Engenheiros da Universidade de Princeton quantificaram os benefícios de refrigeração de uma solução simples para combater o calor urbano: refletir a radiação solar de volta de onde ela veio.
Ao equipar paredes de edifícios e estradas em centros urbanos densos com materiais retrorrefletivos, que refletem a maior parte da luz que entra diretamente de volta à sua fonte, os pesquisadores descobriram que seria possível reduzir as temperaturas do ar em quase 5°C e na temperatura da pele humana em quase um grau.
Essas superfícies retrorrefletivas poderiam ser uma estratégia fundamental para afastar o calor urbano em cidades densas e com arranha-céus como Nova Iorque, Hong Kong e Singapura. Trabalhando com colaboradores da Universidade de Perugia, em Itália, a equipa publicou as suas descobertas, incluindo diretrizes para a instalação de superfícies retrorrefletivas em cidades de todo o mundo, no dia 11 de março na revista Nature Cities. O artigo é intitulado “Otimizando superfícies retrorreflexivas para liberar radiação e resfriar cidades”.
“Mais pessoas morrem por causa do calor extremo nos EUA do que por qualquer outro evento relacionado ao clima – o calor mata mais do que tornados, tsunamis e furacões combinados”, disse o autor correspondente Elie Bou-Zeid, professor de engenharia civil e ambiental. “E com as alterações climáticas ligadas a fenómenos de calor extremo mais frequentes e duradouros, há uma necessidade urgente de desenvolver e implementar tecnologias que possam ajudar as pessoas a manterem-se frescas.”
Devido à falta de espaços verdes e à abundância de materiais de construção que retêm o calor, as áreas urbanas são frequentemente vários graus mais quentes do que as áreas suburbanas e rurais circundantes – um fenómeno conhecido como efeito de ilha de calor urbano. Isto torna as pessoas que vivem nas cidades, incluindo algumas das populações mais vulneráveis da sociedade, particularmente suscetíveis aos impactos do calor extremo.
Várias tecnologias foram propostas para combater o problema do superaquecimento urbano, incluindo pavimentos frios e revestimentos de telhados. Estas abordagens podem ser tão simples como pintar o chão ou o telhado num tom de branco para aumentar a quantidade de luz solar reflectida, em vez de absorvida, pelo ambiente construído de uma cidade. Em Phoenix, Arizona, por exemplo, os tratamentos de pavimentos frios tornaram-se uma parte permanente do programa de manutenção das ruas da cidade.
No entanto, quando a luz solar atinge essas tecnologias de resfriamento, ela pode refletir em vários ângulos, em vez de em uma direção focada. Esta falta de controlo sobre a direcção da luz reflectida significa que materiais altamente reflectores podem sair pela culatra se aplicados nas ruas ou paredes de uma área urbana densa com edifícios altos e ruas comparativamente estreitas.
“A instalação de tecnologias altamente reflexivas nas paredes dos edifícios pode ser um problema sério, tanto no que diz respeito ao calor como à segurança geral”, disse Bou-Zeid. “Esses fótons podem ser refletidos no desfiladeiro urbano, ou podem ser refletidos no chão, em outras paredes e até mesmo nos próprios pedestres.”
Ao contrário dos materiais genéricos altamente reflexivos, os retrorrefletores podem refletir a luz solar que entra com dispersão limitada. Conseqüentemente, a maior parte da luz solar que atinge um retrorrefletor na parede de um edifício ou na rua da cidade seria direcionada de volta na mesma direção de onde veio – e para fora do desfiladeiro urbano.
“Desta forma, os retrorrefletores podem liberar a radiação que de outra forma ficaria presa no cânion urbano e agravar o problema de superaquecimento urbano”, disse o primeiro autor Xinjie Huang, estudante de graduação em engenharia civil e ambiental.
Os materiais retrorrefletivos já são utilizados no setor de transportes, onde são comumente encontrados em sinais de trânsito e pinturas para melhorar a visibilidade noturna. Outros grupos de investigação em Princeton estão até a utilizar retrorrefletores para os ajudar a identificar fugas de gases com efeito de estufa. Mas a utilização de retrorrefletores para fins de resfriamento em aplicações de fachadas ainda é uma área de pesquisa em evolução.
“Existem retrorrefletores no mercado hoje, mas uma questão importante é quão eficientes podemos fabricá-los e se podemos projetá-los para terem as propriedades que desejamos”, disse o coautor Jyotirmoy Mandal, professor assistente de engenharia civil e ambiental. .
“Os insights da óptica e da ciência dos materiais nos permitem escolher os materiais certos e fazer os ajustes certos no design para levar o desempenho dessas tecnologias ao seu limite.”
O presente trabalho não se concentrou na questão da ciência dos materiais de como projetar o melhor retrorrefletor para refrigeração urbana. No entanto, os investigadores afirmaram que o seu trabalho está entre os primeiros a avaliar os potenciais benefícios de arrefecimento da tecnologia à escala global, indo além dos estudos de caso individuais para oferecer conhecimentos práticos sobre a melhor forma de implementar superfícies retrorreflexivas em cidades de todo o mundo.
Fonte: TechXplore.
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