Géis armazenadores de calor estabilizam salas, mas só em pequena escala

Um cubo de gelo numa bebida mantém a bebida fria: ao derreter, absorve calor sem aquecer. Os investigadores da Texas A&M University querem que os edifícios façam o mesmo, com uma família de géis que poderiam ser incorporados em telhados, paredes e janelas. Chamam-lhes salogéis: géis de polímero carregados com sais hidratados, ou seja, sais que levam água presa no interior dos seus cristais.

Estes materiais pertencem à família dos materiais de mudança de fase, que alternam entre sólido e líquido e absorvem ou libertam calor nesse processo. A parafina, uma cera há muito usada como referência para o armazenamento de calor, é um dos exemplos. A equipa prefere os sais, que podem armazenar mais do dobro do calor por volume do que a parafina, resistir à combustão e ser razoavelmente baratos. O cloreto de cálcio hexa-hidratado, por exemplo, é um subproduto da produção de carbonato de sódio.

O problema tem afastado os sais da construção. Quando derretem, passam ao estado líquido, escorrem e, por vezes, separam-se em camadas. Os engenheiros tentaram contê-los em suportes porosos ou em cápsulas seladas, mas essas soluções costumam limitar o sal a menos de 70 % do material, e as cápsulas complicam a fabricação. Os salogéis seguem outro caminho: um pouco de polímero mantém o sal no lugar. As versões com ligações reversíveis, que se podem partir e voltar a formar, mantêm entre 80 % e 95 % da capacidade de armazenamento de calor do sal puro.

Os testes continuam a ser de pequena escala. Numa casa-modelo, um gel de acetato de sódio tri-hidratado encheu três tubos sob o pavimento, e a libertação de calor podia ser acionada num, em dois ou nos três. Numa casa impressa em 3D, um revestimento de salogel nas paredes manteve o interior notavelmente mais fresco durante a fusão e muito mais quente durante a cristalização do que uma casa idêntica sem ele. Nas janelas, o gel derrete de dia e torna-se transparente, depois cristaliza à noite, liberta calor e torna-se opaco.

Os géis mais firmes armazenam menos energia, enquanto os melhores acumuladores de calor são os mais macios. Alguns sais também permanecem líquidos mesmo depois de a temperatura descer o suficiente para os solidificar, pelo que a libertação tem de ser fiável quando é acionada; a forma como a rede de polímero consegue isso não é bem compreendida. A proteção contra a humidade, a fabricação em grande escala, a durabilidade ao longo de muitos ciclos de aquecimento e arrefecimento e a energia que um edifício real pouparia continuam por resolver.

Os proprietários e construtores ganhariam se estes géis se revelassem robustos, através de paredes e telhados que suavizam as oscilações entre dia e noite, e através de aparelhos de ar condicionado e aquecedores de água, onde o gel poderia ser carregado como uma segunda via. As fontes não indicam nem data nem valor de poupança. Os próximos passos são a simulação e a inteligência artificial para prever que polímero se dissolve em que sal, misturas de sais com pontos de fusão ajustáveis, e a impressão 3D ou fibras de gel, com o objetivo de obter um material resistente, reciclável e com vida útil de vários anos no interior dos edifícios.