Nature & SpaceNature & Space

Atualizado 15 de dezembro de 2025 por Sergio A. Loiola

Pesquisadores sul coreanos desenvolveram um dispositivo inteligente que controla automaticamente o aquecimento ou o resfriamento, em modo passivo, com energia do ambiente, sem gastar energia.

A pesquisa foi publicada na Revista Advanced Materials.

A nova geração de equipamentos passivos de controle térmico agora inseriram os materiais com memória de forma, para ficar autônomos e inteligentes.

Veremos a seguir como funciona esse novo equipamento automático passivo de controle térmico, e o alcance desta inovação. Em texto, imagens e vídeos.

Qual a importância de um dispositivo com controle passivo de temperatura, sem gasto de energia da rede externa? Onde um equipamento deste tipo poderia ser aplicado? Deixe seu comentário no final!

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Dispositivo controla automaticamente o aquecimento e o resfriamento, em modo passivo, com energia do ambiente

O recente entusiasmo com as tecnologias de refrigeração passiva, ou resfriamento radiativo, que podem aquecer ou resfriar os ambientes sem gasto de eletricidade, tem-se baseado sobretudo no desenvolvimento de materiais que interagem com a luz solar, do espectro visível ao infravermelho.

Mas Ho Jun Jin e colegas do Instituto de Ciência e Tecnologia Daegu Gyeongbuk, na Coreia do Sul, queriam algo diferente, mais “inteligente”, um dispositivo capaz de controlar automaticamente o aquecimento e o resfriamento.

A inovação mereceu a capa da revista científica devido tanto ao ineditismo quanto ao rendimento. [Imagem: Ho Jun Jin et al. – 10.1002/adma.202507682]

Para isso, em lugar das tradicionais superfícies refletoras, a equipe projetou e construiu um aparelho que abre e fecha automaticamente em resposta aos ângulos da luz solar, permitindo alternar entre aquecimento e resfriamento.

Esquema do modelo de simulação para troca de calor em um edifício típico. Imagem: Artigo: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202507682

Para simplificar o projeto, o dispositivo tem como elemento motor uma liga com memória de forma (SMA), um tipo de músculo artificial que responde às mudanças de temperatura, deformando-se quando aquecido e retornando à sua forma original quando volta à sua temperatura de referência.

O resultado é um aparelho que abre e fecha sem a necessidade de uma fonte de energia externa, usando apenas o calor ambiente.

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O calor é absorvido, ou refletido ao espaço, de forma autônoma, sem gastar energia da rede

Quando a estrutura tridimensional do dispositivo está fechada, sua superfície reflete o calor solar e emite luz infravermelha média, funcionando no modo de resfriamento ao enviar o calor para o frio do espaço, já que a atmosfera é transparente para o comprimento de onda emitido.

Esquema dos dispositivos inteligentes 3D de economia de energia. d) Imagens dos dispositivos em diferentes temperaturas (8, 25 e 32 °C). e) Ilustração esquemática dos componentes do dispositivo. f) Propriedades térmicas da tinta de negro de fumo, tinta de uretano, película de resfriamento radiativo e dispositivos inteligentes 3D em condições ambientais. Imagem: Artigo: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202507682

Por outro lado, quando a estrutura está aberta, a superfície preta que absorve a luz solar fica exposta, alternando para o modo de aquecimento.

Em resumo, o dispositivo transita automaticamente entre os modos de resfriamento e aquecimento, sem necessidade de operação adicional, com base na estação do ano ou nas mudanças de temperatura externa, contribuindo para a redução do consumo de energia do edifício.

a) Esquema do modelo de simulação para troca de calor em um edifício típico. b) Esquema do conjunto de dispositivos 3D instalado em um telhado, ilustrando os mecanismos de transferência de calor. A proporção de modos dos dispositivos inteligentes 3D nos climas c) Am, d) Dfb, f) BSk e g) BWh é mostrada. e) Esquema de 15 cidades representativas em todo o mundo, selecionadas com base na Classificação Climática de Köppen-Geiger. Os dados de desempenho de economia de energia dos dispositivos inteligentes 3D nos modos h) resfriamento e i) aquecimento para quatro regiões representativas são mostrados. Imagem: Artigo: https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202507682

A equipe realizou experimentos sob diversas perspectivas e condições em um ambiente externo real, confirmando que o sistema consegue controlar o aquecimento e o resfriamento de forma estável, independentemente da forma estrutural do edifício.

Por ter sido selecionado como estudo de capa de um periódico acadêmico de renome mundial, contribuiremos para a economia de energia em instalações industriais e edifícios urbanos por meio do desenvolvimento de aplicações práticas,” comemorou o professor Kim Bong-hoon, coordenador da equipe.

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Bibliografia

Revista: Advanced Materials

Artigo: Development of 3D Reversible Smart Energy-Saving Devices for Adaptive Energy Management
Autores: Ho Jun Jin, Junyong Seo, Ha Uk Chung, Minkyu Jung, Simon Kim, Su Eon Lee, Jun Hyun Park, Jun Seok Choe, Sun-Kyung Kim, Bong Jae Lee, Jin-Tae Kim, Bong Hoon Kim
Vol.: 37, Issue43
DOI: 10.1002/adma.202507682

Inovação Tecnológica

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Novo Dispositivo Resfria ou Aquece, Sem Gastar Energia, Automaticamente

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