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Este ano já assistimos a enormes ondas de calor em todo o mundo, com cidades do México, Índia, Paquistão e Omã atingindo temperaturas próximas ou superiores a 50 graus Celsius (122 graus Fahrenheit).
À medida que as temperaturas globais e as populações urbanas aumentam, as cidades do mundo tornam-se “ilhas de calor urbanas”, com condições compactas e radiação térmica emitida pelos pavimentos e arranha-céus, retendo e aumentando estas temperaturas. Com a previsão de que 68% de todas as pessoas viverão em cidades até 2050, este é um problema crescente e mortal.
Num artigo publicado hoje em Ciência, pesquisadores da Escola Pritzker de Engenharia Molecular (PME) da UChicago detalham um novo tecido vestível que pode ajudar os residentes urbanos a sobreviver aos piores impactos do calor massivo causado pelas mudanças climáticas globais, com aplicações em roupas, design de edifícios e automóveis e armazenamento de alimentos.
Em testes sob o sol do Arizona, o material manteve-se 2,3 graus Celsius (4,1 graus Fahrenheit) mais frio do que o tecido emissor de banda larga usado para esportes de resistência ao ar livre e 8,9 graus Celsius (16 graus Fahrenheit) mais frio do que a seda comercializada comumente usada em camisas, vestidos e roupas. outras roupas de verão.
Isto, espera a equipa, ajudará muitos a evitar as hospitalizações e mortes relacionadas com o calor observadas nos centros populacionais globais apenas este ano.
“Precisamos de reduzir as emissões de carbono e tornar as nossas cidades carbono negativas ou neutras em carbono”, afirma a PME Asst. Prof. Po-Chun Hsu disse. “Mas, enquanto isso, as pessoas estão sentindo o impacto dessas altas temperaturas”.
‘Você tem que considerar o meio ambiente’
O tecido de resfriamento existente para esportes ao ar livre reflete a luz do sol em um padrão difuso para não cegar os espectadores. Mas numa ilha de calor urbana, o sol é apenas uma fonte de calor. Enquanto o sol brilha de cima, a radiação térmica emitida pelos edifícios e pelas calçadas atinge os moradores das cidades com um calor escaldante vindo dos lados e de baixo.
Isso significa que muitos materiais que apresentam bom desempenho em testes de laboratório não ajudarão os moradores de cidades no Arizona, Nevada, Califórnia, Sudeste Asiático e China, quando as enormes ondas de calor previstas os atingirão nas próximas semanas.
“As pessoas normalmente se concentram no desempenho ou no design do material dos têxteis de resfriamento”, disse o coautor Ronghui Wu, pesquisador de pós-doutorado na PME. “Para fazer um tecido que tenha potencial para ser aplicado na vida real, é preciso considerar o meio ambiente.”
Um exemplo simples de consideração do meio ambiente é que as pessoas ficam de pé. Eles usam materiais projetados para refletir a luz solar direta, mas apenas seus chapéus, coberturas para os ombros e a parte superior dos sapatos – cerca de 3% de suas roupas – ficam expostos à luz direta. As outras 97 roupas estão sendo aquecidas pela radiação térmica que chega até elas pelas laterais e por baixo, contra a qual o tecido emissor de banda larga não combate.
O sol e a calçada cozinham com calores diferentes. Criar um material capaz de proteger os usuários de ambos representou um grande desafio de engenharia para a equipe.
“Solar é luz visível, radiação térmica é infravermelha, então eles têm comprimentos de onda diferentes. Isso significa que você precisa de um material que tenha duas propriedades ópticas ao mesmo tempo. Isso é muito desafiador de fazer”, disse o co-autor Chenxi Sui, doutorando na PME. “Você precisa brincar com a ciência dos materiais para projetar e ajustar o material para fornecer diferentes ressonâncias em diferentes comprimentos de onda.”
Os custos do conforto
Resfriar uma casa muitas vezes significa aquecer o planeta, com o impacto do carbono dos sistemas de ar condicionado e refrigeração contribuindo para as mudanças climáticas.
“Na verdade, nossa civilização usa cerca de 10 a 15 por cento da energia total apenas para nos sentirmos confortáveis onde quer que vamos”, disse Hsu.
No entanto, o risco do calor não é distribuído uniformemente. Nos EUA e no Japão, mais de 90% dos agregados familiares têm ar condicionado, um número que cai para 5% na Índia e em partes de África.
O novo têxtil da equipa PME, que recebeu uma patente provisória, pode ajudar a fornecer um sistema de refrigeração passivo que pode complementar e reduzir a necessidade de sistemas intensivos em energia e custos.
As aplicações vão muito além do vestuário.
Uma versão mais espessa do tecido protegida por uma camada invisível de polietileno poderia ser usada nas laterais de prédios ou carros, diminuindo a temperatura interna e reduzindo o custo e o impacto do carbono do ar condicionado. Da mesma forma, o material poderia ser usado para transportar e armazenar leite e outros alimentos que, de outra forma, estragariam com o calor, reduzindo o impacto da refrigeração.
“Você pode economizar muitos custos de refrigeração, eletricidade e energia porque este é um processo passivo”, disse Sui.
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