La Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW), en Sídney, Australia, ha desarrollado nuevos materiales de construcción inteligentes para regular la temperatura durante todo el año. El diseño innovador ajusta las propiedades ópticas utilizadas en los materiales de mitigación de calor convencionales para cambiar la cantidad de calor que reflejan y emiten dependiendo de la temperatura del aire.
La sobrepoblación y la rápida urbanización están transformando las ciudades en islas de calor urbano. Así, la actividad humana (el calor residual de la industria, los automóviles y los aires acondicionados) aumenta las temperaturas de las ciudades, lo que las hace significativamente más cálidas que las áreas circundantes, afectando a más de 500 ciudades en todo el mundo.
Disminuir hasta 5 ºC la temperatura ambiente en verano
Muchos materiales de enfriamiento convencionales ayudan a mitigar el sobrecalentamiento urbano durante los períodos más cálidos pero no son necesariamente adecuados para las ciudades que tienen requisitos de calefacción en invierno. Además, debido a que los materiales reflejan la luz, pueden generar deslumbramiento y solo se pueden usar en lugares específicos.
Los nuevos materiales han sido diseñados por el profesor Mattheos Santamouris, presidente de Anita Lawrence en Arquitectura de Alto Rendimiento en la UNSW. Así, el equipo del profesor Santamouris agregó nuevas capas a los materiales de superenfriamiento convencionales para ayudar a modificar su reflectancia solar y emisividad durante los períodos más fríos sin comprometer la eficiencia de enfriamiento.
La primera capa está compuesta por un material de ‘cambio de fase’ que utiliza óxidos de metales de transición para modular la reflectividad y la emisividad durante las estaciones. Luego, una segunda capa fluorescente aumenta la capacidad de enfriamiento del material. Los materiales fluorescentes absorben la radiación solar pero inmediatamente la vuelven a emitir como radiación fluorescente a una longitud de onda más baja. Debido a que el material puede emitir más de lo que absorbe, compensa la pérdida de reflectividad y puede usarse sin causar deslumbramiento.
El resultado es un material que, durante el verano, tiene una temperatura superficial por debajo de la temperatura ambiente, proporcionando refrigeración al edificio, y luego muy por encima de la temperatura media durante el invierno, proporcionando calefacción. En el estudio reciente, no solo se pudo superar el problema del sobreenfriamiento, sino que se disminuyó la temperatura ambiente máxima de verano hasta 5 ºC y se pudo aumentar la temperatura máxima de invierno en 1,5 grados.
Por último, cabe resaltar que se trata de un material inteligente que se adapta a cualquier clima, se puede utilizar en un nivel bajo, puede ser de cualquier color y no crea ningún deslumbramiento. Además, debido a que los nuevos materiales dependen menos de la reflectividad para reducir el calor, también se pueden usar en cualquier nivel de un edificio y en todas las ciudades del mundo, lo que reduciría los costes de energía y ayudaría a combatir los impactos del cambio climático.