Pesquisadores do Instituto Fraunhofer desenvolveram um revestimento inteligente para vidros de edifícios que pode escurecer automaticamente sob a luz solar. Essa tecnologia combina materiais eletrocrômicos e termocrômicos, respondendo a estímulos elétricos e mudanças de temperatura. Em edifícios modernos com extensas fachadas de vidro, o revestimento reduz efetivamente o superaquecimento interno causado pela radiação solar, diminuindo assim a dependência de sistemas de ar condicionado que consomem muita energia.
A indústria da construção é uma das principais fontes de emissões globais de gases de efeito estufa. Na Alemanha, por exemplo, de acordo com estatísticas da Agência Federal do Meio Ambiente, o setor de construção representa aproximadamente 30% das emissões de dióxido de carbono do país e 35% de seu consumo de energia. Edifícios com grandes fachadas e telhados de vidro, especialmente estruturas de escritórios, experimentam aumentos acentuados nas temperaturas internas durante a forte radiação solar de verão. Dispositivos de sombreamento tradicionais, como persianas e cortinas, muitas vezes comprometem a estética visual e obstruem as vistas. Como resultado, esses edifícios geralmente dependem do ar condicionado para resfriamento, levando a alto consumo de eletricidade e um aumento na pegada de carbono.
Para resolver esse problema, o Instituto Fraunhofer de Pesquisa de Silicatos (ISC) e o Instituto Fraunhofer de Eletrônica Orgânica, Feixe de Elétrons e Tecnologia de Plasma (FEP) lideraram conjuntamente o projeto "Switch2Save", financiado pela UE. Eles colaboraram com universidades e parceiros da indústria em vários países europeus para avançar no desenvolvimento e aplicação da tecnologia de revestimento de janelas inteligentes.
Nesse sistema de revestimento inteligente, o componente eletrocrômico é baseado em um filme condutor transparente. A aplicação de voltagem ao filme aciona a migração de íons e elétrons, permitindo que o vidro faça a transição reversível de transparente para escuro. O revestimento termocrômico, por outro lado, reflete automaticamente o calor solar quando a temperatura ambiente atinge um determinado limite, operando sem energia externa como um mecanismo de resposta passiva.
Os elementos eletrocrômicos podem ser integrados com sensores e um sistema de controle para monitorar a intensidade da luz e a temperatura em tempo real. Quando os valores excedem os parâmetros definidos, o sistema envia um sinal elétrico ao filme condutor, escurecendo gradualmente o vidro. Isso bloqueia efetivamente a entrada de calor e fornece funcionalidade anti-reflexo. Em dias nublados ou à noite, o vidro retorna à transparência total, maximizando a entrada de luz natural.
A tecnologia já foi implementada em aplicações práticas de construção. Por exemplo, este sistema de vidro inteligente foi instalado na clínica pediátrica de um grande hospital em Atenas, Grécia, e em um edifício de escritórios em Uppsala, Suécia. Os pesquisadores conduzirão um estudo de monitoramento do consumo de energia de um ano para comparar o uso de eletricidade dos sistemas de ar condicionado antes e depois da modernização, verificando o desempenho de economia de energia em condições climáticas reais.
Em termos de fabricação, a equipe emprega processos químicos úmidos e tecnologia de revestimento a vácuo. O revestimento eletrocrômico é integrado em um filme de polímero flexível, enquanto a camada termocrômica é preparada em um substrato de vidro ultrafino. Os métodos de produção rolo a rolo permitem uma fabricação econômica e escalável. O produto final tem apenas algumas centenas de micrômetros de espessura e pesa menos de 500 gramas por metro quadrado, tornando-o fácil de instalar em janelas de edifícios existentes sem modificações estruturais.
Atualmente, a equipe do projeto está focada em aprimorar ainda mais a aplicabilidade da tecnologia. Os esforços incluem a combinação de unidades eletrocrômicas e termocrômicas para melhorar a flexibilidade regulatória, o desenvolvimento de processos de revestimento adequados para vidro curvo e a expansão das opções de cores além do cinza e azul para atender às diversas necessidades estéticas arquitetônicas.
À medida que o aquecimento global e o Pacto Ecológico Europeu avançam, a demanda por tecnologias de construção com eficiência energética está crescendo rapidamente. Espera-se que todos os edifícios na UE atinjam a neutralidade de carbono até 2050. Tecnologias de janelas inteligentes como o Switch2Save estão prontas para desempenhar um papel fundamental na promoção da transformação de baixo carbono da indústria da construção.
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