O mundo está ficando mais quente e as tecnologias mais comuns para resfriar nossas casas estão piorando a situação. Em uma nova edição especial da revista Science, os pesquisadores identificaram as principais formas de nos tirar dessa armadilha. Isso inclui tecnologias de ponta e materiais que podem mudar fundamentalmente o ar condicionado para melhor.
Uma das tecnologias de resfriamento mais comumente usadas na Terra é a refrigeração por compressão de vapor, que essencialmente usa um motor térmico, mas o faz funcionar ao contrário. Normalmente, o calor flui de locais quentes para locais frios, mas esse método usa um líquido refrigerante aquecido que é capaz de puxar o calor de um local quente. Outra versão do processo também pode ser usada para aquecer residências.
Em um estudo publicado na nova edição, os cientistas explicam que, embora essa refrigeração seja altamente eficaz e até mesmo tenha sido chamada de um dos feitos de engenharia mais importantes do século 20, ela consome muita energia. Esse é um problema para nosso mundo movido a combustíveis fósseis.
Além disso, as tecnologias de resfriamento que dependem dele tradicionalmente usam produtos químicos prejudiciais à camada de ozônio, incluindo clorofluorocarbonos (CFCs), hidroclorofluorocarbonos (HCFCs) e, mais recentemente, seus parentes, hidrofluorocarbonos (HFCs). Os últimos são gases de efeito estufa potentes, criando outra via para tecnologias de resfriamento aquecerem o planeta.
A preocupação com o potencial de danos ao planeta desses compostos gerou tratados internacionais e pesquisas sobre alternativas. No estudo, os cientistas explicam que refrigeradores mais ecológicos e eficientes estão sendo desenvolvidos para uso na compressão de vapor.
“O desenvolvimento de novos fluidos tem como foco as olefinas fluoradas, conhecidas como hidrofluoroolefinas (HFOs), e misturas que contêm HFOs”, diz o estudo.
Ao contrário dos CFCs e HFCs, os novos refrigerantes não têm potencial de destruição da camada de ozônio e um potencial de aquecimento global muito menor, o que os torna relativamente seguros para o meio ambiente. Mas eles não vêm sem riscos para a segurança humana. Os HFOs criam um composto chamado ácido trifluoroacético quando se decompõem, o que pode causar danos ambientais, e muitos HFOs e misturas de HFO são inflamáveis. O mesmo ocorre com alguns produtos químicos naturais, como amônia e propano, que às vezes também são usados na refrigeração por compressão de vapor. E esses produtos químicos naturais podem ser tóxicos quando vazam também.
Claro, a tecnologia de compressão de vapor não é a única maneira de nos refrescarmos em nosso mundo aquecido. Outro estudo na nova edição da Science explora como os materiais calóricos – sólidos que geram calor quando são eletricamente, magneticamente ou mecanicamente manipulados – podem ser usados para resfriar ou aquecer casas.
“De certa forma, os materiais calóricos são análogos aos refrigerantes a gás tradicionais, onde uma pressão aplicada conduz uma transição da fase gasosa para a fase líquida, e isso leva a mudanças na temperatura do refrigerante”, Xavier Moya, cientista de materiais da Universidade de Cambridge e um dos autores do estudo, disse em um e-mail. Mas ao contrário do resfriamento tradicional, os materiais usados neste processo sempre permanecem sólidos, ao invés de se transformarem em um gás poluente.
No estudo, Moya e seu coautor escreveram que houve grandes avanços neste campo nos últimos cinco anos, incluindo o desenvolvimento de imagens infravermelhas junto com os materiais de resfriamento calórico para obter uma imagem de como a tecnologia está mudando a temperatura em tempo real.
Os pesquisadores também descobriram novos materiais calóricos, incluindo um tipo de cristal plástico feito de um composto chamado neopenil glicol e comumente usado em tintas e lubrificantes, que pela primeira vez produziu o mesmo grau de mudança de temperatura que o resfriamento tradicional.
Mas essas novas tecnologias não são uma panacéia. A produção e o descarte de neopenilglicol, por exemplo, podem causar danos ambientais. Outro material comumente usado no processo calórico, os ímãs de neodímio, exigem o uso de um mineral de terras raras, cuja extração pode ser prejudicial ao meio ambiente. E também há a questão financeira. Moya disse que atualmente os materiais calóricos para este processo são “relativamente caros porque os componentes não são fabricados em grande escala”.
Nem todas as tecnologias de resfriamento funcionam aquecendo ativamente os compostos químicos. Em um terceiro estudo, os cientistas descrevem como materiais de resfriamento radiativo passivo podem ser usados para liberar calor para o espaço. Esses materiais, às vezes chamados de materiais superfrios, podem ser apontados para o céu para refletir os raios infravermelhos do sol, mantendo-os até 18 graus Fahrenheit (10 graus Celsius) mais frios do que o ar ao seu redor. Os autores detalham como os pesquisadores estão desenvolvendo essas tecnologias para serem usadas em telhados.
Essas tecnologias são promissoras, mas não funcionam em todos os climas. Os materiais esfriam melhor quando não há muita umidade no ar ou nuvens no céu. Os cientistas também estão procurando desenvolver telhados feitos desses materiais que não se degradam rapidamente.
Todas essas novas tecnologias mostram potencial para o futuro de manter os edifícios resfriados, o que se tornará cada vez mais importante em face das ondas de calor cada vez mais frequentes e do aumento das temperaturas médias. Mas, é claro, também existem maneiras menos tecnológicas de resfriar as casas, como plantar árvores para criiar sombra, colocar chaminés estrategicamente no topo das casas para atrair a brisa mais fria que sopra sobre os edifícios e até mesmo os ventiladores. Depender deles pode não ser tão empolgante quanto desejar uma tecnologia inovadora. Mas só porque eles não são tão legais não significa que eles não devam ter um lugar em nosso mundo cada vez mais quente.
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