Dispositivo térmico de energia zero aquece ou esfria automaticamente

Um novo dispositivo de gerenciamento de calor térmico ajusta sua forma para aumentar ou diminuir a temperatura, sem usar nenhuma energia externa. De acordo com seus desenvolvedores, essa tecnologia pode funcionar em conjunto com o aquecimento e resfriamento tradicionais para reduzir os picos de temperatura do edifício (e despesas).

Os dois métodos mais comuns de controle térmico (aquecimento e resfriamento) são responsáveis mais da metade do consumo mundial de energia. As duas crises em curso (clima e geopolítica) estão forçando os pesquisadores em um ritmo frenético a identificar tecnologias de alto desempenho que podem regular as temperaturas sem consumir muita eletricidade, se houver.

Os laboratórios apostam no sol e nos espaços exteriores: entre as soluções mais promissoras, janelas inteligentes que absorvem ou refletem o calor infravermelho do sol consoante seja um dia de verão ou de inverno. Os sistemas de resfriamento radiativo passivo também são uma opção atraente, que evita o uso de energia ao transmitir calor diretamente ao espaço sideral em comprimentos de onda que passam pela atmosfera terrestre.

Energia zero para aquecimento e refrigeração

Rujun Ma e colegas do Universidade de Nankai de Tianjin, na China, teve como objetivo desenvolver um dispositivo térmico capaz de alternar automaticamente entre os modos de aquecimento e resfriamento, com base nas mudanças de temperatura. Faz sentido: se o objetivo do gerenciamento térmico é o controle da temperatura, a criação de um sistema sensível à temperatura é ideal. Até porque no passado foram desenvolvidas janelas que mudam de cor ou moduladores infravermelhos que respondem às variações de temperatura: ou aquecem ou arrefecem. Nunca os dois.

A característica distintiva do dispositivo de Ma é o uso de uma ampla gama de comprimentos de onda, desde a banda visível até o infravermelho. Isto permite cobrir toda a gama de gestão térmica: tanto aquecimento solar como arrefecimento radiativo.

Mais uma vez a biomimética

Não me canso de dizer: as melhores soluções científicas nascem todas da observação da natureza e este dispositivo térmico não foge à regra. Nesse caso, a equipe de pesquisa fez uma combinação: observou tanto o pelo do coelho do Himalaia (branco no calor, escuro no frio) quanto a abertura e o dobramento das folhas de uma planta, o Mimosa pudica.

O dispositivo térmico consiste em duas camadas primárias. O superior consiste em uma folha de atuador sensível à temperatura que expele a radiação infravermelha. A folha é feita com polímeros projetados para responder de forma desigual às mudanças de temperatura, de modo que se enrola quando fria e se expande quando quente. A parte inferior, por sua vez, é composta por um substrato termocrômico que muda de cor de acordo com a temperatura e também absorve a luz visível.

Um “metamorfo” térmico.

Quando a temperatura ambiente é baixa, no modo de aquecimento, a folha do atuador enrola e o substrato termocrômico fica cinza, absorvendo luz e aquecendo. Em contraste, no modo de resfriamento, o ativador se desdobra para cobrir o substrato e refletir a luz solar, enquanto emite radiação infravermelha para se resfriar. A temperatura de ativação para alternar entre os modos pode ser alterada alterando os polímeros nos atuadores e os pós termocrômicos utilizados no substrato.

Traduzido: Este dispositivo economiza energia em comparação com todos os outros dispositivos de gerenciamento térmico sensíveis à temperatura desenvolvidos até agora. “Isso melhorará significativamente a eficiência energética térmica”, diz Ma, “e ainda há muito espaço para melhorias”.

Bom. Enquanto isso, ventilador e suéter (conforme necessário).