Luego de haber pasado uno de los veranos más calientes de la historia de Estados Unidos, un grupo de ingenieros diseñaron un sistema para enfriar edificios en áreas metropolitanas con un sistema que a través de una película de polímero-aluminio que mantiene fresco su alrededor al absorber el calor del aire dentro de la caja.
El invento fue descrito en la revista Nature Sustainability y consta de un material especial, una película de polímero-aluminio que se instala dentro de una caja en la parte inferior de un "refugio" solar especialmente diseñado. La película mantiene sus alrededores frescos al absorber el calor del aire dentro de la caja y transmitir esa energía al exterior. El refugio bloquea la luz solar entrante e irradia radiación térmica emitida desde la película hacia el cielo.
Lyu Zhou, candidato a doctorado en ingeniería eléctrica en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Buffalo y coinventor del sistema explica su funcionamiento: "El polímero se mantiene frío ya que disipa el calor a través de la radiación térmica, y luego puede enfriar el medio ambiente.
Esto se llama enfriamiento radiativo o pasivo, y es muy interesante porque no consume electricidad, no necesitará una batería u otra fuente de electricidad para realizar el enfriamiento".
El investigador principal Qiaoqiang Gan declaró que "una de las innovaciones de nuestro sistema es la capacidad de dirigir deliberadamente las emisiones térmicas hacia el cielo. Normalmente, las emisiones térmicas viajan en todas las direcciones".
Asimismo, agregaron que "encontraron una manera de transmitir las emisiones en una dirección estrecha. Esto permite que el sistema sea más efectivo en entornos urbanos, donde hay edificios altos en todos los lados. Usamos materiales de bajo costo disponibles comercialmente y descubren que funcionan muy bien"
En conjunto, el sistema de refugio y caja diseñado por los ingenieros mide 45,72 centímetros, 25,4 centímetros de largo y de ancho. Para enfriar un edificio, se tendrían que instalar numerosas unidades del sistema para cubrir un techo.
El estudio fue una colaboración internacional entre el grupo de Gan en la UB, el grupo de Boon Ooi en la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita, y el grupo de Zongfu Yu en la Universidad de Wisconsin-Madison.
Durante la noche, no hay entrada solar, por lo que las emisiones térmicas simplemente se apagan y el enfriamiento radiativo es fácil. Pero el enfriamiento durante el día es un desafío porque el sol está brillando por lo que se necesita encontrar estrategias para evitar que los tejados se calienten y materiales emisivos que no absorban la energía solar. "Nuestro sistema aborda estos desafíos", estimaron los creadores.