Pesquisadores da Universidade do Texas em Dallas e seus colaboradores desenvolveram e patentearam um material à base de madeira que pode armazenar e liberar calor para ajudar a tornar as temperaturas dos edifícios mais confortáveis sem o uso de eletricidade.

“Nosso material funciona como uma bateria térmica que se carrega à medida que absorve calor”, disse a Dra. Shuang (Cynthia) Cui, professora assistente de engenharia mecânica na Escola de Engenharia e Ciência da Computação Erik Jonsson.

Cui é o autor correspondente de um estudo que descreve o material e que foi publicado na edição de dezembro da revista Materials Today Energy, como parte da Edição Especial de 2025 sobre Cientistas Promissores em Início de Carreira.

Pesquisadores da Universidade do Texas em Dallas lideraram o desenvolvimento de um material de construção à base de madeira capaz de armazenar e liberar calor. Da esquerda para a direita: Dra. Shuang (Cynthia) Cui, os doutorandos em engenharia mecânica Bernadette Magalindan (bacharelado em 2021, mestrado em 2025) e Gustavo Felicio Perruci, e o Dr. Hongbing Lu.

Segundo uma reportagem do Gabinete de Relações com a Mídia, a equipe da UT Dallas colaborou com pesquisadores de instituições como o Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) — recentemente renomeado Laboratório Nacional das Montanhas Rochosas (NLRM) — que apoiou o projeto, a Universidade do Colorado em Boulder, o Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e a Universidade da Califórnia, Berkeley. Cui, membro da Cátedra Eugene McDermott de Professora Distinta, possui um cargo conjunto no laboratório nacional nas Montanhas Rochosas, onde anteriormente atuou como pesquisadora de pós-doutorado e cientista.

A abordagem envolve materiais de mudança de fase, que absorvem calor ao derreterem e o liberam ao solidificarem. Esses materiais poderiam ser incorporados em drywall, pisos ou telhados para reduzir a demanda de eletricidade e melhorar a eficiência energética.

“Durante o verão, por exemplo, o material de mudança de fase absorverá e armazenará o calor do exterior, o que reduzirá o aumento da temperatura ambiente”, disse Cui. “Se o edifício tiver material de mudança de fase suficiente incorporado, o ar condicionado poderá não precisar ser ligado.”

O armazenamento de energia térmica é uma abordagem emergente para gerenciar as cargas de energia em edifícios.

“O armazenamento de energia térmica oferece uma solução ao aproveitar o excesso de calor do ambiente para uso posterior — como armazenar o calor do dia para fornecer aquecimento durante as noites frias”, disse Bernadette Magalindan, BS'21, MS'25, doutoranda em engenharia mecânica no laboratório de Cui e bolsista de pesquisa de pós-graduação do Departamento de Energia para Inovação em Edifícios.

Os materiais de mudança de fase podem vazar quando passam para o estado líquido, o que representa um desafio para sua utilização. Uma abordagem para o problema é encapsular os materiais dentro de um material hospedeiro para evitar vazamentos. Embora essa solução possa funcionar, ela não é tão eficaz porque o material hospedeiro não armazena calor.

Para resolver o problema, os pesquisadores removeram a lignina, uma substância presente nas células vegetais que confere estrutura e rigidez, da madeira para criar uma estrutura esponjosa com poros minúsculos. Eles preencheram essa estrutura com um material de mudança de fase misturado a um ingrediente que se transforma em plástico macio. O plástico macio mantém o material de mudança de fase no lugar, mesmo quando derrete, e fortalece a madeira. O material resultante não apresentou vazamentos nem degradação ao longo de 1.000 ciclos de mudança de fase.

“Ao contrário de muitos materiais de armazenamento de energia que sacrificam a resistência, esses compósitos de mudança de fase com molde de madeira mantêm a integridade mecânica sob ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento, tornando-os energeticamente eficientes e mecanicamente duráveis, características essenciais para o uso a longo prazo em edifícios”, disse o Dr. Hongbing Lu, um dos coautores do estudo e professor de engenharia mecânica, titular da Cátedra Louis Beecherl Jr. e diretor do Laboratório de Mecânica de Materiais Avançados.

Os pesquisadores planejam continuar a aprimorar e comercializar a tecnologia.

“Foi empolgante participar deste projeto, que está apresentando resultados promissores para edifícios mais confortáveis e energeticamente eficientes”, disse Gustavo Felicio Perruci, coautor do estudo e doutorando em engenharia mecânica, coorientado por Lu e Cui. “Trabalhar com nossos parceiros do laboratório nacional me proporcionou uma experiência inestimável e abriu portas importantes, demonstrando como equipes interdisciplinares podem transformar materiais sustentáveis em soluções práticas.”

Sobre o autor

Larry Adams | Editor

Larry Adams é um escritor e editor radicado em Chicago que escreve sobre como as coisas são feitas. Ex-repórter de agências de notícias e jornais comunitários, Larry é um escritor premiado com mais de três décadas de experiência. Além de escrever sobre marcenaria, ele já cobriu ciência, metrologia, metalurgia, design industrial, controle de qualidade, processamento de imagens, manufatura suíça e micromanufatura. Ele já foi vencedor do Prêmio Tabbie por sua cobertura sobre tecnologia de revestimentos à base de nanotecnologia para a indústria automotiva. Larry é voluntário do grupo de preservação histórica Kalo Foundation/Ianelli Studios e do grupo científico Chicago Council on Science and Technology (C2ST).

Fonte: Woodworkingnetwork