No ranking de materiais mais consumidos no mundo, o concreto está atrás somente da água, um de seus elementos constituintes. Se em 1950 o mundo produzia 2 bilhões de toneladas do material, em 2006 esse número subiu para 30 bi, e a tendência desde então não foi de queda.
Em resumo: o que é concreto fotovoltaico
Concreto fotovoltaico é um concreto capaz de captar a luz do sol e gerar energia elétrica, transformando fachadas e outras superfícies do edifício em fontes de eletricidade.
As pesquisas seguem três caminhos: aditivos na mistura, camadas de tinta que imitam a fotossíntese e uma película aplicada sobre o concreto.
Com a crescente preocupação por um desenvolvimento sustentável, a construção civil e a engenharia de materiais começaram a procurar por soluções que resultem em processos mais sustentáveis e edificações mais modernas. Um desses conceitos mais interessantes foi o surgimento de projetos de concreto fotovoltaico.
A indústria da energia solar tem crescido a cada ano com a geração de energia por meio das placas de células fotovoltaicas. Elas absorvem a luz do sol e a transformam em energia elétrica. Segundo a Agência Internacional de Energia (IEA), o Brasil terá a capacidade de gerar 21 gigawatts até 2022. A entidade também aponta que até 2050 a energia solar será a maior fonte de eletricidade do mundo.
E o concreto fotovoltaico?
Hoje o mercado da energia solar vive uma franca expansão. Com o crescimento da adesão da energia fotovoltaica, novas soluções vêm surgindo e criando formas diferentes de aplicabilidade dessa tecnologia.
Na engenharia, diferentes projetos de desenvolvimento de concretos com capacidades fotovoltaicas começaram a aparecer em centros de pesquisa. A ideia parte de um pressuposto simples: se a maior parte dos edifícios do mundo são construídos em concreto, há um grande potencial de absorção solar nas áreas das fachadas.
Isso amplifica a possibilidade de autogeração dos edifícios, já que, em tese, toda sua área tem potencial para produzir energia elétrica.
Mas como isso acontece? Existem diferentes propostas em diversos lugares do mundo. Vamos conhecê-las!
México: exposição a irradiação solar
O México é um dos países com maior incidência de radiação solar no mundo, principalmente nos estados de Chihuahua, Sonora, Durango e Baja California.
Com essa posição geográfica privilegiada, alunos do doutorado do Instituto Politécnico Nacional do México (IPN) desenvolveram um protótipo de um concreto inteligente que capta radiação solar e gera corrente elétrica.
O bloco foi construído ao adicionar compostos orgânicos e o mineral perovskita na mistura do concreto. O mineral, composto de óxido de cálcio e titânio, é utilizado na produção de células solares.
Os aditivos não impactam na resistência do concreto, podendo ser utilizado na construção de calçadas, pontes, lajes e fachadas sem comprometer a estabilidade da estrutura das edificações.
O projeto é desenvolvido pelos doutorandos Orlando Gutiérrez Obeso e Euxis Kismet Sierra Márquez, com orientação do professor Felipe de Jesús Carrillo Romo.
Alemanha: a fotossíntese do concreto no concreto
Na Alemanha, pesquisadores da Universidade de Kassel criaram um concreto que gera energia por meio da luz solar, mas com uma inspiração diferente. O DysCrete, como é chamado, foi criado por uma artista e um arquiteto com base no processo da fotossíntese.
Para oferecer essa propriedade ao material, os pesquisadores utilizaram uma base convencional de concreto e inseriram grafite e óxido de titânio, fazendo do concreto um condutor positivo e negativo.
Após a cura desse concreto, ele recebe várias camadas de tinta em uma ordem específica, em um processo que cria a chamada célula solar sensibilizada por cor. Esse processo produz uma espécie de fotossíntese artificial. Acontece assim: quando a luz solar atinge esses pigmentos, os elétrons são liberados, o que cria uma corrente elétrica no concreto.
O projeto ainda tem o desafio de potencializar a produção de energia. Atualmente, cada célula solar fornece centenas de milivolts, o que proporciona uma eficiência de apenas 2% do material. Contudo, as expectativas são positivas. Os pesquisadores apontam que, nas condições ideais de iluminação, um metro quadrado do material é capaz de gerar 20W de energia.
Heike Klussman, a gerente do projeto, afirma que o concreto poderá ajudar a criar centros urbanos mais sustentáveis. “Pensando no futuro, dá para imaginar uma cidade na qual todas as superfícies lisas e impermeáveis consigam produzir eletricidade”, disse em entrevista ao canal Deutsche Welle.
Parceria Germano-suíça: a película fotovoltaica
A empresa suíça LafargeHolcim, maior fabricante de cimento do mundo, e a alemã Heliatek, líder mundial em células fotovoltaicas orgânicas, desenvolveram um revestimento de concreto fotovoltaico com capacidade de produzir duas vezes mais energia que os painéis solares tradicionais.
A película tem espessura fina e é altamente flexível. Segundo as fabricantes, um prédio com 60% da sua fachada coberta com o revestimento poderia gerar 30% de sua demanda anual de energia. O material é disponibilizado já com um sistema integrado de geração da energia.
Segundo a LafargeHolcim, entre 30 e 40% do consumo de energia é usado para climatização de edifícios.
Todas as novas soluções para geração energética representam os principais caminhos para que a sociedade global amenize os impactos ecológicos e diminua custos, financeiros e ambientais, em todas as suas atividades. E racionalizar a quantidade e o tipo de concreto usado é mais uma dessas oportunidades!
Perguntas frequentes
Doutorandos do Instituto Politécnico Nacional do México adicionaram compostos orgânicos e o mineral perovskita à mistura do concreto. Segundo o artigo, os aditivos não afetam a resistência do material.
É um concreto criado na Universidade de Kassel, na Alemanha, que recebe grafite, óxido de titânio e camadas de tinta em ordem específica. Quando a luz atinge os pigmentos, os elétrons liberados criam corrente elétrica.
A eficiência atual é de apenas 2%. Em condições ideais de iluminação, um metro quadrado do material pode gerar 20 W.
É um revestimento fino e flexível aplicado sobre o concreto. Segundo as fabricantes, um prédio com 60% da fachada coberta poderia gerar 30% da sua demanda anual de energia.
