Científicos desarrollan un recubrimiento para ventanas que bloquea el calor mientras deja pasar la luz
Para reducir la ganancia de calor y la dependencia del aire acondicionado
Un equipo de investigadores de la Universidad de Notre Dame y la Universidad Kyung Hee en Seúl, Corea del Sur, ha desarrollado un recubrimiento de ventana que bloquea completamente el calor, incluso del sol de la tarde.
Sin cortinas, persianas u otros cubrimientos de ventanas, las habitaciones pueden calentarse rápidamente cuando el sol de la tarde pasa a través de una ventana. Cierra la cortina o baja la persiana, y la habitación puede enfriarse, pero pierdes las vistas del jardín o el patio trasero. Incluso la película para ventanas puede ofrecer algo de transparencia, pero a menudo incluye tintes que pueden interrumpir la vista. Los científicos han estado trabajando para resolver este dilema, y podrían haberlo logrado con un recubrimiento de ventana claro recién desarrollado.
“El ángulo entre la luz del sol y tu ventana siempre está cambiando”, dijo Tengfei Luo, autor principal del estudio y Profesor de la Familia Dorini para Estudios de Energía en la Universidad de Notre Dame. “Nuestro recubrimiento mantiene la funcionalidad y eficiencia sin importar la posición del sol en el cielo”.
Los investigadores explicaron que si bien los recubrimientos y cubiertas de ventanas que bloquean el calor no son un concepto nuevo, los recubrimientos probados en estudios recientes tienden a dejar pasar la luz ultravioleta e infrarroja cuando el sol está posicionado en ciertos ángulos.
Dos miembros del equipo, Luo y Seongmin Kim, asociado postdoctoral en la Universidad de Notre Dame, previamente desarrollaron un recubrimiento de ventana hecho de sílice, alúmina y óxido de titanio con un polímero de silicona adicional de micrómetros de grosor para reflejar mejor la radiación térmica y bloquear el calor que pasa a través de las ventanas.
El equipo luego necesitó optimizar el orden de las capas del recubrimiento para bloquear el calor desde todos los ángulos durante todo el día. Utilizaron la computación cuántica para lograrlo, finalmente eligiendo un recubrimiento de ventana optimizado que permanecía transparente pero reducía la temperatura en una habitación de 5.4 a 7.2 grados Celsius. Los investigadores publicaron estos hallazgos en la revista Cell Reports Physical Science.
“Como las gafas de sol polarizadas, nuestro recubrimiento disminuye la intensidad de la luz entrante, pero, a diferencia de las gafas de sol, nuestro recubrimiento permanece claro y efectivo incluso cuando lo inclinas en diferentes ángulos”, explicó Luo.
El recubrimiento de ventana resultante podría utilizarse no solo para hogares y edificios residenciales, sino también en vehículos para reducir la ganancia de calor y la dependencia del aire acondicionado. Según el estudio, las ciudades de todo Estados Unidos podrían reducir el uso de energía para la refrigeración en hasta 97.5 megaJoules (MJ) por metro cuadrado, y el recubrimiento podría ayudar a las ciudades a alcanzar hasta un 50.5% de ahorro de energía en refrigeración cuando se aplique a ventanas convencionales.
Esto podría ser particularmente importante para reducir las emisiones, ya que la Agencia Internacional de Energía informó que el uso de aire acondicionado actualmente representa aproximadamente el 10% del consumo total de electricidad global, y la agencia estimó que la demanda energética global de aire acondicionado podría triplicarse para 2050.
