Descubra como os materiais higromórficos estão revolucionando a arquitetura sustentável, regulando o clima interno dos edifícios de forma passiva e sem uso de energia elétrica.
Analisando hoje os últimos grandes avanços tecnológicos, muitos creem que a maior esperança para a engenharia são as soluções trazidas pelas inteligências artificiais. Sua capacidade de análise de dados poderia ajudar a encontrar mais rapidamente respostas de como construir num modo mais verde e preservar o planeta. No entanto, outros especialistas apostam que os materiais higromórficos serão a verdadeira solução do futuro, protagonizando grandes revoluções na arquitetura, dando-nos um “norte” de como adaptar as estruturas às novas condições climáticas – e o melhor, sem depender de energia elétrica!
O que são materiais higromórficos?
Materiais higromórficos são aqueles materiais que têm a capacidade de responder a variações na umidade ambiental, alterando suas propriedades físicas, como forma, tamanho e estrutura – um fenômeno observado em diversas substâncias naturais. O exemplo mais simples que podemos dar neste momento do texto é a madeira, que se expande ou se contrai conforme as condições ambientais. Justamente por isso, ela é frequentemente utilizada para otimizar o conforto interno dos edifícios.
Além da madeira, outros materiais considerados higromórficos são, por exemplo, os esporos de grãos de pólen (se expandindo e contraindo em resposta à umidade), a quitina (presente em crustáceos e insetos, capaz de absorver umidade) e o colágeno (proteína encontrada nos tecidos dos animais, com propriedades higroscópicas).
Vale destacar que os engenheiros vêm trabalhando para desenvolver novos materiais higromórficos, que possam ser usados para proteger edifícios e também melhorar o conforto dos seus ambientes internos de forma passiva.
Como funcionam os materiais hidromórficos?
Os materiais hidromórficos funcionam assim: quando a umidade do ar aumenta, eles se expandem; e quando a umidade diminui, eles se contraem. Essa sua capacidade de resposta poderia ser aplicada a fachadas cinéticas, ajustadas automaticamente às condições climáticas, regulando a temperatura das edificações. Tal eficiência energética reduziria a necessidade de adição de sistemas mecânicos de aquecimento e resfriamento.
Vantagens e desafios
Diante do cenário atual, de severa mudanças climáticas no planeta, a engenharia vem buscando urgente métodos e materiais que reduzam os impactos da indústria da construção no meio ambiente, incluindo as emissões de carbono e desperdícios de recursos. Nesse contexto, os materiais higromórficos são uma alternativa vantajosa, contribuindo para um ciclo de vida regenerativo e resiliência das estruturas.
Um primeiro ponto positivo é essa redução no consumo energético, ao regular as condições climáticas internas sem depender de sistemas elétricos, particularmente favorável em regiões com climas extremos. E buscando justamente o uso dos higromórficos, os designers acabam criando modelos biofílicos, que favorecem a conexão das pessoas com o meio e seus processos naturais, aumentando seu bem-estar.
Porém, apesar desse grande potencial, os cientistas afirmam que a implementação de uma arquitetura com higromórficos não é isenta de desafios. Um obstáculo é que, com a exposição contínua a diferentes níveis de umidades, há, ao longo do tempo, perda de durabilidade e comprometimento da integridade estrutural. É difícil conseguir fazer um controle preciso sobre o comportamento desses materiais – que podem reagir diferente segundo a sua composição. Ademais, sua integração em sistemas tradicionais pode não ser possível.
Exemplos de caso na arquitetura
O Projeto HygroScope foi desenvolvido pelo Instituto de Design Computacional da Universidade de Stuttgart. Ele utiliza painéis finos de madeira que reagem às mudanças de umidade, curvando-se e desenrolando-se, sem intervenção mecânica ou eletrônica. Esse tipo de sistema mostra como é possível alcançar um controle climático passivo por meio das propriedades do próprio material, reduzindo a dependência de sistemas de AVAC (Aquecimento, Ventilação e Ar Condicionado).
Outra iniciativa inovadora do mesmo instituto de Stuttgart é o projeto para o Pavilhão HygroSkin, que utiliza propriedades higroscópicas da madeira em fachadas adaptativas, dinâmicas e envolventes, que regulam ventilação e luz natural, eliminando grande quantidade de iluminação artificial e ventilação mecânica nos interiores.
O futuro dos materiais higromórficos na construção civil
Existem muitas pesquisas sendo conduzidas na engenharia e arquitetura cujo tema é “práticas sustentáveis na construção civil se valendo de materiais higromórficos”. Algumas propostas são de combinar as inovações nesse campo com biotecnologias para o desenvolvimento de edifícios que não apenas minimizem seu impacto ambiental (se adaptando às temperaturas, metabolizando resíduos, gerando energia, e com um ciclo de vida mais sustentável), mas também interajam harmoniosamente com seu entorno. Enfim, essas medidas devem revolucionar a maneira como erguemos prédios e habitamos espaços.
Fonte: engenharia360.com
Link da matéria: https://engenharia360.com/materiais-higromorficos-na-construcao-civil/
Palavras-Chave: Materiais higromórficos, Arquitetura sustentável, Clima interno dos edifícios, Tecnologia passiva de climatização, Fachadas adaptativas, Construção civil sustentável, Redução de consumo energético, Bioarquitetura.
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