Materiais luminescentes poderiam resfriar nossas cidades e iluminar as ruas

Oct 27, 2023

Imagine uma cidade que pode brilhar no escuro, sem eletricidade. Um dia isso pode ser realidade, graças aos materiais luminescentes.

Esses materiais já estão sendo usados ​​para iluminação de emergência, sinalização de ruas e decorações. Mas, algum dia, eles poderão ser usados ​​para resfriar nossas cidades e, simultaneamente, reduzir o uso de eletricidade.

O efeito de resfriamento: As ilhas de calor urbanas se formam porque as cidades são concentrações densas de materiais que absorvem calor – como edifícios de aço ou ruas de asfalto e estacionamentos. Esses materiais absorvem a energia do sol e a liberam na forma de calor.

Para manter as coisas frescas, os pesquisadores estão apresentando tecnologias complexas como resfriamento radiativo ou soluções simples, como cobrir telhados com papel de resfriamento branco ou pintá-los com tinta ultrabranca.

"É melhor para o meio ambiente. Se a tecnologia puder ser melhorada, podemos usar menos energia. Vale a pena fazer isso."

Mas alguns cientistas afirmam que os materiais fotoluminescentes são uma aposta ainda melhor, porque a tinta branca pode ser mais eficaz quando misturada com materiais luminescentes.

"Você pode tornar [uma superfície] o mais reflexiva possível. Mas você pode ir além disso? A ideia é que talvez você possa ir um pouco além disso usando luminescência persistente como outra forma de transferir energia para fora…. É interessante", disse. Patrick E. Phelan, engenheiro mecânico da Arizona State University, disse à Knowable Magazine

Luz, não calor: Pesquisadores do Lawrence Berkeley Lab exploraram essa teoria tornando as cores frias ainda mais frias. Essencialmente, os materiais luminescentes liberam energia como luz, em vez de calor.

A equipe, liderada por Paul Berdahl, um físico ambiental agora aposentado, experimentou um rubi sintético, que é luminescente à luz do sol. Eles descobriram que uma superfície formulada com o rubi sintético era mais fria à luz do sol em comparação com um material de cor semelhante, mas sem o material rubi.

Eles então tentaram adicionar vários materiais luminescentes ao concreto. Eles descobriram que, em comparação com o concreto não luminescente da mesma cor, os materiais luminescentes poderiam reduzir a temperatura do ar próximo em até 3,3 graus Celsius - quase 6 graus Fahrenheit.

"É melhor para o meio ambiente", disse Berdahl à Knowable Magazine. "Se a tecnologia puder ser melhorada, podemos usar menos energia... Vale a pena fazer isso."

Mas os materiais luminescentes teriam que cortar o calor muito mais do que alguns graus para obrigar as pessoas a repintar seus telhados - a menos que tivesse um propósito duplo.

Luz autoalimentada:Além de resfriar a temperatura externa das cidades, convertendo parcialmente a energia absorvida do sol em luz em vez de calor, os materiais luminescentes também podem reduzir o consumo de energia iluminando as ruas e calçadas da cidade.

Algumas cidades europeias já implementaram ciclovias que brilham no escuro, e alguns pesquisadores analisaram a utilização de tinta luminescente para marcadores de estradas. Prédios brilhantes podem até reduzir a necessidade de iluminação pública, informa a Knowable Magazine.

A iluminação externa consome muita energia - 1,3 quatrilhões de Btu nos EUA, de acordo com o Departamento de Energia - então alternativas de baixo consumo de energia, como tinta brilhante, podem fazer a diferença em algumas circunstâncias.

A engenheira de construção da Universidade de Perugia, Anna Laura Pisello, queria saber exatamente o quão impactante a tinta luminescente poderia ser.

Seu laboratório criou uma tinta que brilha no escuro e modelou o que poderia acontecer se eles a usassem para pintar uma rota pública perto de uma estação de trem. Eles descobriram que a tinta reduziria a quantidade de energia necessária para as luzes na região próxima em cerca de 27%, iluminando a estrada durante a noite.

Mas antes que nossas cidades possam se transformar em ambientes brilhantes com eficiência energética, ainda há desafios a serem superados – como manter o brilho durante longos e escuros meses de inverno ou entender o impacto que comprimentos de onda específicos podem ter na vida selvagem.