Cimento supergelado ajuda a resfriar prédios mais que o ar ambiente
- trapichedperrone
- há 5 dias
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Pesquisadores da Universidade do Sudeste da China, em colaboração com a Universidade de Purdue (EUA), desenvolveram um novo tipo de cimento com propriedades fotônicas avançadas. Esse material inovador é capaz de reduzir significativamente a temperatura superficial das construções e, consequentemente, diminuir o consumo de energia em edificações.
O chamado “supercool cement” (ou, em tradução livre, cimento “supergelado”) é capaz de refletir até 96,2% da radiação solar incidente e possui emissividade infravermelha de 96%, alcançando temperaturas até 5,4 °C abaixo da do ar ambiente, sem o uso de qualquer fonte ativa de energia.
O estudo, publicado na revista Science Advances (2025), apresenta uma solução que combina alto desempenho térmico, viabilidade estrutural e menor impacto ambiental — aspectos fundamentais no contexto da descarbonização do setor da construção civil.
Mecanismo fotônico de resfriamento
O desempenho térmico do material é resultado de uma estrutura fotônica heterogênea, formada pela autoformação de cristais de etringita durante o processo de hidratação do cimento. “Esses cristais se distribuem em uma matriz de aluminossilicatos de cálcio, criando uma topologia óptica capaz de espalhar fortemente a luz solar (especialmente nas faixas de 0,3 a 2,5 µm) e emitir radiação térmica na janela atmosférica (8–13 µm), promovendo o chamado resfriamento radiativo passivo”, informam os pesquisadores no estudo, que foi liderado pelo professor Wei She.
Ao contrário de revestimentos que utilizam pigmentos ou aditivos refletivos, o cimento supergelado não depende de camadas superficiais: suas propriedades ópticas estão incorporadas à microestrutura do material.“Essa característica garante maior durabilidade e preserva a refletância mesmo após longos períodos de exposição solar e desgaste por abrasão”, destaca o estudo.
Resultados experimentais
Nos ensaios realizados em ambiente externo, sob irradiância solar de 850 W/m², o cimento supergelado apresentou os seguintes resultados:
Refletância solar média (ρₛ): 96,2%
Emissividade térmica (ε): 96%
Diferença de temperatura (ΔT) entre a superfície e o ar ambiente: –5,4 °C
ΔT em relação ao cimento Portland convencional: –26 °C
Após 1.080 horas de envelhecimento acelerado por radiação UV e 50 ciclos de congelamento e descongelamento, o material manteve refletância superior a 95%, sem ocorrência de microfissuras ou perda de resistência mecânica.
Além disso, a superfície côncava, formada naturalmente durante o processo de moldagem, aumenta a refletância difusa e reduz a deposição de partículas sólidas. Essa característica confere ao material propriedades anfifóbicas, ou seja, a capacidade de repelir simultaneamente água e óleo, além de um comportamento autolimpante.
Formulação e processo de fabricação
De acordo com o estudo publicado na revista Science Advances, o cimento supergelado é produzido por meio de um processo de calcinação otimizado, que torna sua fabricação cerca de 25% menos intensiva em carbono em comparação ao cimento Portland convencional. “A composição utiliza clínqueres de baixo teor de cálcio, com substituição parcial por compostos ricos em alumínio, silício e enxofre”, explicam os pesquisadores.
Durante o processo de cura, ocorre a nucleação espontânea de etringita em escala nanométrica, cuja distribuição espacial é responsável pelo comportamento óptico característico do material. Os pesquisadores ressaltam que o processo produtivo é compatível com as linhas industriais já existentes, podendo ser adaptado para a fabricação de elementos pré-moldados, painéis e revestimentos estruturais.
Análise de Ciclo de Vida (LCA)
Modelagens de Análise de Ciclo de Vida, apoiadas por técnicas de aprendizado de máquina, indicam que o uso do cimento supergelado pode resultar em uma redução de até 2.867 kg de CO₂ por tonelada de material ao longo de 70 anos.Essa estimativa considera tanto a menor intensidade de carbono do processo de produção quanto a economia energética obtida na climatização das edificações.
“Em cenários urbanos de alta insolação, como Niamey (Níger) e Chongqing (China), o balanço energético e de emissões se torna negativo, ou seja, o material compensa mais carbono do que emite durante todo o ciclo de vida da edificação”, aponta o estudo.
Potencial de aplicação
O estudo indica que o cimento supergelado pode ser aplicado tanto em estruturas aparentes quanto em revestimentos externos e coberturas, dispensando manutenção específica. Além da coloração branca original, os pesquisadores desenvolveram pigmentações seletivas, nas tonalidades amarela, verde e vermelha, que mantêm refletância superior a 90%, possibilitando ampla liberdade arquitetônica sem comprometer o desempenho térmico.
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