Investigadores de la Escuela Pritzker de Ingeniería Molecular (PME) de la Universidad de Chicago han diseñado un material de construcción camaleónico que cambia su color infrarrojo, y la cantidad de calor que absorbe o emite, en función de la temperatura exterior. En los días calurosos, el material puede emitir hasta el 92% del calor infrarrojo que contiene, lo que ayuda a enfriar el interior de un edificio. Sin embargo, en los días más fríos, el material emite solo el 7% de su infrarrojo, lo que ayuda a mantener el calor.
Según algunas estimaciones, los edificios representan el 30% del consumo mundial de energía y emiten el 10% de todos los gases de efecto invernadero del mundo. Aproximadamente la mitad de esta huella energética se atribuye a la calefacción y refrigeración de los espacios interiores.
Dado que el calentamiento global provoca fenómenos meteorológicos extremos cada vez más frecuentes y un clima variable, existe la necesidad de que los edificios puedan adaptarse; pocos climas requieren calefacción o aire acondicionado durante todo el año.
Sensor de temperatura para ahorrar energía
El material de construcción ‘electrocrómico’ no inflamable contiene una capa que puede adoptar dos conformaciones: cobre sólido que retiene la mayor parte del calor infrarrojo, lo que ayuda a mantener caliente el edificio o una solución acuosa que emite infrarrojos, que ayuda a enfriar el edificio.
A cualquier temperatura de activación elegida, el dispositivo puede usar una pequeña cantidad de electricidad para inducir el cambio químico entre los estados depositando cobre en una película delgada o quitando ese cobre.
Los investigadores detallaron cómo el dispositivo puede cambiar rápida y reversiblemente entre los estados metálico y líquido. Además, demostraron que la capacidad de cambiar entre las dos conformaciones se mantuvo eficiente incluso después de 1.800 ciclos.
Reducir los costes de energía de los edificios
Posteriormente, el equipo ha creado modelos de cómo su material podría reducir los costos de energía en edificios típicos en 15 ciudades diferentes de Estados Unidos. En un edificio comercial promedio, la electricidad utilizada para inducir cambios electrocrómicos en el material sería menos del 0,2% del uso total de electricidad del edificio, pero podría ahorrar el 8,4% del consumo anual de energía de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) del edificio.
Hasta ahora, los investigadores solo han creado piezas del material que miden unos seis centímetros de ancho. Sin embargo, muchos de esos parches del material podrían ensamblarse como tejas en láminas más grandes. Este material también podría modificarse para usar diferentes colores personalizados ya que la fase acuosa es transparente y casi cualquier color se puede poner detrás sin afectar su capacidad de absorber infrarrojos.