Materiais capazes de alterar suas aparências conforme a mudança de temperatura podem reduzir o consumo anual de energia em cerca de 3 a 11%, dependendo do clima e da aplicação sobre o edifício. Conhecidos como termocrômicos, pois mudam de cor diante de alterações no tempo e no clima, esses materiais permitem que as superfícies absorvam mais energia em dias frios e a reflitam mais em dias quentes.
O estudo desses materiais não é novidade. Sua aplicação em superfícies translúcidas, como vidros, é realizada e estudada extensivamente. “Mas escolhemos ir para o lado oposto, pensando na realidade brasileira”, diz Ana Carolina Hidalgo-Araújo, primeira autora de uma série três artigos sobre o tema.
O estudo de materiais translúcidos está mais relacionado à retenção de radiação, contrário ao que geralmente se busca no Brasil, segundo a pesquisadora. “O estudo de materiais opacos pode ter um efeito mais importante para a realidade brasileira”, afirma ao explicar que o conforto térmico no País depende do resfriamento das superfícies dos edifícios.
A pesquisa integrou seu doutorado no Instituto de Arquitetura e Urbanismo (IAU) da USP, no campus de São Carlos. Os artigos resultantes foram publicados nas revistas científicas Solar Energy, Solar Energy Materials and Solar Cells e Building and Environment e explicam como o uso inteligente de materiais adaptativos pode reduzir a demanda por refrigeração via ar-condicionado em até 15%, dependendo do clima e da configuração das edificações.
Novas aplicações
“Acho que o ineditismo maior da pesquisa é a aplicação desses materiais em superfícies opacas”, conta Ana Carolina Araújo. Na prática, isso significa desenvolver telhas, tintas ou revestimentos capazes de responder automaticamente ao ambiente. Seu doutorado se concentrou na produção de telhas termocrômicas.
Em dias mais quentes, esses materiais tenderiam a refletir mais radiação solar, reduzindo o aquecimento interno. Já em temperaturas mais baixas, fariam o oposto, ajudando a manter o calor dentro da edificação.
O trabalho foi feito sob supervisão de Rafael Salomão, como coorientador. Segundo o professor da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) da USP, existe um potencial a ser explorado na capacidade de reação do revestimento diante do tempo — na “escolha” por ser mais ou menos refletiva.
Do laboratório ao telhado
Material em pó foi avaliado em temperatura ambiente e aquecido por uma placa – Foto: Reprodução do artigo
A pesquisa se iniciou com um estudo bibliométrico, levantando a produção científica já existente na área. Para iniciar seu doutorado, Ana Hidalgo-Araújo diz ter analisado 571 artigos publicados entre 1985 e 2025 sobre o uso de materiais termocrômicos na construção civil.
Com o levantamento, ela dividiu dois grandes grupos de materiais: os orgânicos, como os baseados em leuco dyes (microcápsulas que mudam de cor entre 30°C e 35°C), e os inorgânicos, como o dióxido de vanádio (VO₂), que sofre transição de fase a cerca de 68°C e altera sua interação com a radiação infravermelha. Esses estudos apontam que revestimentos termocrômicos podem elevar a refletância solar em até 43%, quando acima de 30°C.
Termografia infravermelha sem contato realizada nas amostras – Foto: Reprodução do artigo
Simulações computacionais realizadas com as propriedades do material indicam que essa adaptação é especialmente benéfica em regiões com grande variação térmica. Segundo a pesquisadora, a aplicação desses materiais se traduz em menor dependência de sistemas ativos de climatização. “Quanto mais estratégias passivas [como ventilação e aumento da refletância] a gente puder adotar, menos ar-condicionado a gente precisa usar.”
Durabilidade é obstáculo
Revestimentos termocrômicos foram submetidos a teste de intemperismo (envelhecimento acelerado) – Foto: Reprodução do artigo
Apesar do potencial, a aplicação em larga escala ainda enfrenta desafios técnicos importantes. Um dos principais é a durabilidade dos materiais orgânicos, que degradam com o tempo, e a exposição à radiação solar. Diante disso, os pesquisadores fizeram intervenções de engenharia.
O material termocrômico orgânico apresenta um “problemaço” de durabilidade, segundo Ana Carolina Araújo. Para combater isso, ela explica que foi utilizada uma camada de produtos protetivos para aumentar a vida útil dos materiais: “A gente conseguiu diminuir 50% e 30% da degradação, quando comparamos com o pigmento sem a camada protetiva”.
Outro desafio está na própria composição dos pigmentos utilizados, que muitas vezes não é totalmente conhecida — nem mesmo pelos fabricantes. Segundo os cientistas, muitos dos produtos, comprados pela internet, não possuem lista de componentes disponível para consulta. Essa realidade exige um esforço adicional dos pesquisadores para caracterizar os materiais e viabilizar seu uso em aplicações reais com rigor acadêmico. Equipamentos espectroscópicos e raios-x, que analisam a interação entre a radiação e os materiais, foram úteis para a classificação das substâncias.
Os avanços indicam um caminho possível: o desenvolvimento de materiais de construção capazes de responder dinamicamente ao ambiente, reduzindo o consumo energético sem depender de sistemas ativos — uma estratégia que ganha relevância diante do aumento das temperaturas e da demanda por edificações mais eficientes.
A tecnologia, no entanto, ainda está distante da aplicação comercial em larga escala. Existem, ainda, etapas “mas temos que começar de algum lugar”, afirma ela.
Mais informações: ana.hidalgo.araujo@usp.br, com Ana Carolina Hidalgo-Araújo, e rsalomao@sc.usp.br, com Rafael Salomão
(Do Jornal da USP)
