As tintas que comem poluentes e aquecem casas

A aplicação de uma camada de tinta nas paredes de uma casa pode em breve ajudar a aquecê-la, economizando energia e reduzindo as emissões de CO 2 . Também poderia limpar o ar que respiramos, decompondo produtos químicos e poluentes e eliminando patógenos nocivos.

Na Europa, metade do consumo anual de energia das cidades vai para aquecimento e resfriamento. Apesar da mudança da UE para a descarbonização, 75% do aquecimento e refrigeração são provenientes de combustíveis fósseis, enquanto apenas 19% são gerados a partir de energias renováveis .

“As energias renováveis ​​não são amplamente utilizadas e muita energia está sendo desperdiçada”, disse o professor Dmitry Shchukin, da Universidade de Liverpool, no Reino Unido.

Ele desenvolveu uma tinta termorreguladora que pode absorver e liberar calor dentro de edifícios de tijolos, mantendo as salas aquecidas sempre que necessário, usando excesso de energia.

“A idéia principal era reformar casas antigas com essas tintas”, disse Shchukin. “Se você tem uma casa histórica antiga, por exemplo, não pode destruí-la e construir uma nova.”

Os edifícios são o maior consumidor de energia, diz ele. A maioria é antiga e ineficiente em termos de energia e é responsável por cerca de 40% do consumo total de energia e 36% das emissões de dióxido de carbono (CO 2 ) na UE.

A tinta, desenvolvida como parte de um projeto chamado ENERPAINT , pode ser usada como uma forma de isolamento para aumentar a eficiência energética de casas antigas sem gastar uma fortuna, diz ele. Durante o dia, ele coleta o calor produzido por radiadores ou até pessoas, depois o libera à noite quando as temperaturas caem porque as caldeiras geralmente são desligadas para economizar nas contas. Então, como isso acontece?

Materiais de mudança de fase

“Funciona de maneira muito simples”, disse Shchukin. “Os fabricantes de tintas e revestimentos têm suas próprias tintas e apenas fornecemos alguns aditivos – cerca de 5% – à tinta”.

Esses aditivos são os chamados materiais de mudança de fase (PCMs), como parafinas, hidratos de sal e ácidos graxos, envoltos em cápsulas protetoras do tamanho de nanômetros, que melhoram a transferência de calor. Os PCMs podem armazenar grandes quantidades de energia térmica e alterar os estados – de sólido para líquido e vice-versa – sem alterar sua própria temperatura.

O desenvolvimento dessa tinta, atualmente em teste, faz parte de um projeto mais amplo chamado ENERCAPSULE , onde o Prof. Shchukin está projetando revestimentos adequados para encapsular PCMs em escala nano para uso em tintas, têxteis e medicamentos.

“Para as tintas, usamos hidratos de sal devido ao baixo custo e à alta densidade volumétrica de armazenamento de energia”, disse o professor Shchukin. “No entanto, estes eram muito difíceis de encapsular, pois são corrosivos e hidrofílicos (eles se dissolvem na água).”

Ele foi capaz de colocar hidratos de sal em conchas de polímero tão pequenas quanto 10 nm, o que os protege do ambiente circundante, mas também lhes permite responder ao calor de maneira controlada. Os materiais que eles usam foram aprovados pela Food and Drug Administration dos EUA, mas não pela Agência Europeia de Medicamentos, de acordo com o Prof. Shchukin.

Durante o dia, quando essas nanocápsulas de energia absorvem e armazenam calor em sua temperatura de fusão, os PCMs se tornam líquidos e, nas noites frias, cristalizam a uma temperatura definida, liberando calor e aquecendo a sala, explica Shchukin.

Ele diz que empresas européias, chinesas e russas estão demonstrando interesse em suas pesquisas e que agora espera produzir nanocápsulas para tintas que possam ajudar a resfriar edifícios.

Outro tipo de tinta desenvolvido e comercializado através de um projeto chamado AIRLITE utiliza nanopartículas para purificar o ar. Essas tintas podem reduzir poluentes, como dióxido de nitrogênio, matar bactérias, vírus e mofo, remover cheiros ruins e repelir poeira e sujeira.

“O objetivo da Airlite (tinta) era criar algo que faz a diferença para a saúde e o bem-estar humano no ambiente construído”, disse Chris Leighton, vice-presidente de vendas e marketing da AM Technology, empresa por trás da tinta Airlite .

Poluição do ar

A poluição do ar é considerada uma das maiores ameaças à saúde ambiental do mundo, sendo responsável por 7 milhões de mortes prematuras em todo o mundo a cada ano . Partículas finas e compostos como dióxido de nitrogênio – como os produzidos por veículos e queima de combustíveis fósseis – são encontrados no ar poluído e podem penetrar em nossos pulmões e corrente sanguínea, causando ataques cardíacos, derrames, ataques de asma e outras doenças respiratórias.

Airlite veio com uma tinta que melhora a qualidade do ar, quebrando poluentes no ar. “O princípio básico é a fotocatálise, uma reação que ocorre (naturalmente) na atmosfera da Terra (para decompor os poluentes)”, disse Leighton.

Quando os raios ultravioletas do sol brilham na pintura – feita com nanopartículas de dióxido de titânio, que são catalisadoras -, os elétrons são liberados na superfície.

Os elétrons interagem com a umidade do ar, quebrando as moléculas de água em íons altamente reativos, de vida curta e sem carga, chamados radicais hidroxila. Esses radicais atacam moléculas poluentes e as transformam em substâncias inofensivas.

Incorporar os catalisadores na tinta foi o desafio, diz Leighton. ‘A tinta (tradicional) em si é um poluente “, disse ele.” Se você colocá-los (catalisadores) em uma tinta, a tinta ataca a si mesma e você produziria toxinas gasosas “.

Produtos químicos perigosos conhecidos como compostos orgânicos voláteis são encontrados em tintas regulares, mas o Airlite usa uma base de cálcio desprovida deles. A base é um subproduto de um local de processamento de mármore na Itália e a tinta em si é um pó para misturar com água.

A tinta foi testada em 2007 no túnel poluído Traforo Umberto I em Roma , Itália. Depois que o túnel foi limpo e toda a fuligem e sujeira foram removidas, ele foi pintado com uma camada de tinta neutralizadora de poluentes. Luzes UV para ativar as propriedades fotocatalíticas da tinta foram instaladas.

“Os níveis de poluição diminuíram no túnel após a reforma”, disse Leighton. Por exemplo, um mês após as reformas, os níveis de óxido de nitrogênio haviam reduzido em 20% no centro do túnel . Desde então, a tinta tem sido usada em hospitais, escolas, aeroportos, escritórios e residências em todo o mundo, diz Leighton.

No ano passado, 21 artistas de rua usaram essas tintas para criar o primeiro mural de consumo de poluição da Europa , estendendo-se por 100 metros quadrados de um prédio de sete andares em Roma.

Leighton acrescenta que o uso da tinta na parte externa dos edifícios pode resfriar os espaços internos durante o tempo quente, porque reflete o calor da luz solar, economizando energia que seria direcionada ao resfriamento e, portanto, reduzindo as emissões de CO 2 .