Desenvolvimento de soluções sustentáveis para mitigar a colisão de pássaros em vidros

Abstract

Este projeto visa o estudo de soluções sustentáveis e a obtenção de tecnologia a ser empregada na obtenção de recobrimento para vidros usados para a construção civil. Um problema gravíssimo que vem sendo negligenciado, tanto pelas indústrias vidreiras ao redor do globo como pelas empresas da construção civil, se refere à grande mortandade de aves devido às colisões com superfícies de vidros, que podem ocorrer em grandes edifícios, barracões, casas, muros etc. Este projeto tem como intuito o estudo fundamental de soluções sustentáveis, através do desenvolvimento de filmes finos que podem ser aplicados às superfícies dos vidros comerciais, utilizando técnicas como canhão de elétrons ou RF-Sputtering e que não acarretem problemas do ponto de vista arquitetônico, tão pouco aumento demasiado no custo de produção. Dentre os materiais elencados como candidatos podemos destacar os óxidos semicondutores com faixa de absorção na região entre 300 e 400 nm. Este pré-requisito é necessário uma vez que o máximo da sensibilidade da visão de pássaros está nesta faixa espectral e não na região do visível, como no caso dos seres humanos. Os filmes serão caracterizados principalmente do ponto de vista óptico na região do UV-Vis e quanto às suas propriedades de aderência aos substratos. O balanço entre interações ópticas e de superfície, durabilidade e performance autolimpante é o motivo de óxidos semicondutores serem estudados para uma vasta variedade de aplicações. Neste trabalho foram preparados materiais utilizando as três técnicas mencionadas, já empregadas na indústria vidreira, a fim de obter um filme fino que atenda aos requisitos tanto para diminuir o impacto de pássaros nestas superfícies, como também para sua aplicação arquitetônica. Diferentes espessuras de filme de ZnO foram comparadas em sua capacidade de absorver UV e foram analisados fenômenos de superfície como o ângulo de contato e potencial zeta em filmes de ZnO e TiO2. Os resultados mostraram que a intensidade de UV absorvida possui um limite ao se alterar apenas a espessura do filme, ambos os materiais apresentaram caráter hidrofóbico, assim como a superfície recoberta tende a ter menor atividade elétrica. O filme de ZnO preparado neste trabalho apresenta resultados otimistas para sua aplicação em vidros arquitetônicos.

This project aims to study sustainable solutions and to obtain technology to be employed in the development of coatings for glass used in civil construction. A very serious problem that has been neglected by both the glass industries around the world and construction companies concerns the large number of bird deaths caused by collisions with glass surfaces, which can occur in large buildings, warehouses, houses, walls, and so on. This project intends to carry out a fundamental study of sustainable solutions through the development of thin films that can be applied to the surfaces of commercial glass, using techniques such as electron beam evaporation, spray pyrolysis, or RF sputtering, without causing architectural issues or significantly increasing production costs. Among the materials selected as candidates, we highlight semiconductor oxides with absorption bands in the 300–400 nm range. This prerequisite is necessary because the peak sensitivity of bird vision lies within this spectral range, rather than in the visible region, as is the case for humans. The films will be characterized mainly from an optical standpoint in the UV-Vis region and regarding their adhesion properties to the substrates. The balance between optical and surface interactions, durability, and self- cleaning performance is the reason why semiconductor oxides are being studied for a wide variety of applications. In this work, materials were prepared using the three techniques, already employed in the glass industry, in order to obtain a thin film that meets the requirements of both reducing bird impacts on these surfaces and enabling their architectural application. Different ZnO film thicknesses were compared in terms of their UV absorption capacity, and surface phenomena such as contact angle and zeta potential were analyzed in ZnO and TiO₂ films. The results showed that the amount of absorbed UV light reaches a limit when only the film thickness is varied, and that both materials exhibit hydrophobic behavior, while the coated surface tends to have lower electrical activity. The ZnO film prepared in this study presents promising results for its application in architectural glass