Pesquisadores da Texas A&M University, nos Estados Unidos, desenvolveram uma nova geração de géis capazes de absorver e liberar calor sozinhos, sem gastar energia no processo. A ideia é usar o material em paredes, telhados, janelas e até em ar-condicionado para reduzir a conta de luz de casas e prédios.
Batizado de salogel, o material guarda mais do que o dobro de calor por volume do que a parafina, a cera usada hoje como referência em armazenamento térmico, segundo estudo de revisão do grupo da universidade americana.
Como funciona o gel que guarda calor
O princípio é parecido com o de um cubo de gelo em um copo de bebida: enquanto derrete, o gelo absorve calor sem esquentar, mantendo o líquido gelado por mais tempo.
Os salogéis fazem algo parecido, mas usam sais hidratados, compostos que carregam água presa na própria estrutura cristalina. Ao derreter, o sal absorve calor do ambiente; ao solidificar de novo, devolve esse calor.
Além de guardar mais calor que a cera, esses sais resistem melhor ao fogo e podem ser baratos. O cloreto de cálcio hexahidratado, um dos sais usados, é um subproduto da fabricação de barrilha (carbonato de sódio).
O problema é que, ao virar líquido, esses sais costumam vazar ou se separar em camadas, o que sempre limitou seu uso na construção. Soluções antigas, como prender o sal em suportes porosos ou encapsulá-lo, reduziam a proporção de sal a menos de 70% do material.
Os salogéis resolvem isso com uma pequena quantidade de polímero, que forma uma rede ao redor do sal e o mantém no lugar. Nas versões com ligações químicas reversíveis, que se rompem e se refazem, o material preserva entre 80% e 95% da capacidade de armazenamento de calor do sal puro.
“Os salogéis representam uma mudança de simplesmente guardar calor para projetar materiais multifuncionais que combinam armazenamento e conversão de energia térmica”, afirmou Kartik Kumar Rajagopalan, do Soft Matter Facility da Texas A&M, um dos autores do estudo.
Por que isso importa para casas e prédios
Os cientistas propõem dois usos. O passivo embute o gel em telhados, paredes ou janelas, que absorvem e liberam calor conforme a temperatura sobe de dia e cai de noite. O dinâmico instala o material dentro de equipamentos, como ar-condicionado e aquecedores de água.
Em uma casa-modelo, um gel de acetato de sódio trihidratado preencheu três tubos sob o piso, e a liberação de calor pôde ser acionada em um, dois ou nos três tubos ao mesmo tempo.
Em outro teste, uma camada de salogel nas paredes de uma casa impressa em 3D manteve o interior visivelmente mais fresco na fase de derretimento, e bem mais quente na de solidificação, em comparação com uma casa idêntica sem o material.
Já em janelas, o gel derrete de dia, fica transparente e esfria o ambiente; de noite, solidifica, libera calor e fica opaco.
O que ainda falta para o gel chegar ao mercado
Os autores do estudo admitem obstáculos antes de o material sair dos laboratórios. Géis mais firmes guardam menos energia, enquanto os que armazenam mais calor são mais moles, um equilíbrio difícil de alcançar.
O gel também precisa liberar o calor no momento certo, já que alguns sais continuam líquidos mesmo após a temperatura cair o suficiente para solidificá-los. Proteção contra umidade, fabricação em grande escala e resistência a ciclos repetidos de uso ainda são perguntas sem resposta.
Os pesquisadores querem usar simulações e inteligência artificial para prever as melhores combinações de polímero e sal, além de testar misturas de sais com ponto de fusão ajustável e métodos como impressão 3D. A meta é um material resistente e reciclável que dure anos nas construções.
- Salogéis guardam mais do dobro de calor por volume do que a parafina, a cera usada como referência no setor.
- Versões com ligações químicas reversíveis mantêm entre 80% e 95% da capacidade de armazenamento de calor do sal puro.
- Métodos antigos de encapsulamento limitavam o sal a menos de 70% do material.
- Testes já foram feitos em casa-modelo com tubos sob o piso, em paredes impressas em 3D e em janelas.
Perguntas frequentes
O que é um salogel?
É um gel de polímero com sais hidratados, compostos que carregam água presa na estrutura cristalina e absorvem ou liberam calor ao mudar de sólido para líquido.
Como o gel guarda e libera calor sem gastar energia?
Ele absorve calor quando o sal derrete e devolve esse calor quando o sal solidifica de novo, como um cubo de gelo que absorve calor ao derreter em uma bebida.
Esse gel térmico já pode ser comprado?
Não. A tecnologia está em fase de estudo e testes de pequena escala, como casas-modelo e paredes impressas em 3D. Fabricação em larga escala e durabilidade ainda precisam ser resolvidas.
Onde o salogel pode ser usado em uma casa?
Em telhados, paredes e janelas, de forma passiva, ou dentro de equipamentos como ar-condicionado e aquecedores de água, de forma ativa.