Un equipo de ingenieros de la Universidad de Boulder, Colorado, EE.UU., ha desarrollado un nuevo material; una película fina con propiedades adicionales para que funcione como un sistema de aire acondicionado para las estructuras.
Este film tiene la capacidad para enfriar objetos incluso con luz solar directa, y sin consumo de energía o agua.
Cuando se aplica a una superficie, la película se enfría por debajo del objeto y refleja los rayos solares de vuelta al espacio y al mismo tiempo permite que la superficie pueda liberar su propio calor en forma de radiación térmica infrarroja.
Es un material producido artificialmente dotado de propiedades físicas que no se encuentran normalmente en la naturaleza en su configuración regular. Este nuevo material desarrollado por los investigadores es un híbrido de perlas de polímero y vidrio con una capa de plata fina. Tiene un espesor de 0,05 mm, la película se puede fabricar de manera simple y económica, por lo que es posible su producción a gran escala para diferentes aplicaciones comerciales, residenciales e industriales.
La investigación y sus logros han sido publicados en la prestigiosa revista Science, donde describen como este nuevo material aprovecha la refrigeración por radiación pasiva, un proceso por el cual los objetos pueden perder calor de forma natural cómo radiación infrarroja, sin consumir energía. La radiación térmica proporciona un enfriamiento natural en la noche y se utiliza para la refrigeración residencial en algunas áreas, pero el enfriamiento durante el día, ha sido históricamente un reto. Para una estructura expuesta a la luz solar, incluso una pequeña cantidad de la energía solar absorbida directamente era suficiente para anular la radiación pasiva.
El reto para los investigadores de la universidad era crear un material que pudiese cumplir dos funciones: reflejar cualquier luz solar entrante de la atmósfera, y proporcionar una vía de escape para la radiación infrarroja. Para solucionar este problema, los investigadores incorporan microesferas de vidrio con radiación infrarroja visible en la difusión de una película de polímero. A continuación, se añadió una capa de plata fina por debajo para alcanzar la máxima reflectancia.
“Sólo entre 10 a 20 metros cuadrados de este material en el techo bien podrían enfriar una vivienda unifamiliar en el verano”, dijo Tan Gang, co-autor del proyecto.
Además de ser útil para edificios y plantas de enfriamiento, el material también puede ayudar a mejorar la eficiencia y la vida útil de los paneles solares. En la luz solar directa, los paneles pueden recalentarse a temperaturas que dificultan su capacidad para convertir la luz solar en electricidad.
“Sólo mediante la aplicación de este material a la superficie de un panel solar, el panel se puede enfriar y recuperar rápidamente mejorano el rendimiento solar en un dos por ciento,” dijo Yin. “Esto hace una gran diferencia en gran escala.”
Los ingenieros ya solicitaron una patente para la tecnología y están trabajando para explorar las posibles aplicaciones comerciales. Planean crear un prototipo de 200 metros cuadrados en la universidad este año.
“La principal ventaja de esta tecnología es que opera 24 horas al día, 7 días a la semana, sin el uso de la electricidad o el agua”, dijo Yang. “Estamos muy entusiasmados con la oportunidad de explorar posibles usos de la energía, la industria aeroespacial, la agricultura y más.”
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