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Mantener los edificios frescos con color

Written by on October 25, 2020


Un nuevo tipo de pintura exterior y ventanas que cambian de color mantienen la promesa de edificios que se pueden enfriar sin usar energía, y tal vez incluso generar electricidad en el camino.

Estos conceptos de ingeniería tienen como objetivo reducir la cantidad de energía solar que los edificios absorben en forma de calor. Ese calor normalmente tendría que eliminarse mediante aire acondicionado, que representa una cantidad sustancial de la electricidad consumida por los edificios.

Científicos de la Universidad de Purdue han desarrollado una pintura blanca que refleja el 95% de la luz solar que cae sobre ella, lo que en realidad puede hacer que la superficie que recubre sea más fría que el ambiente. temperatura del aire – alrededor de 1,7 C en sus experimentos.

Por supuesto, cualquier pintura blanca refleja más luz solar que los colores más oscuros, pero esta pintura lo hace con mayor eficacia que cualquier otra desarrollada en el pasado. La clave es que contiene partículas de carbonato de calcio, básicamente tiza, que pueden reflejar longitudes de onda de luz que otras pinturas no pueden.

La luz del sol es una combinación de muchos colores de luz, que vemos en el arco iris, y luz infrarroja y ultravioleta invisible. Los colores representan diferentes longitudes de onda de luz, siendo el azul más corto que el rojo.

Las versiones anteriores de pinturas reflectantes solares podían reflejar del 80 al 90 por ciento de la luz que incide sobre ellas. Pero cualquier luz que no se refleje será absorbida y su energía calentará el edificio. Los científicos pudieron mejorar la reflectividad agregando partículas de diferentes tamaños, que reflejarían más longitudes de onda de luz.

Un investigador usa una cámara infrarroja para comparar el rendimiento de enfriamiento de muestras de pintura blanca en una azotea. (Foto de la Universidad de Purdue / Jared Pike)

Un principio clave en la idea es que parte de la luz que refleja esta pintura regresa al espacio, de donde vino. Ciertas longitudes de onda de luz más largas no son absorbidas por la atmósfera. Caen en lo que se llama “ventanas del cielo”, que efectivamente utilizan todo el universo como disipador de calor.

Una vez más, esta nueva pintura fue capaz de arrojar luz con tanta eficacia que la superficie que cubrió se volvió más fría que el aire a su alrededor. Esta es una forma simple de enfriamiento pasivo que podría reducir la necesidad de aire acondicionado.

Ventanas que se tiñen automáticamente y generan energía solar

El segundo experimento en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. Implica una tecnología que podría conducir a el desarrollo de ventanas que pueden cambiar de color para bloquear la luz solar y también actuar como paneles solares para generar electricidad.

La luz del sol que atraviesa las ventanas de los edificios es literalmente el efecto invernadero y es responsable de la mayor parte del calor no deseado en nuestros edificios durante los meses de verano, ya que toda esa energía solar está atrapada en el interior.

Las nuevas ventanas experimentales están infundidas con materiales llamados perovskitas que tienen propiedades tanto cristalinas como líquidas. Una fina película de estos está incrustada en la ventana. A medida que la película se calienta con la luz solar, la forma cristalina de la perovskita cambia, lo que cambia de color. Diferentes temperaturas producirán diferentes colores y, por lo tanto, más o menos filtrado de luz.

Las casas pasivas, como esta en Calgary, están construidas con los más altos estándares de eficiencia energética. Estas tecnologías podrían formar parte de diseños similares en el futuro. (Dave Will / CBC)

El filtrado de luz reduciría las necesidades de calefacción solar y, por lo tanto, de aire acondicionado, lo que ahorraría energía. Pero además de teñir las ventanas, las perovskitas también tienen propiedades fotovoltaicas, y los investigadores demostraron en trabajos anteriores que estas podrían usarse para producir electricidad, de manera similar a la forma en que funcionan los paneles solares comunes.

La cantidad de electricidad producida por una ventana individual probablemente sería pequeña, pero las grandes ciudades tienen muchas ventanas. Podría imaginarse que desplegadas ampliamente estas ventanas solares podrían representar una contribución real al suministro de energía.

Un miembro del equipo de NREL sugirió que un prototipo de ventana de generación de energía podría estar a solo un año de distancia.

La eficiencia energética del edificio podría contribuir a los objetivos climáticos

Tendemos a pensar en nuestro futuro energético como vastos campos cubiertos de parques eólicos o paneles solares en expansión. Pero hay otra fuente de energía disponible, y esa es la energía que ahorramos.

Ambas tecnologías son ejemplos de cómo los cambios relativamente simples en los diseños de edificios pueden ayudar a lograr nuestros objetivos climáticos al reducir la demanda de energía. La Administración de Información Energética de EE. UU. Informa que el 20 por ciento del consumo mundial de energía provino de edificios residenciales y comerciales, y se espera que aumente, especialmente en el mundo en desarrollo.

Hacer que los edificios sean más eficientes desde el punto de vista energético mediante pinturas reflectantes, ventanas, aislamiento y otras técnicas de construcción, especialmente en países donde las nuevas construcciones están aumentando, puede contribuir en gran medida a limitar el uso de energía y cumplir nuestros objetivos climáticos.

Video sobre la nueva pintura de enfriamiento de la Universidad de Purdue

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