'Frozen Smoke' torna os tijolos de vidro fortes e superisolantes

Como um material inventado na década de 1930 pode revolucionar a forma como construímos edifícios

A missão de poeira estelar da NASA coletou com sucesso a poeira da cauda de um cometa e a devolveu à Terra. ... [+] O aerogel utilizado como meio de coleta foi desenvolvido no JPL. Nesta foto de 2002 está o Dr. Peter Tsou com sua bandeja usada em testes de vôo da nave Stardust; idêntico ao usado no Stardust. (Foto de Ken Hively/Los Angeles Times via Getty Images)

Em 1999, a NASA lançou uma nave espacial com uma missão ambiciosa – recolher amostras de poeira da cauda de um cometa distante e devolver algumas dessas amostras à Terra. Um ano após o lançamento do Cabo Canaveral, a sonda Stardust recolheu as suas primeiras partículas de poeira interestelar. Quatro anos depois, atingiu o seu alvo – o cometa 81P/Wild, também conhecido como Wild 2 – e implantou o seu coletor de amostras. Descrito como “…uma bandeja de cubos de gelo de metal colocada em uma raquete de tênis enorme”, o principal componente do colecionador era o aerogel de sílica, uma espuma extraordinária, leve e translúcida. Quando uma partícula de poeira atingiu o aerogel, ela se enterrou nele, desacelerando suavemente até parar. O aerogel manteve as partículas no lugar, preservando-as. Quando a cápsula de recolha de amostras finalmente chegou à Terra em 2006, continha dezenas de milhares de partículas, permitindo aos investigadores e ao público estudar alguns dos blocos de construção do nosso sistema solar.

Inventados há mais de seis décadas, os aerogéis estão entre os materiais sólidos mais leves já conhecidos. Embora possam ser feitos a partir de uma variedade de compostos químicos, aqueles à base de sílica são os mais comuns. Para fazer um, você combina dióxido de silício com um solvente, produzindo um gel úmido e poroso estruturalmente semelhante à gelatina (mas não se engane, não é comestível*). Em seguida, você o submete a um processo chamado secagem supercrítica, por meio do qual pressuriza e aquece o gel na presença de um fluido (por exemplo, dióxido de carbono). Quando feito corretamente, retira o líquido do gel e o substitui por ar, sem danificar a estrutura. A estrutura sólida, mas de densidade extremamente baixa, do gel é deixada para trás, o que dá aos aerogéis a aparência fantasmagórica pela qual são famosos. Os aerogéis de sílica receberam apelidos como “fumaça congelada” e “nuvem sólida”, e com uma porosidade entre 90 e 99,8%, os aerogéis são na verdade, em sua maioria, ar. Isso não apenas os torna superleves; isso também significa que podem ser isolantes térmicos eficazes.

E é aqui que os aerogéis de sílica são mais utilizados aqui na Terra.

Tornar os edifícios mais eficientes em termos energéticos é uma parte fundamental da nossa transição para um futuro com menos emissões de carbono. A situação actual do sector não é boa. De acordo com a Agência Internacional de Energia, a operação de edifícios é responsável por impressionantes 30% do consumo global de energia. E o Programa das Nações Unidas para o Ambiente afirma que, em vez de diminuir nos últimos anos, esta proporção ainda está a crescer; a procura de energia nos edifícios aumentou cerca de 4% entre 2020 e 2021 – o maior aumento nos últimos 10 anos.

Parte disto foi impulsionado pelo crescimento da população urbana – mais pessoas, mais edifícios – mas também parece ter sido influenciado pela nossa obsessão por arranha-céus altos e revestidos de vidro.

O isolamento ajuda a melhorar o desempenho térmico de um edifício. Fotógrafo: Sergio Flores/Bloomberg

O desenho da envolvente de um edifício (a sua cobertura exterior) e os materiais utilizados na sua construção têm um enorme impacto no eventual consumo de energia do edifício. As paredes, pisos, tetos, janelas, escadas, portas, poços de elevadores e coberturas combinam-se para ditar o desempenho térmico de toda a estrutura. Isso, por sua vez, define o custo que estará envolvido na manutenção de temperaturas internas confortáveis, uma vez que o edifício esteja ocupado**.

Aumentar o desempenho térmico geralmente significa aumentar a espessura do seu isolamento. Isto não é um problema para paredes opacas feitas de concreto, madeira ou tijolo. Existem inúmeros materiais isolantes no mercado, incluindo aqueles feitos a partir de resíduos e outros feitos de aerogel.