Brasília – Duas linhas de pesquisa com aplicações de madeira transparente prometem em curto prazo revolucionar as indústrias de construção civil e tecnológicas. Cientistas das universidades de Maryland e Colorado, nos Estados Unidos e pesquisadores suecos acabam de criar a madeira transparente, que poderá substituir o vidro na tela de celulares e tablets e na fabricação de estruturas como janelas e fachadas e ainda reduzir de forma significativa os custos de produção de painéis solares.

Segundo a pesquisadora Junyong Zhu, que desenvolve a pesquisa em parceria com cientistas de duas universidades americanas, a madeira transparente desenvolvida à base de madeira pode substituir o vidro em praticamente todas as suas aplicações atuais.

Em um artigo publicado no Journal of Advanced Functional Materials, a cientista explica que o novo material oferece um desempenho térmico e luminoso apropriado, próximo do vidro, com a vantagem de ser três ordens de magnitude (mil vezes, de 3 MJ mˉ³ contra 0,003 3.03 MJ mˉ³ do vidro) mais resistente e mais de cinco vezes superior em termos de condutividade térmica do que o vidro.

No caso da última característica, Zhu explica que ela ajudaria no uso do material em janelas, mantendo a temperatura interna em dias de frio de maneira mais eficiente, economizando o uso do ar condicionado.

A energia usada para regular as temperaturas dos edifícios é responsável por 14% da energia primária consumida nos EUA. Um quarto dessa energia vaza por janelas de vidro ineficientes em climas frios. O desenvolvimento de compostos transparentes pode fornecer materiais de janela acessíveis com maior eficiência energética.

Segundo os ensaios em laboratório a madeira transparente obteve resultados promissores, tendo apresentado desempenhos desejáveis como no manejo térmico e luminoso.

Outra vantagem apontada é o fato do material ser sustentável, criado com base na madeira da balsa — popular entre aeromodelistas e na fabricação de maquetes —. Ela é tratada com um banho químico que remove sua cor e depois com álcool polivinílico (PVA, na sigla em inglês).

Além da resistência superior e da absorção de impactos, a madeira não estilhaça e tem uma certa flexibilidade — até o ponto em que se parte ao meio. Os cientistas afirmam ainda que o material é mais leve, resultando em um material menos perigoso combinando as suas características.

Apesar de o artigo descrever o uso do material no setor da construção, a alta resistência da madeira transparente oferece possibilidades interessantes de utilização em telas de celulares e tablets. O material não tem previsão de disponibilidade comercial, mas essa possibilidade é o caminho normal da pesquisa, dizem os cientistas.

A madeira transparente que pode substituir vidro inventada pelos suecos

Paralelamente à pesquisa norte americana, pesquisadores suecos acabam de criar a madeira transparente, que poderá substituir o vidro na fabricação de estruturas como janelas e fachadas — e principalmente reduzir de forma significativa os custos de produção de painéis solares. Dentro de alguns anos, será possível até transformar as próprias janelas e paredes de casas e edifícios em painéis solares.

É a versão futurista da madeira, um dos melhores e mais baratos materiais de construção do mundo.

O novo material foi desenvolvido pelo Real Instituto de Tecnologia sueco (Kungliga Tekniska Högskolan – KTH), com sede na capital sueca.

“A madeira transparente é um excelente material para substituir o vidro na confecção de painéis solares, uma vez que ela é produzida a partir de um recurso barato, abundante e renovável”, disse o pesquisador Lars Berglund, chefe do Centro Wallenberg de Ciências da Madeira no KTH.

“Trata-se, portanto de um material particularmente importante para reduzir os custos de implantação de painéis solares em superfícies extensas, o que pode beneficiar regiões com boas condições climáticas para o uso da energia solar, como o Brasil”, acrescenta ele.

Para criar a madeira transparente, os pesquisadores suecos desenvolveram um processo químico de remoção da lignina, um componente natural da parede celular da madeira.

“Quando a lignina é removida, a madeira se torna branca. A superfície porosa branca é então revestida com um polímero transparente com propriedades óticas”, explica Lars Berglund.

O resultado é uma lâmina de madeira natural, mas visualmente transparente.

A descoberta sueca foi publicada na revista científica da Sociedade Americana de Química (American Chemical Society), a Biomacromolecules.

Embora a madeira transparente já tenha sido desenvolvida anteriormente em escala microscópica, para fins de estudo da anatomia da madeira, a pesquisa sueca desenvolveu pela primeira vez um método para a utilização do material em escala comercial.

Na pesquisa sueca, a madeira transparente foi fabricada a partir da madeira do pinheiro e do pau de balsa.

“Mas qualquer tipo de árvore pode ser usada, e já planejamos trabalhar com diferentes tipos de madeira”, diz Berglund.

Aplicações na indústria

A madeira é de longe o material mais usado em diferentes tipos de construção, observa o pesquisador. Além de ser um recurso renovável, também oferece excelentes propriedades mecânicas, como a resistência, a baixa densidade — que confere leveza ao material — e a baixa condutividade térmica, que proporciona bom isolamento diante de mudanças extremas de temperatura.

Com a nova madeira transparente, espera-se reduzir significativamente os custos energéticos. O estudo sueco destaca que o uso de energia em casas e edifícios, que inclui luz elétrica, condicionadores de ar e aquecimento de água, representa aproximadamente entre 30 e 40% do consumo total de energia.

“É, portanto, de grande importância reduzir o consumo de energia no setor de construção. Neste contexto, a energia solar é bastante atraente, uma vez que é uma energia limpa, gratuita e inesgotável”, diz o estudo.

Entre as aplicações futuras da madeira transparente, o pesquisador sueco destaca que será possível construir janelas, paredes e fachadas de casas que sejam, ao mesmo tempo, painéis solares.

“Para isto, precisaremos desenvolver nossas pesquisas a fim de aprimorar a técnica e o grau de transparência da madeira necessários para tal”, diz Berglund.

Em lugares de clima frio, o uso da madeira transparente nas construções também permitirá que a energia solar seja aproveitada para o aquecimento das casas — no mesmo princípio das estufas de plantas —, reduzindo assim o consumo de energia.

Painéis de madeira transparente poderão ser usados ainda na confecção de janelas e fachadas de casas semitransparentes, com o propósito de trocar a luz artificial pela luz natural e ao mesmo tempo manter a privacidade dos ambientes.

“Mas é possível construir janelas inteiramente transparentes com o novo material”, diz Berglund.

O próximo passo dos pesquisadores do KTH será desenvolver o grau de transparência da madeira, e aperfeiçoar o processo de produção do novo material. Lars Berglund calcula que a fabricação da madeira transparente em escala comercial poderá ser iniciada dentro dos próximos anos: “Já demonstramos que é possível fabricar a madeira transparente, em escala laboratorial. Agora, serão necessários investimentos para iniciar a produção comercial do novo material. E também desenvolver a técnica para que, nos próximos anos, também possamos transformar as próprias janelas e paredes das casas em painéis solares.”