Objetivo dos pesquisadores é ajudar a diminuir o aquecimento global refletindo a própria luz do sol em ambientes
Uma tinta tão branca que é capaz de eliminar a necessidade do uso de ar-condicionado. Sim, ela existe e foi criada no laboratório da Universidade de Purdue, no estado de Indiana, nos Estados Unidos. O feito acabou sendo incluído na última edição do Guiness World Records como a tinta mais branca já feita.
Quebrar o recorde mundial não era o objetivo dos cientistas, mas, sim, ajudar a diminuir o aquecimento global, de acordo com comunicado divulgado no site da instituição. “Quando iniciamos este projeto há cerca de sete anos, tínhamos em mente a economia de energia e o combate às mudanças climáticas”, disse Xiulin Ruan, professor de engenharia mecânica.
O objetivo dos cientistas era que a tinta conseguisse refletir a luz do sol nas paredes dos prédios. Para isso, ela precisaria ser muito branca. De acordo com a universidade, a tinta reflete 98,1% da radiação solar e emite calor infravermelho. Como ela absorve menos calor do que emite, uma parede pintada com a tinta ultra-branca fica resfriada abaixo da temperatura ambiente — sem consumir energia.
Ruan afirma que usar essa tinta para cobrir um telhado de cerca de 300 metros quadrados, pode resultar em uma potência de resfriamento de 10 quilowatts.
De acordo com o jornal USA Today, as tintas existentes nos Estados Unidos, que são projetadas para rejeitar o calor, refletem apenas 80% a 90% da luz solar e não conseguem tornar as superfícies mais frias do que o ambiente.
Mas o que torna essa tinta nova ultra-branca? Os cientistas explicam que é uma alta concentração de um composto químico chamado sulfato de bário – também usado em papel fotográfico e cosméticos — em diferentes tamanhos de partículas. Segundo o USA Today, eles já estudam formas de levar a tinta para o mercado comercial, por meio de parcerias com fabricantes.
Engenheiros da Purdue University estão, há anos, dedicados a criar uma tinta branca com maior eficiência para resfriar edifícios do que a tinta comum. Na última quinta-feira (15), eles anunciaram o que chamam de a “pintura mais branca já registrada”.
Em 2020, os mesmos pesquisadores já haviam criado uma tinta capaz de refletir até 95,5% da luz solar e resfriar superfícies em até 8°C. A nova formulação é ainda mais eficiente do que os pesquisadores haviam demonstrado.
A tinta “ultra-branca” reflete 98,1% da luz solar e desvia o calor infravermelho, desta forma os edifícios resfriam abaixo da temperatura do ar circundante. Seu poder de resfriamento é graças ao sulfato de bário – um pigmento derivado do mineral barita.
Os testes mostraram que a tinta é capaz de manter superfícies 4°C mais frias do que sua temperatura ambiente à luz do sol do meio-dia e até 10°C mais fria à noite. Câmera infravermelha mostra como a tinta ultra-branca resfria a placa abaixo da temperatura ambiente. Imagem: Purdue University | Joseph Peoples
“Se você usasse essa tinta para cobrir uma área de telhado de cerca de 92 m² estimamos que você poderia obter uma potência de resfriamento de 10 quilowatts. Isso é mais poderoso do que os condicionadores de ar centrais usados na maioria das casas”, garante Xiulin Ruan, professor de engenharia mecânica da Purdue.
Para se ter ideia, as tintas disponíveis no mercado – mesmo quando projetadas para reduzir o calor – refletem apenas de 80% a 90% da luz solar. Além disso, não são capazes de fazer com que as superfícies fiquem mais frias do que o ambiente circundante.
O objetivo é que, com a nova formulação de tinta, os edifícios possam ser menos dependentes do ar condicionado e contribuir para amenizar as ilhas de calor em grandes cidades.
Sulfato de bário
Ao contrário do dióxido de titânio usado nas tintas brancas tradicionais, a formulação inclui alta concentração de sulfato de bário, um composto químico também usado para fazer papel fotográfico e cosméticos brancos. Ao longo da pesquisa vários produtos comerciais foram analisados. “Descobrimos que usando sulfato de bário, você pode, teoricamente, tornar as coisas muito, muito reflexivas, o que significa que elas são muito, muito brancas”, explica o pesquisador Xiangyu Li, pós-doutorando do Instituto Massachusetts de Tecnologia (MIT).
Segundo os estudiosos, as partículas de sulfato de bário são todas de tamanhos diferentes na tinta e o quanto cada partícula espalha a luz depende de seu tamanho. Ou seja, uma gama mais ampla de tamanhos de partículas permite que a tinta espalhe mais do espectro de luz do sol.
Mas, é preciso equilíbrio para não comprometer a textura da pintura. “Embora uma concentração mais alta de partículas seja melhor para fazer algo branco, você não pode aumentar muito a concentração. Quanto maior a concentração, mais fácil é para a tinta quebrar ou descascar”, prossegue Li. Potencial
Os pesquisadores mostraram em seu estudo que a tinta à base de sulfato de bário pode potencialmente lidar com as condições externas. Não haverá também problemas em ser adotada em escala industrial uma vez que a técnica usada para criar a tinta é compatível com o processo de fabricação de tintas comerciais.
Ao The Guardian, a Purdue University afirmou que a tinta “ultra-branca” pode estar disponível no mercado em um ou dois anos e o melhor: com preço comparável ao da tinta convencional.
Engenheiros da Purdue University, nos Estados Unidos, criaram uma tinta branca capaz de resfriar superfícies em até 8°C, fazendo isso sem o uso de eletricidade.
De acordo com os pesquisadores, a tinta poderia substituir o uso do ar condicionado ao deixar de absorver a energia e o calor provocado pelo sol. E sem o aquecimento provocado pelo sol na superfície das construções, não seria necessário ligar o equipamento para anter o interior resfriado.
“Pode parecer muito improvável que uma superfície em contato direto com a luz do sol tenha uma temperatura mais baixa do que a mostrada nos termômetros para determinada área, mas estamos mostrando que isso é possível”, explica Xiulin Ruan, professor de Engenharia Mecânica na Purdue University.
Além de afastar o calor das superfícies, a tinta pode contribuir no combate ao aquecimento global já que ajuda a diminuir a absorção de calor na atmosfera.
“Nós não estamos apenas transferindo o calor da superfície ara a atmosfera, mas afastando este aquecimento da nossa atmosfera”, garante outro pesquisador, o pós-doutorando do Instituto Massachusetts de Tecnologia, Xiangyu Li.
A superfície da Terra pode se resfriar com o uso desta tecnologia se a tinta fosse aplicada em uma variedade de construções, incluindo coberturas de edifícios, carros, estradas e telhados em todo o planeta, defendem os cientistas.
Em um artigo publicado pelo periódico Cell Reports Physical Science, os pesquisadores mostram que em comparação com uma tinta branca tradicional, a tinta criada na Purdue University mantêm a temperatura mais baixa em uma superfície com incidência de luz solar direta graças à reflexão dos raios ultravioleta.
Uma câmera infravermelha mostra que a tinta branca criada pelos engenheiros pode manter uma superfície mais fria do que a mesma área pintada com tinta convencional. Imagem: Purdue University | Joseph Peoples
Algumas tintas disponíveis no mercado hoje prometem diminuir o calor nas superfícies, mas estes produtos refletem apenas de 80% a 90% da luz solar e não são capazes de fazer com que as temperaturas caiam mais do que a temperatura ambiente. Já a tinta desenvolvida pelos pesquisadores pode refletir até 95,5% da luz solar e é capaz de dispersas o calor infravermelho.
Para que esta tecnologia fosse desenvolvida foram necessários 6 anos de pesquisa e testes. Os cientistas analisaram mais de 100 combinações entre diferentes materiais, escolheram as 10 melhores alternativas e então testaram mais 50 outras variações para cada material.
A combinação final tem em sua formula carbonato de cálcio, um componente abundante na superfície Terrestre e facilmente encontrado em rochas e conchas marinhas.
Com este componente, a tinta final tem os mesmos resultados estéticos que as tintas tradicionais, mas com a diferença de resfriar significativamente as superfícies pintadas. O carbonato de cálcio absorve quase todos os raios ultravioletas por conta de sua estrutura atômica e também tem uma variedade de partículas com diferentes tamanhos o que faz com que a tinta se espalhe bem em superfícies com diferentes texturas.
O pesquisador Joseph Peoples usa uma câmera infravermelha para avaliar os resultados de duas amostras de tinta em uma cobertura. Foto: Purdue University | Jared Pike
De acordo com os engenheiros, a produção da tinta é mais barata do que a fabricação das tintas comerciais e seu uso se torna ainda mais econômico ao poupar o uso do ar condicionado – e da energia elétrica necessária para o equipamento.
“Esta tinta praticamente substitui o ar condicionado ao refletir os raios solares e diminuir o calor absorvido pelo interior das construções”, afirma Joseph Peoples, doutorando em Engenharia Mecânica na Purdue University e um dos autores do estudo.
Ao diminuir o uso do ar condicionado, a tinta também ajuda a evitar o consume de energia elétrica e consequentemente de recursos naturais. De acordo com Joseph Peoples, ainda estão sendo realizados estudos para mensurar todos os benefícios da tecnologia.
A fórmula original foi patenteada e agora os pesquisadores estão trabalhando em desenvolver outras cores para a tinta, com os mesmo benefícios da tinta branca que eles criaram.
Em um futuro próximo, as pessoas poderão mudar a cor do carro e das roupas sempre que desejarem. Este é o objetivo de um projeto apoiado pela Ford, que está sendo desenvolvido pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts, MIT, através do seu Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial. A chamada tinta reprogramável permite que os objetos mudem de cor quando são expostos a uma luz especial com diferentes comprimentos de onda.
No vídeo abaixo, você vai conhecer como o processo funciona ao ser aplicado em um tênis, uma capinha de celular, um carro em miniatura e também em um camaleão de brinquedo. Chamada de PhotoChromeleon, a tinta é reversível e cada processo de personalização pode levar de 15 a 40 minutos, dependendo do tamanho do objeto.
Para mudar de cor, a peça é colocada em uma caixa e exposta à luz de um projetor especial que elimina os pigmentos indesejados. A luz azul, por exemplo, é absorvida pelo corante amarelo, por isso ele é removido da equação para assim criar a cor azul.
Uma das vantagens do uso da tinta reprogramável é a sustentabilidade, evitando que os fabricantes precisem produzir itens em excesso para atender as diferentes preferências de cor, além de estimular os consumidores a fazer compras mais conscientes. A criação dos desenhos aplicados nos objetos é feita por meio de uma interface digital.
“Esta tinta pode reduzir o número de etapas necessárias para a produção de uma peça multicolorida, ou melhorar a durabilidade da cor afetada por intempéries ou degradação dos UV”, explica Alper Kiziltas, especialista técnico em materiais sustentáveis e emergentes da Ford nos EUA. Kiziltas também prevê que as pessoas possam personalizar seus veículos no futuro.
A NASA desenvolveu uma tinta à base de água e microesferas ocas de vidro, capaz de reduzir a temperatura e o consumo de energia dentro das residências. Em alta no mercado internacional, a tinta térmica é a mais barata das soluções utilizadas nas obras de isolamento térmico.
O material pode ser aplicado em qualquer superfície, mas o efeito é intensificado quando é utilizada para revestir os telhados das construções, já que a parte superior recebe maior incidência dos raios solares. Os telhados revestidos com o material reduzem em até 60% o consumo de energia elétrica utilizado para refrigerar casas, prédios, indústrias e estabelecimentos comerciais.
No começo, os cientistas da NASA criaram a tinta térmica para ser aplicada em aeronaves, navios e tubulações, a fim de diminuir o calor dentro destas estruturas. Porém, a solução passou a ser comercializada em lojas de construção nos EUA e rapidamente se popularizou, já que a tinta térmica é mais barata e sustentável do que a espuma de poliuretano, material derivado do petróleo usado na maior parte das obras de isolamento térmico.
De acordo com Walter Crivelente Ferreira, diretor da empresa WC Isolamento Térmico, o revestimento pode até mesmo tomar o lugar do ar condicionado. “Se o local for bem ventilado, a sensação térmica no ambiente interno se torna agradável, sem precisar de ar condicionado”, garante o fornecedor do material.
Mesmo ganhando espaço cada vez maior no mercado, a tinta não é reconhecida para os projetos de revestimento térmico. De acordo com Crivelente, as licitações públicas ainda exigem o poliuretano nas obras. No entanto, as Nações Unidas estão elaborando um regulamento para adotar materiais de revestimento mais sustentáveis, sem data para ser entregue.
O diretor da empresa fornecedora acredita que o brasileiro deve aderir à novidade. “As vendas por aqui ainda vão crescer”, afirmou Crivelente, que leva o serviço para muitas indústrias. A nova tinta tem propriedades semelhantes às convencionais e custa a metade do preço das espumas de poliuretano. O efeito térmico dura cerca de cinco anos e a aplicação pode ser feita pelos proprietários.
BanjomanBold 