Equipe cria material que suga umidade com impressora 3D

Um dos pontos -chave do desconforto térmico é a umidade, não apenas a temperatura. Para resolver isso, um grupo de pesquisadores desenvolveu um novo material que absorve vapor em ambientes internos. O foco é reduzir a necessidade de sistemas de ventilação, responsáveis ​​por consumir muita energia.

À medida que as pessoas em um espaço fechado expiram e exalam, elas liberam umidade no ar. Portanto, se um grande grupo estiver juntos em uma sala com pouca ou nenhuma ventilação, todo o vapor expulso no ar torna o local desconfortável e abafado.

Em um esforço para resolver esse problema, os professores Guillaume Habert e Magda Posani, com colegas da Universidade Eth Zurich, Suíça, desenvolvido Um material higroscópico, capaz de reter a umidade. O objeto absorve passivamente o vapor de ar ao longo do dia.

À noite, quando as temperaturas caem, o material libera umidade. Nesse ponto, o sistema de ventilação só precisa funcionar brevemente para remover o ar úmido.

Uma impressora 3D faz a estrutura do material

A composição da substância consiste principalmente em mármore moído, obtido do resíduo indesejado de pedreiras. Em um processo de impressão Jet 3D, a cabeça do equipamento se move sobre uma quantidade em pó do novo material e deposita um geopolímero líquido, composto pelo mineral conhecido como metacaulim e uma solução alcalina.

Essa mistura endurece instantaneamente à medida que é depositada, conectando a poeira ao que foi aplicado. Ao repetir o processo, os objetos podem ser construídos em camadas sucessivas.

Para fins de estudo, a equipe imprimiu um cubo de 20 x 20 centímetros usando 4cm de espessura. Em vez de tomar uma forma enorme, o objeto tem uma estrutura muito porosa.

Como resultado, tem quase quatro vezes mais área de superfície de absorção do que teria se fosse completamente sólido. Enquanto isso, ele usa um volume mais baixo de 60% de material no processo.

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Os cientistas calcularam a eficácia em uma sala real

Depois de medir o desempenho do bloco em testes de laboratório, o grupo decidiu calcular a eficiência em um ambiente existente na realidade. O local escolhido era a sala de leitura da Biblioteca Municipal de Porto, em Portugal.

Eles realizaram as contas do que aconteceria se tivessem cobrindo as paredes e o teto do local com o material. Nesse modelo, quinze pessoas ocupavam a sala durante o horário de funcionamento, sem ventilação nesse meio tempo.

Por fim, os pesquisadores determinaram que a taxa de desconforto do ocupante reduziria em 75% com a presença dos blocos. Esse número subiu para 85% no caso de as peças terem 1 cm de espessura que a amostra de teste de 4 cm.

“Conseguimos demonstrar com simulações numéricas que os componentes de construção podem reduzir significativamente a umidade em espaços internos amplamente utilizados”, diz o professor Magda Posani, que liderou o estudo.