Olá!
No artigo deste mês vou compartilhar com vocês algumas informações sobre um tema muito importante para o seguimento vidreiro: vidros para controle solar.

Antes de começar a escrever sobre os vidros para controle solar, propriamente ditos, gostaria de compartilhar com vocês algumas informações que servirão como base para entender melhor como esses vidros funcionam e o porquê do aumento das suas vendas no mercado nacional.
Para isso, entrarei em assuntos muito interessantes e que vão demandar de você bastante atenção.
Vou começar abordando alguns conceitos de física térmica, mais especificamente sobre a radiação solar e, na sequência sobre ótica. Tentarei tratar sobre os dois temas de forma simples. Vale muito a pena continuar essa leitura, porque a partir dessas explicações será possível entender como essas duas áreas da física estão presentes em nossa vida e, também, as razões que levam às especificações desse, ou daquele vidro, nos diferentes projetos de arquitetura.
Para entender o efeito do sol sobre as edificações precisamos estudar, ao menos um pouco, a radiação solar.
A radiação solar é a designação dada à energia radiante emitida pelo sol, em particular aquela que é transmitida sob a forma de radiação eletromagnética.
Uma das formas de estudar a radiação solar é a através do espectro da luz solar. O espectro de uma luz é a separação das cores componentes dessa luz. Essa separação, ou dispersão, pode ser obtida com um prisma (primeiro processo desenvolvido por Isaac Newton) ou com outro dispositivo chamado rede de difração.
O espectro da luz do sol (luz branca) é um contínuo com todas as cores visíveis. Hoje sabemos que esses componentes têm comprimentos de ondas, que vão desde a radiação UV ao infravermelho.

figura1

O UV (ultravioleta) representa apenas 3% de toda a radiação solar. Essa parcela da radiação não é visível ao olho humano.
A radiação ultravioleta é a mais energética entre as aquelas emitidas pelo sol e por isso apresenta mais perigos para diversas formas de vida da superfície terrestre. Para a nossa sorte o nosso planeta possui um escudo natural que filtra a maior parte dos raios UV. Esse escudo é a camada de ozônio (O3).
A radiação UV pode ser classificada em três tipos: UVA, UVB e UVC.
Os raios UVA têm um comprimento de onda de 320 ηm a 400 ηm e são os de maior incidência na superfície terrestre, uma vez que não são absorvidos pela camada de ozônio. Eles correspondem à maior porção do espectro ultravioleta e incidem de igual maneira durante todo o dia e em todas as estações do ano, incluindo dias nublados e com baixa luminosidade.
Os raios UVB, com comprimento de onda na faixa de 280 ηm a 320 ηm, são parcialmente absorvidos pela camada de ozônio, por isso apresentam maior incidência durante o verão, principalmente, no período das 10h às 16h, em regiões de altitudes elevadas e próximas à linha do Equador (como o Brasil, por exemplo).
Já os raios UVC representam um comprimento de onda menor que 280 ηm, sendo, portanto, a radiação que menos se aproxima da luz visível. São muito nocivos à biosfera, porém, não acometem a Terra porque são completamente absorvidos pela camada de ozônio.
Em se tratando de saúde humana, os raios ultravioleta trazem alguns sérios danos. Os raios UVA, embora não causem queimaduras, são capazes de penetrar nas camadas mais profundas da pele e danificam as fibras de colágeno e elastina, causando o envelhecimento precoce. Os raios UVB, por sua vês, provocam vermelhidão da pele (eritrema) e queimaduras. A superexposição a esses raios, além dessas complicações, também pode levar ao surgimento de sardas e manchas e até aumentar o risco de desenvolver câncer; sem esquecer dos prejuízos aos olhos, como catarata e cegueira.
Por outro lado a ação dos raios ultravioleta, também pode apresentar benefícios à vida humana. A vitamina D, substância muito importante ao metabolismo do cálcio e do fósforo, é sintetizada pela pele somente quando há exposição aos raios ultravioleta. Mas essa exposição deve ocorrer de forma moderada, preferencialmente em horários de menor incidência: antes das 10 horas da manhã e após as 16 horas.
A parcela da radiação eletromagnética fornecida pelo sol visível ao olho humano é de 42%; é a luz visível.
55% da radiação solar, que também não é perceptível ao olho. Esta faixa de frequência da radiação foi descoberta meio que acidentalmente por Herschel, por volta do ano 1800, enquanto tentava medir, com um termômetro, as temperaturas das cores da luz visível. Ele obteve temperaturas mais altas para as faixas de frequência abaixo do vermelho.
A principal característica das ondas eletromagnéticas desta faixa de frequência e a transmissão do calor.
Os seres vivos percebem essa radiação devido a serem dotados de células com terminações nervosas termorrecptoras na superfície do seu corpo.
Agora você deve estar se perguntando, se tudo isso faz parte da radiação solar, ou seja, se vem do sol, por que só enxergamos uma parcela dessa energia?
Bem, a resposta para essa questão está no fato de essas energias possuírem diferentes comprimentos de ondas, ou seja, diferentes frequências. Isso mesmo, ondas como as do rádio. Simplificando: a faixa de luz da radiação solar que podemos enxergar a olho nu, emite um comprimento de onda que são percebidas pelo sistema visual; já as outras faixas emitem comprimentos de ondas que não são percebidas pelo sistema visual humano, ou seja, elas existem, mas não podemos enxerga-las.
Nesse ponto acabamos de entrar em outra vertente da física; ótica.
Os comprimentos dessas ondas são medidos e apresentados através da unidade de medida nanômetro (ηm), onde um nanômetro representa a bilionésima parte de um metro. É como se pagássemos um metro e o dividíssemos em um bilhão de partes e com essas partes medíssemos o comprimento das ondas da radiação solar.
figura2

(3%) Transmissão UV (200 a 350 ηm)
(42%) Transmissão luminosa (351 a 780 ηm)
(55%) Transmissão de infravermelho (781 a 2500 ηm)

Com as informações acima, podemos observar que a faixa de comprimento de ondas da radiação solar que o nosso cérebro traduz para os nossos olhos como luz está entre 351 ηm a 780 ηm.
Uma curiosidade: A luz do sol demora aproximadamente 8 minutos e 18 segundos, viajando pelo espaço (na velocidade da luz: 300.000 Km/s), até chegar ao nosso planeta, ou seja, quando percebemos a luz do sol começando a iluminar o nosso dia, a vemos com mais de oito minutos de atraso. O fenômeno inverso ocorre durante o pôr do sol. Imagine que nos últimos oito minutos, durante o crepúsculo, o que estamos enxergando, de fato, é o restante da sua luz terminando a sua viagem pelo espaço.
Para concluirmos essa etapa, sobre ótica, e retornarmos para térmica, é importante compartilhar mais um conceito muito importante; nós enxergamos por reflexão! Como assim?
A luz incide sobre os objetos (luz branca – do sol ou luz de qualquer outra fonte) e esses objetos refletem essa luz para os nossos olhos. Os nossos olhos as recebem na forma de imagens que são enviadas ao nosso cérebro; esse, por sua vez, as identifica e assim assimilamos o que estamos.
Por essa razão é que não podemos enxergar no escuro. Tudo está à nossa volta, porém sem a luz para que eles a reflitam para os nossos olhos, não é possível visualiza-los.
A luz branca do sol é, na verdade, uma mistura de algumas cores básicas (figura a seguir).

figura3

Se incidirmos a luz branca sobre um objeto opaco, parte da luz é absorvida e outra parte será refletida. A quantidade de energia que o corpo vai absorver ou refletir depende basicamente de dois fatores: a frequência da luz e o tipo de material de que é feito o corpo.
Portanto, quando vemos um objeto branco é porque, na verdade, ele está refletindo toda a luz que incide sobre ele. Quando vemos um objeto negro é porque ele está absorvendo toda a luz que incide sobre ele. Lembre-se o branco é junção de todas as cores enquanto que o negro é a ausência de cores e por isso ele absorve toda a luz que recebe.
Nesta figura podemos observar algo bastante importante e que nos fará retornar ao estudo de térmica.
Quando a luz branca incidi sobre o cubo, ele absorve todas as cores, exceto a luz verde. A luz verde é então refletida em todas as direções (reflexão difusa), fazendo com que o cubo nos pareça verde.
figura4
Se olharmos para o espectro da figura 3, notamos a falta de várias cores que estamos acostumados a ver, como por exemplo, o marrom, o bege, a cor de rosa, etc. Essas cores são obtidas através da mistura, em diferentes proporções, das cores básicas.
A figura abaixo mostra o resultado da mistura de algumas cores.

figura5

Quando eu mencionei que esse tópico nos levaria de volta ao assunto térmica, não foi por acaso.
Estamos tratando sobre absorção e reflexão de luz, não estamos? Mas luz não é a frequência da radiação solar visível ao olho humano? Então a luz também é energia, uma vez que faz parte da radiação solar. Então, luz é calor.
Agora que já tratamos sobre radiação solar, sobre como enxergamos a luz e o efeito da luz do sol sobre os objetos; vou lhes explicar como funciona a transmissão do calor.
A transmissão de calor é a denominação dada à passagem de energia térmica (que durante essa transferência recebe o nome de calor) de um corpo para outro ou de uma parte para outra de um mesmo corpo. Essa transmissão pode se processar de três maneiras diferentes: condução, convecção e irradiação.

Condução
É o processo de transmissão de calor em que a energia térmica passa de um local para outro através das partículas do meio que os separa. Na condução a passagem de energia de uma região para a outra se faz da seguinte maneira: na região mais quente as partículas têm mais energia, vibrando com mais intensidade; com esta vibração cada partícula transmite energia para a partícula vizinha, que passa a vibrar mais intensamente; esta transmite energia para a seguinte e assim por diante.
A condução de calor é um processo que exige a presença de um meio material e que, portanto, não ocorre no vácuo.

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Convecção
Consideremos uma sala na qual se liga um aquecedor elétrico em sua parte inferior. O ar em torno do aquecedor se aquece, tornando-se menos denso que o restante. Com isto ele sobe e o ar frio desce, havendo uma troca de posição do ar quente que sobe e do ar frio que desce (assim como ocorre com a água fervendo em uma panela). A esse movimento de massas de fluido chamamos convecção e as correntes de ar formadas são correntes de convecção.
Por tanto, convecção é um movimento de massas de fluido, trocando de posição entre si. Notemos que não tem significado falar em convecção no vácuo ou em um sólido, isto é, convecção só ocorre no s fluidos.

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Radiação
É o processo de transmissão de calor através de ondas eletromagnéticas (onda de calor). A energia emitida por um corpo (energia radiante) se propaga até o outro através do espaço que os separa.
Sendo uma transmissão de calor através de ondas eletromagnéticas, a radiação não exige a presença do meio material para ocorrer, isto é, a radiação ocorre no vácuo e também em meios materiais. Entretanto, não são todos os meios materiais que permitem a propagação de ondas de calor através deles.     Toda energia radiante, transportada por ondas de rádio, infravermelha, ultravioleta, luz visível, raio X, raio gama, etc., pode converter-se em energia térmica por absorção. Porém, só as radiações infravermelhas são chamadas de onda de calor.
Ufa, quanta informação!
Tenha a certeza que são informações muito importantes para entender o processo de especificação dos vidros para controle solar, quando se trata de eficiência energética.
No próximo artigo eu vou lhes explicar como todos esses conceitos se aplicam ao vidro como elemento de fachadas, tanto para edifícios comerciais quanto para residenciais e, com isso, você terá mais argumentos para convencer os seus clientes sobre os benefícios do vidro para controle solar e, é claro, ganhar mais dinheiro, ao vender um produto com maior valor agregado.
Forte abraço e sucesso, não somente nos seus negócios, mas na sua vida!