As técnicas e os materiais de construção estão em constante evolução. Nesse processo, algumas equipes de pesquisa buscam soluções para alguns dos problemas mais urgentes, como alcançar maior eficiência energética ou integrar funções como climatização ou iluminação diretamente nos elementos da edificação. Avanços como o concreto que gera eletricidade e analisa edifícios , ou tijolos altamente resistentes feitos de ovos, estão levando a tecnologia da construção a um novo patamar.
Tijolos Aerobrick Empa Omicron.
Pesquisadores da Empa, um instituto interdisciplinar de pesquisa de materiais com sede em Zurique, na Suíça, acabam de apresentar o Aerobrick, um novo tipo de tijolo translúcido preenchido com aerogel de sílica. Este material de construção revolucionário, descrito em detalhes na revista científica Journal of Building Engineering, tem a mesma função dos tijolos tradicionais, mas adiciona a capacidade de transmitir luz natural para o interior e oferece isolamento e resistência significativamente superiores.
Na verdade, a equipe liderada pelos engenheiros Jannis Wernery e Michal Ganobjak já havia apresentado uma versão inicial do Aerobrick em 2017, mas aprimorou seu design, composição e processo de fabricação para alcançar um desempenho superior. O objetivo — construir paredes inteiramente translúcidas com isolamento térmico eficaz — agora é realidade. Esses novos tijolos ajudarão, portanto, a economizar nos custos de aquecimento, sem a necessidade de aplicar uma camada isolante adicional na alvenaria, e também na energia elétrica, proporcionando iluminação difusa em todos os tipos de ambientes.
Vidro e aerogel
Wernery, Ganobjak e seus colegas do departamento de Materiais e Componentes Energéticos para Construção da Empa queriam desenvolver um material que fosse fiel aos princípios que o arquiteto romano Vitrúvio considerava essenciais para uma construção: durabilidade, funcionalidade e beleza.
Para alcançar esse objetivo, testaram diferentes designs, tamanhos e combinações, mas os principais ingredientes foram sempre os mesmos: vidro float (fabricado pela flutuação de vidro fundido sobre uma camada de estanho fundido para obter uma espessura uniforme e uma superfície muito plana), resina epóxi e grânulos de aerogel de sílica. Todos esses materiais foram selecionados por sua alta transparência óptica, permitindo a passagem da quantidade máxima de luz sem que o resultado final seja transparente.
Após centenas de simulações computacionais, o projeto final tomou forma com quatro painéis de vidro float de 12 mm conectados por espaçadores, com as superfícies laterais, inferior e superior seladas com uma camada de epóxi de 1,5 mm. Os espaçadores foram fundidos diretamente entre os painéis de vidro usando moldes de silicone. Essa técnica permitiu a colagem do vidro, criando simultaneamente diversas câmaras de ar entre eles para otimizar o isolamento térmico.
Protótipo de tijolo Aerobrick. Empa Omicrono.
Para melhorar o desempenho, uma pequena abertura foi deixada na vedação de cada uma das seis cavidades resultantes: quatro na camada intermediária do tijolo e uma em cada camada externa. Essas aberturas foram preenchidas com grânulos de aerogel sem aglutinante e, por fim, seladas com fita adesiva transparente. As dimensões finais do tijolo são 500 mm × 136 mm × 84 mm.
Após a obtenção dos primeiros protótipos, a equipe de pesquisa concentrou-se em testar suas capacidades, tanto em simulações computacionais quanto em laboratório. Submetido a uma prensa hidráulica, o Aerobrick demonstrou uma resistência à compressão de aproximadamente 45 megapascals (MPa), superior à de qualquer tijolo atualmente disponível no mercado.
Em relação à condutividade térmica, o tijolo de vidro preenchido com aerogel não ultrapassou 53 mW/(mK), o menor valor registrado entre todos os testados. Além disso, transmite a maior parte do espectro da luz visível. Assim, esse material pode se tornar umnovo elemento estrutural para fachadas, graças ao seu alto desempenho e qualidades estéticas.
Casos de uso
Segundo os pesquisadores, os tijolos de vidro com aerogel são ideais para espaços que não devem ter visão direta para o exterior por motivos de privacidade, segurança ou para evitar perturbações, mas que permitem a entrada de luz natural difusa. A equipe destaca sua utilidade principalmente em edifícios de escritórios, bibliotecas, museus e outros espaços públicos.
Um dos tijolos Aerobrick em uma prensa industrial. Empa Omicrono.
Eles também destacam sua versatilidade em edifícios onde maximizar a luz natural e economizar espaço são essenciais. Como exemplo, citam bairros urbanos densamente povoados com prédios altos e inúmeros apartamentos — uma descrição aplicável aos centros de Madri, Barcelona ou qualquer outra grande cidade. Além disso, enfatizam os benefícios que esse tipo de iluminação pode trazer para os ocupantes do edifício e seus ritmos circadianos, referindo-se às mudanças físicas, mentais e comportamentais que seguem um ciclo de 24 horas e são amplamente reguladas pela luz natural.
Seguindo a mesma linha de raciocínio, no que diz respeito aos ritmos circadianos saudáveis, locais como hospitais e lares de idosos, bem como zoológicos, estábulos e outras instalações de criação de animais, também estão incluídos. Plantas que não necessitam de luz solar direta também podem se beneficiar muito de estufas construídas com esse tipo de tijolo.
Ilustração mostrando uma parede estrutural construída com Aerobrick. Empa Omicrono.
Enquanto aguardam a aprovação da patente e potenciais parceiros industriais, os gestores da Aerobrick estão muito orgulhosos de uma solução que permite paredes perimetrais leves, finas e energeticamente eficientes: "Acreditamos que os tijolos de vidro preenchidos com aerogel podem trazer mais luz para o interior dos edifícios através do seu envelope, melhorando a saúde e ajudando a economizar a energia necessária para iluminação e aquecimento.".
Fonte: https://www.elespanol.com/omicrono/.
