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Nov 24, 2023

A tinta mantém o calor dentro de casa no inverno e fora no verão

Os investigadores mostram que as suas tintas recém-inventadas, produzidas numa vasta gama de cores, podem reduzir a necessidade de aquecimento e ar condicionado em edifícios e outros espaços, como comboios.

Os investigadores mostram que as suas tintas recentemente inventadas, produzidas numa vasta gama de cores, podem reduzir a necessidade de aquecimento e ar condicionado em edifícios e outros espaços, como comboios e camiões para carga refrigerada.

Objetos de diversos materiais em diversos formatos, revestidos com as novas tintas. (Crédito da imagem: Yucan Peng)

Cientistas da Universidade de Stanford inventaram um novo tipo de tinta que pode manter as casas e outros edifícios mais frescos no verão e mais quentes no inverno, reduzindo significativamente o uso de energia, os custos e as emissões de gases de efeito estufa.

O aquecimento e o arrefecimento ambiente são responsáveis ​​por cerca de 13% da utilização global de energia e por cerca de 11% das emissões de gases com efeito de estufa. As novas tintas reduziram a energia utilizada para aquecimento em cerca de 36% em experiências que utilizam ambientes artificiais e frios, de acordo com um estudo publicado hoje na revista Proceedings of the National Academy of Sciences. Eles reduziram a energia necessária para resfriamento em quase 21% em condições de aquecimento artificial. Em simulações de um típico edifício de apartamentos de altura média em diferentes zonas climáticas nos Estados Unidos com a nova pintura nas paredes exteriores e telhados, o consumo total de energia para aquecimento, ventilação e ar condicionado diminuiu 7,4% ao longo de um ano.

“Prevê-se que a energia e as emissões provenientes do aquecimento continuem a diminuir devido aos ganhos de eficiência energética, mas o uso de ar condicionado está a aumentar, especialmente nas economias em desenvolvimento num mundo em aquecimento”, disse o autor sénior do estudo, Yi Cui, professor de ciência e engenharia de materiais. , de ciência e engenharia de energia e de ciência de fótons no SLAC National Accelerator Laboratory.

“Tanto no que diz respeito ao aquecimento como ao ar condicionado, temos de reduzir a energia e as emissões a nível global para cumprir os nossos objectivos de emissões zero”, disse Cui, que dirige o Precourt Institute for Energy e o Sustainability Accelerator, ambos da Escola de Sustentabilidade Stanford Doerr. “A forma de reduzir a troca de calor entre os espaços de vida e de trabalho humanos e os seus arredores está a receber cada vez mais atenção, e há procura de novos materiais para melhorar o isolamento – como películas de baixa emissividade para janelas.”

Yucan Peng (crédito da imagem: cortesia de Yucan Peng)

As tintas atuais de baixa emissividade costumam ter cor prata metálica ou cinza, cuja estética limita seu uso. As tintas recém-inventadas têm duas camadas aplicadas separadamente: uma camada inferior reflexiva infravermelha usando flocos de alumínio e uma camada superior transparente infravermelha ultrafina usando nanopartículas inorgânicas que vêm em uma ampla gama de cores. O espectro infravermelho da luz solar causa 49% do aquecimento natural do planeta quando é absorvido pelas superfícies.

Para evitar a entrada de calor, a tinta pode ser aplicada em paredes externas e telhados. A maior parte desta luz infravermelha passa através da camada colorida das novas tintas, reflete na camada inferior e retorna como luz, não sendo absorvida pelos materiais de construção como calor. Para manter o calor no interior, as tintas são aplicadas nas paredes interiores onde, novamente, a camada inferior reflete as ondas infravermelhas que transferem energia através do espaço e são invisíveis ao olho humano.

Especificamente, até cerca de 80 por cento da luz infravermelha média alta é refletida pelas tintas, fazendo a maior parte do trabalho de manter o calor no interior durante o tempo frio e no exterior durante o tempo quente. A camada de cor também reflete alguma luz infravermelha próxima, aumentando a redução do ar condicionado. A equipe de pesquisa testou suas tintas em branco, azul, vermelho, amarelo, verde, laranja, roxo e cinza escuro. Elas eram 10 vezes melhores do que as tintas convencionais nas mesmas cores em refletir luz infravermelha média alta, descobriram os pesquisadores.

As tintas podem ser aplicadas fora dos edifícios para melhorar a eficiência energética em outros lugares. Por exemplo, poderiam abranger camiões e vagões utilizados para transporte refrigerado, nos quais os custos de refrigeração podem representar até metade do orçamento de transporte.

Jian-Cheng Lai (crédito da imagem: cortesia de Jian-Cheng Lai)