Actualizado: 05/07/2024
Con aplicaciones en ropa, construcción y almacenamiento de alimentos, el nuevo textil reduce el calor tanto del sol como de la radiación térmica de los edificios cercanos.
Nuevo tejido hace que las islas de calor urbanas sean más soportables
Este año ya se han registrado olas de calor masivas en todo el mundo, con ciudades en México, India, Pakistán y Omán alcanzando temperaturas cercanas o superiores a los 50ºC.
A medida que las temperaturas globales y las poblaciones urbanas aumentan, las ciudades se han convertido en «islas de calor urbanas», con condiciones de alta densidad y radiación térmica emitida desde el pavimento y los rascacielos atrapando y magnificando estas temperaturas. Con el 68% de todas las personas que se prevé que vivan en ciudades para 2050, este es un problema creciente y mortal.
Investigación y Desarrollo del Nuevo Tejido
En un artículo publicado en Science, investigadores de la Escuela de Ingeniería Molecular Pritzker (PME) de la Universidad de Chicago detallan un nuevo tejido usable que puede ayudar a los residentes urbanos a sobrevivir los peores impactos del calor masivo causado por el cambio climático global, con aplicaciones en ropa, diseño de edificios y automóviles, y almacenamiento de alimentos.
En pruebas bajo el sol de Arizona, el material mantuvo una temperatura 2.3 grados Celsius más fría que el tejido emisor de banda ancha utilizado para deportes de resistencia al aire libre y 8.9 grados Celsius más fría que la seda comercializada comúnmente usada para camisas, vestidos y otras prendas de verano.
Este avance, esperan los investigadores, ayudará a muchos a evitar las hospitalizaciones y muertes relacionadas con el calor que se han visto en los centros de población global este año.
Consideraciones ambientales
El tejido de enfriamiento existente para deportes al aire libre funciona reflejando la luz del sol en un patrón difuso para no deslumbrar a los espectadores. Pero en una isla de calor urbana, el sol es solo una fuente de calor. Mientras el sol hornea desde arriba, la radiación térmica emitida desde los edificios y el pavimento abrasa a los habitantes de la ciudad desde los lados y desde abajo.
Esto significa que muchos materiales que funcionan bien en pruebas de laboratorio no ayudarán a los habitantes de las ciudades en Arizona, Nevada, California, el sudeste asiático y China cuando se predicen olas de calor masivas en las próximas semanas.
Normalmente, la gente se centra en el rendimiento o en el diseño del material de los textiles de enfriamiento. Para hacer un textil que tenga el potencial de aplicarse a la vida real, tienes que considerar el entorno.
Ronghui Wu, coautor principal y investigador postdoctoral en PME.
Desafíos de Ingeniería
El sol y la acera emiten diferentes tipos de calor. Crear un material capaz de proteger a los usuarios de ambos fue un desafío de ingeniería importante para el equipo.
La luz solar es luz visible, la radiación térmica es infrarroja, por lo que tienen diferentes longitudes de onda. Eso significa que necesitas un material que tenga dos propiedades ópticas al mismo tiempo. Eso es muy desafiante de hacer. Tienes que jugar con la ciencia de los materiales para diseñar y ajustar el material para que te dé diferentes resonancias en diferentes longitudes de onda.
Chenxi Sui, coautor principal y candidato a doctorado en PME.
Costes de la comodidad
Enfriar un hogar a menudo significa calentar el planeta, con el impacto de carbono de los sistemas de aire acondicionado y refrigeración contribuyendo al cambio climático.
«Nuestra civilización realmente usa entre el 10 y el 15 por ciento de la energía en total solo para sentirnos cómodos dondequiera que vayamos«, dijo Hsu.
El riesgo del calor no se distribuye de manera uniforme. En los EE. UU. y Japón, más del 90% de los hogares tienen aire acondicionado, un número que cae al 5% en India y partes de África.
El nuevo textil del equipo de PME, que ha recibido una patente provisional, puede ayudar a proporcionar un sistema de enfriamiento pasivo que puede complementar y reducir la necesidad de sistemas intensivos en energía y costes.
Aplicaciones futuras
Las aplicaciones van mucho más allá de la ropa.
Una versión más gruesa del tejido protegida por una capa invisible de polietileno podría usarse en los lados de edificios o automóviles, reduciendo las temperaturas internas y disminuyendo el costo y el impacto de carbono del aire acondicionado. Del mismo modo, el material podría usarse para transportar y almacenar leche y otros alimentos que de otro modo se estropearían con el calor, reduciendo el impacto de la refrigeración.
«Puedes ahorrar mucho en enfriamiento, electricidad y costos de energía porque este es un proceso pasivo«, dijo Sui.
Vía uchicago.edu
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