Materiais de Mudança de Fase (PCM – Phase Change Materials) para armazenar energia térmica em edifícios sustentáveis
Nos primórdios, os homens viviam em cavernas para se protegerem dos animais selvagens e de intempéries. As cavernas, estruturas naturais esculpidas na rocha, constituíam o abrigo perfeito para garantir a sobrevivência dos hominídeos e suas crias durante os longos invernos. Qualquer caverna possui sempre elevada inércia térmica e garante uma temperatura confortável e constante ao longo de todo o ano. O mecanismo natural de armazenamento de calor na caverna é realizado na forma sensível, que é função da massa e capacidade calorífica da rocha.
Analogamente, quanto mais pesadas e espessas são as paredes de uma casa, maior é a sua capacidade de armazenar calor sensível e, assim, impor a sua temperatura constante ao ar do seu interior. Como a densidade da parede de uma casa é cerca de duas mil vezes a densidade do ar, a temperatura da parede é que vai impor a sua temperatura ao ar. A título de exemplo: numa casa desabitada no verão ou inverno, a temperatura das suas paredes vai tender a igualar a temperatura média do ar no local.
Outra forma de armazenar calor num edifício é através do calor latente. Imaginando uma placa de parafina com 100 kg a revestir as paredes e selada entre placas de alumínio, a parafina muda de fase quando a temperatura atinge os 20 °C, passando do estado sólido para o estado líquido. Se o calor latente da parafina for 0,047 kWh/kg, quer dizer que 100 kg conseguem armazenar 4,7 kWh quando a temperatura do ar ultrapassa os 20 °C, o que torna a temperatura constante a 20 °C junto da placa até que toda a parafina se torne na totalidade líquida no verão.
Desta forma, uma placa de parafina a revestir uma parede pelo interior de um edifício NZEB (Near Zero Energy Building - edifício com necessidades de energia quase nulas), vai assegurar que a temperatura interior vai ficar sempre próxima da temperatura de 20 °C, graças ao reservatório de armazenamento de calor latente que permite armazenar 4,7 kWh de calor junto da temperatura de conforto térmico para o verão. (...)
Por Rui Costa Neto, investigador / professor, IN+ IST / ULHT
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