Ingenieros del Laboratorio de Berkeley han desarrollado un nuevo revestimiento para tejados que puede mantener un edificio más caliente o más frío, dependiendo del clima. Cuando hace calor, el material refleja la luz del sol y el calor, pero este enfriamiento radiativo se desactiva automáticamente en invierno, reduciendo el uso de energía para la calefacción y la refrigeración.
Los sistemas de refrigeración radiativa funcionan extrayendo la radiación térmica (es decir, el calor) de un edificio y emitiéndola al cielo. Como la atmósfera es transparente a estas longitudes de onda, el calor se escapa directamente al espacio. Otras versiones utilizan superficies reflectantes, como pinturas superblancas, para hacer rebotar la luz solar y el calor, manteniendo el edificio más fresco.
Pero si bien estos sistemas pueden ser eficientes para mantener la casa fresca en verano, también lo hacen en invierno.
Revestimiento radiativo adaptable a la temperatura (TARC).
La clave de la tecnología es un compuesto llamado dióxido de vanadio (VO2). En 2017, el equipo descubrió una propiedad inusual del VO2: cuando alcanza los 67 °C, el material conduce la electricidad pero no el calor, en aparente violación de la física conocida.
Ahora, el equipo ha puesto en práctica esta peculiaridad. La idea es que, cuando el tiempo se calienta, el material absorbe y emite luz infrarroja térmica y la mantiene alejada del edificio. Pero cuando el tiempo es fresco, el material es transparente al calor, permitiendo que éste pase directamente del Sol al edificio.
El equipo probó el dispositivo utilizando parches de película fina de 2 cm2 de TARC, y los comparó con muestras de materiales comerciales para tejados oscuros y blancos. Los dispositivos inalámbricos midieron los cambios en la luz solar directa y la temperatura.
Y efectivamente, el TARC funcionó sorprendentemente bien. Según las mediciones, el TARC reflejaba aproximadamente el 75% de la luz solar independientemente del tiempo que hiciera, pero cuando la temperatura ambiente era superior a 30 °C, emitía hasta el 90% de su calor hacia el cielo. Cuando el clima se enfriaba por debajo de los 15 °C, el TARC emitía sólo el 20% de su calor.
Con los datos recopilados, el equipo simuló cómo funcionaría el TARC durante todo el año en 15 zonas climáticas diferentes del territorio continental de Estados Unidos y calculó que un hogar medio estadounidense podría ahorrar hasta un 10% de su factura de electricidad utilizando el TARC.
Los investigadores afirman que el TARC también podría adaptarse como material regulador de la temperatura para coches, aparatos electrónicos, satélites e incluso tejidos para tiendas de campaña o ropa. Curiosamente, un equipo independiente acaba de anunciar un recubrimiento similar para cristales y ventanas, utilizando nanopartículas de dióxido de vanadio como uno de sus ingredientes activos.
El equipo tiene previsto realizar experimentos con prototipos de TARC de mayor tamaño para comprobar su viabilidad como recubrimiento de techos.
Más información: www.science.org (texto en inglés).
Vía lbl.gov
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