Ingenieros de la Universidad de Stanford han desarrollado un novedoso material para enfriar edificios, aprovechando el frío del universo. Fuente: Universidad de Stanford.
Un equipo de ingenieros de la Universidad de Stanford (EEUU) ha inventado un revolucionario material de revestimiento que podría ayudar a enfriar los edificios sin aire acondicionado, incluso en días de sol y calor.
El material, que funciona irradiando calor y enviándolo directamente al espacio, es ultrafino (tiene 1,8 micras de espesor) y está compuesto de múltiples capas, informa la Universidad de Stanford en su web. Además, se ocupa de la luz, tanto invisible como visible, de una novedosa manera.
La luz invisible -en forma de radiación infrarroja- es una de las formas en que todos los objetos y seres vivos emiten calor. Por ejemplo, cuando nos acercamos a un horno cerrado sin tocarlo, el calor que sentimos es luz infrarroja. Esta luz invisible es la que el nuevo material enviaría lejos de los edificios, hacia el espacio.
¿Qué pasa con la luz del sol que calienta los edificios? De esta luz –visible- también se ocupa el nuevo material, pues para ella funciona como un espejo increíblemente eficiente, reflejando hasta un 97% de ella.
El concepto ha sido denominado por sus creadores como “enfriamiento radiativo fotónico” e implica, por tanto, la descarga del calor infrarrojo del interior de los edificios y la reflexión de la luz solar que sobre estos incide, al mismo tiempo. Juntas, la radiación y la reflexión, hacen que el refrigerador por radiación fotónica esté a 12 ºC menos que el aire circundante, durante el día. El material podría usarse tanto de día como de noche para enfriar estructuras.
El verdadero avance radica en cómo este material irradia el calor de los edificios, directamente al espacio. El revestimiento ultrafino fue fabricado cuidadosamente para enviar la luz infrarroja lejos de las estructuras, a la frecuencia precisa que le permite pasar a través de la atmósfera, sin calentar el aire. Esta es una característica clave, dada la amenaza del calentamiento global.
El material, que funciona irradiando calor y enviándolo directamente al espacio, es ultrafino (tiene 1,8 micras de espesor) y está compuesto de múltiples capas, informa la Universidad de Stanford en su web. Además, se ocupa de la luz, tanto invisible como visible, de una novedosa manera.
La luz invisible -en forma de radiación infrarroja- es una de las formas en que todos los objetos y seres vivos emiten calor. Por ejemplo, cuando nos acercamos a un horno cerrado sin tocarlo, el calor que sentimos es luz infrarroja. Esta luz invisible es la que el nuevo material enviaría lejos de los edificios, hacia el espacio.
¿Qué pasa con la luz del sol que calienta los edificios? De esta luz –visible- también se ocupa el nuevo material, pues para ella funciona como un espejo increíblemente eficiente, reflejando hasta un 97% de ella.
El concepto ha sido denominado por sus creadores como “enfriamiento radiativo fotónico” e implica, por tanto, la descarga del calor infrarrojo del interior de los edificios y la reflexión de la luz solar que sobre estos incide, al mismo tiempo. Juntas, la radiación y la reflexión, hacen que el refrigerador por radiación fotónica esté a 12 ºC menos que el aire circundante, durante el día. El material podría usarse tanto de día como de noche para enfriar estructuras.
El verdadero avance radica en cómo este material irradia el calor de los edificios, directamente al espacio. El revestimiento ultrafino fue fabricado cuidadosamente para enviar la luz infrarroja lejos de las estructuras, a la frecuencia precisa que le permite pasar a través de la atmósfera, sin calentar el aire. Esta es una característica clave, dada la amenaza del calentamiento global.
Aprovechar el frío del universo
El nuevo material está formado por siete capas de dióxido de silicio y óxido de hafnio, ubicadas sobre una capa delgada de plata.
Estas capas no tienen un espesor uniforme, sino que están diseñadas para crear un nuevo material. Su estructura interna está sintonizada para irradiar los rayos infrarrojos a una frecuencia determinada, como se ha dicho, impidiendo así que calienten el aire.
Los investigadores afirman, además, que el material está diseñado de manera que sea rentable para su aplicación a gran escala en tejados de edificios. Creen asimismo que, algún día, podría menguar la demanda de electricidad, en tanto en cuanto reduciría el gasto energético de los sistemas de aire acondicionado. A nivel práctico, el recubrimiento podría ser colocado sobre un material más sólido, típico de la construcción.
El equipo ve en este proyecto un primer paso hacia el uso del frío del espacio como recurso. De la misma manera que la luz solar es una fuente de energía solar renovable, el universo frío podría suponer una extensión casi ilimitada donde volcar el calor. "Lo que hemos hecho es crear una forma que debería permitirnos aprovechar la frialdad del universo como disipador de calor durante el día", explican.
El nuevo material está formado por siete capas de dióxido de silicio y óxido de hafnio, ubicadas sobre una capa delgada de plata.
Estas capas no tienen un espesor uniforme, sino que están diseñadas para crear un nuevo material. Su estructura interna está sintonizada para irradiar los rayos infrarrojos a una frecuencia determinada, como se ha dicho, impidiendo así que calienten el aire.
Los investigadores afirman, además, que el material está diseñado de manera que sea rentable para su aplicación a gran escala en tejados de edificios. Creen asimismo que, algún día, podría menguar la demanda de electricidad, en tanto en cuanto reduciría el gasto energético de los sistemas de aire acondicionado. A nivel práctico, el recubrimiento podría ser colocado sobre un material más sólido, típico de la construcción.
El equipo ve en este proyecto un primer paso hacia el uso del frío del espacio como recurso. De la misma manera que la luz solar es una fuente de energía solar renovable, el universo frío podría suponer una extensión casi ilimitada donde volcar el calor. "Lo que hemos hecho es crear una forma que debería permitirnos aprovechar la frialdad del universo como disipador de calor durante el día", explican.
Referencia bibliográfica:
Shanhui Fan et al. Passive radiative cooling below ambient air temperature under direct sunlight. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature13883.
Shanhui Fan et al. Passive radiative cooling below ambient air temperature under direct sunlight. Nature (2014). DOI: 10.1038/nature13883.