Sombreamento Bioinspirado Regula o Clima de Prédios de Forma Passiva e Sustentável

Engenheiros alemães desenvolveram um revestimento para fachadas de edifícios inspirado na natureza, especificamente no mecanismo de abertura das pinhas. Essa inovação permite que a estrutura se adapte passivamente ao clima, regulando o ambiente interno sem consumo de energia.

Esse avanço se soma a outra recente descoberta de pesquisadores suíços, que desenvolveram ladrilhos internos capazes de manter a qualidade do ar de forma autônoma, sem gastos energéticos adicionais.

“Grande parte das soluções arquitetônicas para controle climático depende de sistemas tecnológicos complexos. Nossa pesquisa investiga como podemos explorar as propriedades naturais dos materiais, combinando design computacional avançado e manufatura aditiva para criar soluções eficientes,” explica o professor Achim Menges, da Universidade de Stuttgart, que liderou o estudo em colaboração com a Universidade de Friburgo.

Um Sombramento Inteligente e Autônomo

A estrutura desenvolvida funciona como um mecanismo de sombreamento que se abre e se fecha automaticamente em resposta às mudanças climáticas, sem necessidade de eletricidade ou intervenção humana. “A própria composição do biomaterial é a tecnologia em si,” destaca Menges.

Inspirados pelo comportamento das pinhas, os pesquisadores criaram um “portão solar” que responde de forma dinâmica às variações de umidade e temperatura. Para isso, utilizaram impressão 3D para replicar a estrutura anisotrópica da celulose, um material renovável e abundante.

A celulose possui propriedades higromórficas, ou seja, expande-se com alta umidade e contrai-se quando a umidade diminui. Essa característica foi otimizada para formar uma estrutura bicamada, que imita o funcionamento das escamas da pinha, mas com maior amplitude de movimento. Em períodos úmidos, os elementos se expandem e se abrem, permitindo maior ventilação e entrada de luz. Em períodos secos, encolhem e fecham, reduzindo a incidência solar e promovendo um isolamento térmico natural.

Eficiência Testada em Condições Reais

O sistema de sombreamento bioinspirado foi instalado e testado por mais de um ano em um edifício da Universidade de Friburgo. Implementado em uma claraboia voltada ao sul, demonstrou sua eficácia ao se abrir no inverno para maximizar o aquecimento natural e ao se fechar no verão para reduzir a radiação solar. Essa adaptação automática ocorreu unicamente pela resposta do material às mudanças climáticas, sem necessidade de fontes externas de energia.

A pesquisa reforça o potencial da manufatura aditiva e do uso de materiais sustentáveis como a celulose para soluções arquitetônicas inovadoras. “Inspirado pelos movimentos naturais das escamas das pinhas e das brácteas do cardo prateado (Galactites tomentosa), nosso portão solar não apenas traduz a funcionalidade dos modelos biológicos para um sistema arquitetônico, mas também incorpora a estética e a eficiência dos movimentos naturais das plantas. Essa abordagem pode ser vista como um caminho promissor para a biônica aplicada à arquitetura,” conclui Thomas Speck, integrante da equipe de pesquisa.

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