¿Adiós al calor? Un equipo de científicos han desarrollado cristales para ventanas que dejan pasar la luz pero bloquean el calor, y al mismo tiempo permiten reducir el consumo de energía en aire acondicionado de interiores. ¡La investigación confirmó que la temperatura en una habitación se redujo entre 5 y 7 grados Celsius!

Un equipo de científicos han creado un nuevo revestimiento experimental de alta tecnología para ventanas que funciona de forma similar a los cristales polarizados de las gafas de sol, permitiendo el paso de toda la luz visible y reflejando al mismo tiempo el calor no deseado. Si se añadiera a las ventanas de edificios y automóviles, el nuevo revestimiento podría reducir la temperatura interior en climas más cálidos sin sacrificar nada de la luz visible y, al mismo tiempo, reducir hasta en un 30% el consumo de energía para el aire acondicionado interior.

El nuevo revestimiento fue desarrollado por investigadores de la Notre Dame University que buscaban una forma barata pero viable de reducir el uso del aire acondicionado en coches y edificios sin sacrificar nada de la luz visible, como ocurre con los cristales tintados. La clave estaba en encontrar una forma de reflejar las ondas de luz ultravioleta e infrarroja que pueden generar calor y dejar pasar todo el espectro de luz visible a través de los cristales.

Para alcanzar este elevado objetivo, Tengfei Luo, catedrático de Estudios Energéticos de la Notre Dame University, y Seongmin Kim, su colaborador postdoctoral, cubrieron una base de vidrio con capas ultrafinas de sílice, alúmina y óxido de titanio. Juntos, estos materiales bloquearían la luz infrarroja y ultravioleta antes de que penetrara en el interior del edificio.

A continuación, Luo y Kim añadieron una capa adicional de polímero de silicio de micrómetros de grosor. A diferencia de los otros materiales, esta capa está diseñada para reflejar la radiación térmica a través de la “ventana atmosférica” hacia el espacio exterior.

¿Cómo desarrollaron los cristales que bloquean el calor?

En un comunicado de prensa, los investigadores explican cómo “barajaron” las distintas capas para encontrar una configuración óptima que “maximizara la transmisión de luz visible y minimizara el paso de longitudes de onda productoras de calor”. Para ello estudiaron distintas configuraciones mediante un tipo de computación cuántica llamada “recocido cuántico” y luego confirmaron o refutaron las mejores opciones posibles en experimentos reales.

Investigadores de la Notre Dame University han desarrollado un nuevo revestimiento para ventanas que bloquea la luz ultravioleta e infrarroja generadora de calor y deja pasar la luz visible, independientemente del ángulo del Sol. Crédito de imagen: Notre Dame University

¡Temperatura se redujo entre 5 y 7 grados Celsius!

Los resultados finales del estudio, publicados en la revista Cell Reports Physical Science, demuestran que el nuevo material fue todo un éxito. No sólo consiguieron una transmisión casi perfecta de la luz visible a través del vidrio y sus capas de revestimiento, sino que la temperatura en el interior de una habitación modelo equipada con el revestimiento de ventana se redujo entre 5.4 y 7.2 grados Celsius.

Además, el equipo afirma que su nuevo material actúa desde distintos ángulos. Esto significa que su revestimiento es eficaz durante todo el día, a medida que el Sol se mueve en el cielo, incluso cuando la luz incide en la ventana en un ángulo de 90 grados, que normalmente transmite la mayor parte del calor.

Luo explica:

“El ángulo entre el sol y la ventana cambia constantemente. Nuestro revestimiento mantiene la funcionalidad y la eficacia sea cual sea la posición del sol en el cielo”.

Concepto de diseño de filtros espectrales gran angular para ventanas de ahorro energético utilizando el esquema de aprendizaje activo mejorado por QA. Crédito de imagen: Notre Dame University / Cell Reports Physical Science

Cristales son eficaces a cualquier hora del día

En efecto, los investigadores afirman que no sólo han creado un revestimiento viable para ventanas capaz de bloquear el calor indeseado generado por la luz infrarroja y ultravioleta dejando pasar limpiamente la luz visible, sino que su nuevo material es eficaz a cualquier hora del día.

Luo explica:

“Al igual que las gafas de sol polarizadas, nuestro revestimiento reduce la intensidad de la luz entrante, pero, a diferencia de las gafas de sol, sigue siendo transparente y eficaz incluso cuando se inclina en diferentes ángulos”.

Aunque el nuevo revestimiento de ventanas aún no está disponible para uso comercial o industrial, los investigadores afirman que su trabajo puede sentar las bases para futuras aplicaciones que podrían reducir los costes del aire acondicionado y el consumo de energía hasta en un treinta por ciento. También señalan que el “esquema” de computación cuántica que emplearon para derivar la mejor configuración de recubrimiento “puede utilizarse para diseñar una amplia gama de materiales con propiedades complejas.”

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en la revista Cell Reports Physical Science.

Fuente: Notre Dame News

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