Espuma termoexpansiva programável diminui gasto com ar-condicionado

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/12/2022

Diagrama da primeira (A1), segunda (B1) e terceira (C1) gerações do conceito de atuador de espuma: Demonstrador de estados limites a uma temperatura mais baixa (A2, B2, C2) e a uma temperatura elevada (A3, B3, C3).
[Imagem: Fraunhofer IAP/IBP/ICT]

Espuma que controle o calor

Enquanto os revestimentos que resfriem ou aqueçam os ambientes sem gastar eletricidade não chegam, engenheiros alemães apresentaram uma alternativa que pode ser mais fácil de implementar e não depende do desenvolvimento de novos materiais.

Eles alcançaram uma economia de 40% na conta de energia gasta em ar-condicionado usando um sistema de isolamento térmico programável, montado nas paredes do edifício.

Quando o Sol está forte e o dia está quente, elementos de espuma se expandem, vedando as aberturas de ventilação entre a parede do prédio e um revestimento conhecido como tela de chuva, para evitar que o prédio aqueça - tela de chuva é um detalhe da parede externa onde o revestimento se destaca da superfície para permitir a drenagem e a evaporação.

À noite, a espuma se contrai e abre as aberturas de ventilação, permitindo que o ar fresco circule por trás do revestimento e resfrie o edifício de maneira eficaz.

"A casca externa da casa é, portanto, capaz de detectar temperaturas e reagir de acordo," disse Susanne Lehmann-Brauns, do Cluster Fraunhofer de Materiais Programáveis de Excelência, na Alemanha.

A ativação direcionada do material de mudança de fase superresfriado (esquerda) torna possível liberar o calor que foi armazenado no próprio material por um longo período de tempo, praticamente sem perda.
[Imagem: Sandra Pappert/Moritz Walter/Fraunhofer CPM]

Espuma de mudança de fase

O isolamento programável é baseado em uma espuma que muda de forma dependendo da temperatura: Em altas temperaturas, seus poros se abrem, fazendo o material inteiro expandir, o contrário acontecendo quando a temperatura cai.

O gatilho de temperatura, que marca quando a espuma irá mudar de forma, e o modo como se dará esse ciclo de expansão e contração, são definidos no processo de produção.

Embora já existam várias espumas com memória de forma, até agora elas só eram capazes de mudar sua forma uma vez. O novo material desenvolvido pela equipe, ao contrário, tem um comportamento totalmente reversível - a espuma é capaz de abrir e fechar seus poros repetidamente.

Além do isolamento de edifícios, a equipe acredita que sua espuma termoexpansível será muito útil no campo das células a combustível, que também esquentam muito, mas que também não podem esfriar demais - a espuma poderá fornecer o gatilho de temperatura adequado para garantir que a refrigeração se mantenha sempre em seu nível ótimo.

Mais tópicos