Investigadores han diseñado un revestimiento transparente para ventanas que puede reducir la temperatura del interior de los edificios sin gastar un solo vatio de energía. Este refrigerador podría suponer un ahorro energético anual de hasta 86,3 MJ/m2 en climas cálidos.
A medida que el cambio climático intensifica el calor del verano, crece la demanda de tecnologías para refrigerar los edificios.
Ahora, investigadores han utilizado tecnología informática avanzada e inteligencia artificial para diseñar un revestimiento transparente para ventanas que podría reducir la temperatura del interior de los edificios, sin gastar un solo vatio de energía.
Los estudios han calculado que la refrigeración representa alrededor del 15% del consumo mundial de energía. Esa demanda podría reducirse con un revestimiento de ventanas que bloqueara la luz ultravioleta e infrarroja del sol, las partes del espectro solar que suelen atravesar el cristal para calentar una habitación cerrada.
El consumo de energía podría reducirse aún más si el revestimiento irradiara el calor de la superficie de la ventana en una longitud de onda que atravesara la atmósfera hacia el espacio exterior. Sin embargo, es difícil diseñar materiales que cumplan estos criterios simultáneamente y que además puedan transmitir la luz visible, es decir, que no interfieran con la vista. Eungkyu Lee, Tengfei Luo y sus colegas se propusieron diseñar un «refrigerador radiativo transparente» (TRC) que pudiera hacer precisamente eso.
El equipo construyó modelos informáticos de TRC que consistían en la alternancia de finas capas de materiales comunes como el dióxido de silicio, el nitruro de silicio, el óxido de aluminio o el dióxido de titanio sobre una base de vidrio, rematada con una película de polidimetilsiloxano.
Optimizaron el tipo, el orden y la combinación de capas mediante un enfoque iterativo guiado por el aprendizaje automático y la computación cuántica, que almacena los datos mediante partículas subatómicas.
Este método informático lleva a cabo la optimización más rápidamente y mejor que los ordenadores convencionales porque puede probar eficazmente todas las combinaciones posibles en una fracción de segundo. De este modo se obtuvo un diseño de revestimiento que, una vez fabricado, superó el rendimiento de los CRT de diseño convencional, además de ser uno de los mejores vidrios comerciales de reducción del calor del mercado.
Los investigadores afirman que, en ciudades cálidas y secas, el TRC optimizado podría reducir el consumo de energía de refrigeración en un 31% en comparación con las ventanas convencionales.
Señalan que sus hallazgos podrían aplicarse a otras aplicaciones, ya que los TRC también podrían utilizarse en las ventanas de coches y camiones. Además, la técnica de optimización basada en la computación cuántica del grupo podría utilizarse para diseñar otros tipos de materiales compuestos.
Vía www.acs.org
Referencias: High-Performance Transparent Radiative Cooler Designed by Quantum Computing
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