Espanha: nanomaterial reduz temperatura de superfície em 12,9 ºC sem eletricidade

Uma equipa de investigadores do Instituto de Micro e Nanotecnologia (IMN-CNM, CSIC) desenvolveu um nanomaterial capaz de arrefecer superfícies expostas ao sol sem gastar eletricidade, uma alternativa que pode aliviar a crescente fatura energética da refrigeração , já responsável por cerca de 20% do consumo elétrico mundial.

O estudo , liderado pelo grupo Functional Nanoscale Devices for Energy (FINDER) e publicado na revista Nanophotonics, assenta na refrigeração radiativa passiva diurna , uma técnica que tira partido de uma particularidade da atmosfera terrestre: existe uma faixa do espetro infravermelho, entre 8 e 13 micrómetros, pela qual o calor escapa diretamente para o espaço sem ficar retido. Um material que emita bem nessa janela e que, além disso, reflita a radiação solar pode chegar a ficar mais frio do que o ar que o rodeia, sem estar ligado à corrente nem recorrer a um compressor.

Os cientistas apostaram no fluorureto de polivinilideno (PVDF), um polímero que já se destacava pela capacidade de emitir calor no infravermelho. Cristina Vicente, investigadora do IMN-CNM e líder do projeto COOLed, explica que este material “reúne uma combinação de propriedades” que o tornam ideal : além de emitir bem o calor, resiste à radiação ultravioleta, repele a água , o que lhe confere um efeito autolimpante, e suporta bem a intempérie.

A chave deste avanço não está tanto no material, mas na forma como foi moldado. A equipa infiltrou o polímero em matrizes nanoporosas de óxido de alumínio anodizado, obtendo estruturas tridimensionais cuja geometria interna pode ser controlada com precisão, algo determinante porque o desempenho ótico destes refrigeradores depende do desenho à escala nanométrica.

Os números confirmam o potencial : a versão otimizada do material, tratada com arrefecimento ultrarrápido após a infiltração do polímero, reflete em média 82,4% da radiação solar e emite 96,7% do calor na janela infravermelha entre 8 e 13 micrómetros , a faixa pela qual esse calor escapa para o espaço.

Em teoria, essa combinação traduz-se numa capacidade de arrefecimento de 182,3 watts por metro quadrado sob uma irradiância solar de 1 000 W/m². O ensaio na cobertura de Tres Cantos , com uma irradiância solar máxima de 962 W/m², confirmou esse valor no terreno.

A teoria foi posta à prova no verão passado , com ensaios ao ar livre na cobertura do centro em Tres Cantos, Madrid. Depois de submeter o material a um tratamento com luz ultravioleta que o branqueia e melhora a refletância solar, chegaram os resultados: nos dias mais quentes, secos e soalheiros , a superfície revestida manteve-se até 12,9 ºC mais fria do que uma amostra sem revestimento.

Os próprios investigadores insistem que a tecnologia ainda está em desenvolvimento, mas sublinham que o processo de fabrico é relativamente barato e compatível com processos industriais já existentes. Isso abre a porta a aplicações que vão das fachadas e coberturas de edifícios a dispositivos eletrónicos, veículos ou até sistemas de arrefecimento pessoal, todos com o mesmo objetivo: reduzir a dependência do ar condicionado e as emissões associadas.