Un nuevo material podría enfriar edificios, sin utilizar energía

Hay un círculo vicioso que es claro: A medida que el clima se calienta la demanda de aire acondicionado aumenta, esta demanda requiere un mayor uso de energía que a su vez hace que el clima se caliente aún más. Ahora, parece que investigadores de la Universidad de Stanford desarrollaron un nuevo material que podría ayudar a poner fin a ese ciclo, o al menos reducir su velocidad de reproducción.

Los diseñadores del nuevo material esperan usar el frío del espacio como un recurso de la misma manera que los paneles solares utilizan el calor del sol como recurso. Además de reflejar la luz del sol, que hace que los edificios se calienten menos, el nuevo material transformaría el calor existente en radiación infrarroja. Esa radiación es transferida a través de la atmósfera directamente al espacio sin que se produzca un calentamiento de la atmósfera.
“Esto es muy novedoso y una idea extraordinariamente simple. Como resultado del trabajo del profesor Shanhui Fan, podemos ahora utilizar el enfriamiento por radiación, no sólo por la noche”, dijo Eli Yablonovitch, profesor de ingeniería en la Universidad de Berkeley que dirige el Centro para la Energía Eficiente.
El material está hecho de siete capas de dióxido de silicio y óxido de hafnio esparcidos en la parte superior de una capa delgada de plata. El material resultante tiene tan sólo 1,8 micrones de espesor, lo que significa que se necesitarían más de 12 mil capas apiladas una encima de la otra antes de alcanzar una pulgada de espesor. La estructura interna del material está diseñado para irradiar calor a una frecuencia precisa para que pase sin causar daño en el espacio. En las pruebas de laboratorio, el material mostró una tasa de enfriamiento de aproximadamente el 15 por ciento, lo que significa que podría enfriar un edificio de 37.7º C a 29.4º C sin utilizar ninguna energía en absoluto.
“Este enfoque fotónico nos da la capacidad de sintonizar finamente tanto la reflexión solar y la radiación térmica infrarroja”, dijo Linxiao Zhu, estudiante de doctorado en física aplicada y un co-autor del artículo que aparece en la revista Science.
Todavía hay algunos obstáculos que quedan por resolver antes de que el nuevo material pueda ser objeto de un uso práctico. En primer lugar, deben encontrar una forma para transferir el calor existente del edificio al panel. El calor tiene tres maneras de transferirse: por conducción, por convección y por radiación. El proceso de conducción se produce cuando dos superficies a distintas temperaturas se ponen en contacto. El objeto que está a mayor temperatura intentará transferir el calor al que se encuentra a menor temperatura. El proceso de convección utiliza un fluido para transferir el calor. El aire caliente de un calefactor o el agua caliente en la ducha utilizan el proceso de convección. El proceso de radiación de calor se produce por ondas, la luz infrarroja es un ejemplo. Es decir que el calor tendría que ser conducido al panel utilizando uno o más de uno de estos métodos antes de que el material irradie el calor al espacio.
El segundo problema es la fabricación. El prototipo de este material que existe hasta el momento tan sólo es del tamaño de una pizza. Para poder aplicarlo en la realidad, se necesitarían grandes cantidades de material para poder enfriar edificios enteros. Finalmente, se debería encontrar un método para neutralizar el material cuando las temperaturas ambientales bajan demasiado. Enfriar edificios cálidos en el invierno sería contraproducente en términos de ahorro de energía.
Sin embargo, los investigadores son optimistas ya que si estos obstáculos pueden superarse, el nuevo material podría reducir considerablemente la demanda de energía en el calentamiento global.

Fuente: www.dailydigestnews.com
 
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