tso Chi-yan e Wang Zuankai. Basicamente, eles estão trabalhando em um material PRC – sigla para “resfriamento radiativo passivo” – que possibilita que um objeto atinja uma temperatura inferior aos valores ambientais de seu entorno. O resultado é uma cerâmica especial que – afirmam seus criadores – consegue resfriar sem a necessidade de energia ou substâncias especiais. Como e até que ponto eles acabaram de explicar isso em detalhes em um artigo de Ciência. “Ele alcança propriedades ópticas avançadas ao mesmo tempo em que oferece aplicabilidade sólida”, diz Tso. Aplicação de cerâmica na envolvente e cobertura de construções diversas. Além da cor. A equipe CityU não é de forma alguma a primeira a perseguir esse objetivo. Há anos que a equipa liderada pelo professor Xiulin Ruan, da Purdue University (EUA), trabalha numa tinta superbranca, dotada de uma extraordinária capacidade de reflectir a luz solar, mais de 98%, o que lhe permite reflecti-la longe dos edifícios e mantenha os espaços abaixo de sua superfície frescos. Na CityU, eles queriam dar vários passos além, concentrando-se nas propriedades da cor e na estrutura do material. Alumina e besouros. Parece uma mistura estranha, mas ambos os elementos desempenham um papel importante na cerâmica desenvolvida pela universidade. Para atingir seu objetivo, os especialistas se concentraram em duas frentes principais, ou melhor, nas propriedades ópticas em duas faixas de comprimento de onda: solar e infravermelho médio. “O resfriamento eficiente requer alta refletividade na primeira para minimizar o ganho de calor solar e alta emissividade na última faixa para maximizar a dissipação de calor radiativo”, comentam os especialistas. Para isso utilizaram dois recursos peculiares: a alumina, que é o óxido de alumínio e um dos ingredientes mais importantes na constituição das argilas; e os Cyphochilus, gênero de besouros que geralmente vivem no Sudeste Asiático e se destacam pela casca branca e brilhante. A primeira explica a natureza porosa da cerâmica e ajuda a reduzir a absorção solar. O exemplo do segundo, para dispersar efetivamente o comprimento de onda da luz solar. Amostras cerâmicas com diferentes formas e padrões. Cerâmica colorida para se adaptar às necessidades estéticas.
Acima de 95%. Estas são as percentagens de que se vangloriam os professores Tso, Zuankai e o resto da sua equipa. “Ao imitar a biobranquidade do Cyphochiluse otimizar a estrutura dos poros com base na dispersão de Mie, a cerâmica de resfriamento dispersa efetivamente quase todo o comprimento de onda da luz solar, resultando em uma refletividade solar quase ideal de 99,6%”, detalha o CityU: “Ela também atinge uma alta emissão térmica no infravermelho de 96,5%.” Seus técnicos afirmam que o primeiro percentual representa “um recorde de alta refletividade solar” e que as propriedades ópticas de suas cerâmicas superam as dos materiais cerâmicos atuais. Construção de última geração. “A cerâmica de resfriamento é feita de alumina, que fornece a degradação desejada da resistência aos raios UV, que é uma preocupação comum na maioria dos projetos de PRC à base de polímeros.” Além disso, dizem, confere-lhe uma “extraordinária resistência ao fogo” que lhe permite suportar mais de 1.000º C e uma resistência que supera a maioria dos materiais com polímeros e metais. A nova cerâmica imita o “biobranqueamento” do Cyphochilus. saindo do peito. A CityU não para por aí e aproveita as demais vantagens de sua cerâmica de resfriamento, pelo menos segundo seus próprios testes, que mostrariam níveis de “durabilidade, versatilidade e rentabilidade” especialmente interessantes diante de sua expansão comercial . Os investigadores asseguram que o seu fabrico não necessita de equipamentos ou materiais caros e o resultado é uma cerâmica resistente, robusta e com resistência mecânica, “ideal para aplicações exteriores”. A sua natureza também reduz o efeito Leidenfrost e permite um arrefecimento evaporativo eficiente. “A vantagem do resfriamento da cerâmica é que ela atende aos requisitos de RPC de alto desempenho e de aplicações do mundo real”, diz o professor Tso. Para facilitar sua implementação comercial, a nova cerâmica também pode ser fornecida com dupla camada e adotar diversas cores. Menos energia, menos emissões. Os sistemas de refrigeração que costumamos utilizar nas nossas casas têm uma fatura energética e ambiental significativa. Cálculos publicados no ano passado pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) e pela Xerox PARC mostram que o ar condicionado é responsável pelo equivalente a 1,95 mil milhões de toneladas de CO2 anualmente, 3,94% das emissões de gases com efeito de estufa. Se prosperar e conseguir expandir-se comercialmente, o trabalho da CityU poderá mudar esses números. “Nosso experimento mostrou que a aplicação de cerâmica de resfriamento no telhado de uma casa pode fornecer mais de 20% de eletricidade para resfriamento deambientes, confirmando o potencial da cerâmica de resfriamento para reduzir a dependência das pessoas de estratégias de resfriamento ativo e oferece uma solução sustentável para evitar sobrecarga da rede, emissões de gases com efeito de estufa e ilhas de calor urbanas”, conclui Tso. Imagens: CidadeU Em Xataka: Desenvolvem um revestimento inspirado na lava que permite apagar incêndios sem necessidade de água