Novos materiais chamados salogeles podem reduzir custos de climatização em edifícios através do armazenamento térmico

Os salogeles, uma nova classe de materiais compostos por géis poliméricos carregados com sais hidratadas, surgem como uma alternativa para a redução de custos com climatização de edifícios. A tecnologia permite a instalação desses componentes em paredes, tetos e janelas, atuando no armazenamento e na conversão de energia térmica.

O funcionamento desses materiais baseia-se no princípio dos materiais de mudança de fase. Assim como o gelo absorve calor ao derreter sem elevar a temperatura, as sais hidratadas — que possuem água em sua estrutura cristalina — conseguem guardar calor para liberá-lo posteriormente. Em comparação à parafina, a cera utilizada como referência no setor, essas sais armazenam mais que o dobro de calor por volume, possuem menor custo e não são inflamáveis. Um exemplo é o cloreto de cálcio hexahidratado, derivado da produção de carbonato de sódio.

Superação de barreiras físicas

A aplicação de sais na construção civil enfrentava limitações técnicas, pois, ao derreterem, as substâncias tornavam-se líquidas, escorriam ou separavam-se em camadas. Soluções anteriores, como o uso de suportes porosos ou encapsulamento, limitavam a concentração de sal a menos de 70% do material e dificultavam a fabricação.

Os salogeles resolvem esse problema ao manterem o sal estabilizado com uma quantidade reduzida de polímero. Versões que utilizam ligações reversíveis conseguem preservar entre 80% e 95% da capacidade de armazenamento térmico da sal pura.

Modelos de aplicação e testes

A implementação da tecnologia pode ocorrer de duas formas:

• Passiva: integração direta em janelas, paredes ou tetos, aproveitando a oscilação térmica natural entre o dia e a noite.
• Ativa: instalação em módulos de água quente ou sistemas de ar condicionado.

Testes em pequena escala já demonstram a eficácia do material. Em uma casa modelo, tubos sob o piso preenchidos com gel de acetato de sódio trihidratado permitiram a ativação controlada da liberação de calor. Já em uma estrutura impressa em 3D, o revestimento de salogel manteve a temperatura interna cerca de 20 °C mais fria durante a fusão, ou mais quente durante a cristalização, quando comparada a uma construção sem o material.

No caso de janelas, o gel apresenta comportamento dinâmico: derrete e torna-se transparente para resfriar o ambiente durante o dia, enquanto cristaliza, escurece e libera calor durante a noite.

Desafios para a escala industrial

Para que a tecnologia chegue aos canteiros de obras, pesquisadores da Texas A&M indicam a necessidade de solucionar gargalos técnicos. Existe um conflito entre a rigidez do material e sua eficiência energética: versões mais resistentes armazenam menos calor, enquanto as de maior capacidade são mais macias.

Além disso, é necessário garantir que as sais não permaneçam líquidas em temperaturas baixas, proteger o material contra a umidade e validar a durabilidade do desempenho após sucessivos ciclos de aquecimento e resfriamento.

Para evoluir além do método de tentativa e erro, a proposta atual envolve o uso de simulações e inteligência artificial para prever a compatibilidade entre polímeros e sais. O objetivo é desenvolver misturas com temperaturas de fusão ajustáveis e explorar a impressão 3D e fibras de gel para criar um material estável, reciclável e resistente para uso prolongado em edificações.