Ar condicionado para locais públicos KlimaKover

O resfriamento radiante assistido por membrana é uma inovação para criar zonas de conforto térmico em espaços públicos como escolas e parques.

O estúdio de arquitetura Henning Larsen e a Universidade da Pensilvânia instalaram um pavilhão modular na Ilha do Governador, em Nova York, que irradia ar frio como alternativa ao ar condicionado em espaços públicos.

O KlimaKover foi projetado para enfrentar um dos desafios mais urgentes da nossa época: À medida que as ondas de calor se intensificam, o ar-condicionado tradicional mostra seus limites: caro, consome muita energia e fica confinado em ambientes internos. O KlimaKover oferece uma alternativa: um sistema de baixo consumo que consome 10 vezes menos energia do que o ar-condicionado convencional e traz conforto e resfriamento acessíveis para espaços públicos.

Este pavilhão temporário é apenas o começo. Imagine o KlimaKover sombreando o pátio de uma escola, cobrindo uma fila de ônibus, protegendo um vendedor ambulante ou trazendo alívio para um canteiro de obras. Em 2026, a instalação percorrerá a cidade de Nova York ajudando a testar essas possibilidades.

A imagem abaixo ilustra esquematicamente o funcionamento do sistema, permitindo a passagem da radiação, mas não do ar e da umidade, reduzindo assim a convecção e eliminando a condensação. A água gelada circula em uma densa camada capilar internamente aos painéis. Essas superfícies frias extraem calor radiante das superfícies externas, independentemente da temperatura do ar externo. Sem essa tecnologia, era impossível remover o calor das pessoas com painéis radiantes sem que o painel também resfriasse o ar ambiente com o qual estava em contato direto.

A parte externa do "tubo frio" é mostrada abaixo, compreendendo três painéis verticais na face oeste pintados de branco para refletir a radiação solar, minimizando o ganho de calor solar. O lado voltado para o leste parece o mesmo, enquanto os lados norte e sul têm painéis verticais únicos. Há dois painéis de resfriamento horizontais na parte superior do pavilhão. O interior é voltado para o sul, e os painéis verticais superior e único podem ser vistos. A membrana opticamente transparente na face interna dos painéis também é transparente à radiação infravermelha (IR) na faixa de 5 a 50 μm.

A água gelada é circulada usando uma bomba de circulação de velocidade variável através dos tapetes capilares azuis entre a parede do painel e a membrana, onde foram isolados convectivamente do ambiente. Essas esteiras capilares azuis foram instaladas em forte contato térmico com o substrato, utilizando parafusos e arruelas a cada 20 cm. O substrato era uma fina folha de alumínio, pintada de branco para aumentar a emissividade hemisférica do metal.

Tipicamente, na estrutura adaptativa, as temperaturas operacionais necessárias para o conforto seriam produzidas com ar ou sistemas de ar e radiação, não apenas um sistema radiante, como alcançado nesse estudo de resfriamento. O protótipo KlimaKover é um primeiro passo na validação da região de conforto adaptativo apenas com transferência de calor radiante.

A tecnologia conseguiu comprovar que extrai calor do corpo das pessoas para resfriá-las em 5 a 7 minutos, com o efeito de conforto após 20 minutos, de acordo com a equipe e as entrevistas com alguns participantes.

Em última análise, todo o sistema foi projetado para ser modular e econômico, permitindo sua expansão para criar diferentes arranjos de instalação em áreas públicas, como pátios de escolas, pontos de ônibus, mercados e canteiros de obras, permitindo um melhor enfrentamento aos dias quentes e as ondas de calor que são cada vez mais frequentes.

Um estudo de 2021 estimou que 5 milhões de mortes anuais estão relacionadas a variações de temperatura, enquanto outro estudo revelou que cerca de 48 mil pessoas morreram no Brasil entre 2000 e 2018 devido às ondas de calor. Equipamentos que aliam eficiência energética e enfrentamento aos extremos climáticos urbanos são relevantes e podem salvar vidas.