El material que reduce el consumo eléctrico de un hogar en un 10%

Los ingenieros del Berkeley Lab han desarrollado un revestimiento para tejados que repele la radiación solar y el calor del verano mientras que permite su absorción y acumulación cuando bajan las temperaturas. Según las pruebas realizadas por sus creadores, aplicar este material en los techos de las casas podría ahorrar hasta un 10% del gasto de electricidad.

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Hemos visto en estos últimos meses nuevos tipos de pintura blanca que aplicada en distintas superficies de los edificios son capaces de ahorrarnos un dinero en aire acondicionado. Esta es una técnica que ya empleaban nuestros antepasados hace siglos para mitigar las altas temperaturas en los meses de más sol. Pero este nuevo sistema descubierto por los investigadores de Berkeley es capaz de regular la temperatura de una casa no solo en verano sino durante todo el año.

"Nuestro revestimiento de techo para todas las estaciones pasa automáticamente de mantener el frío a calentar, en función de la temperatura del aire exterior. Se trata de un sistema de aire acondicionado y calefacción que no gasta energía y está libre de emisiones", asegura Junqiao Wu, científico de la División de Ciencias de los Materiales del Laboratorio de Berkeley y el investigador principal de este descubrimiento.

En 2017, Wu y su equipo ya habían dado con este compuesto. En sus estudios vieron que el dióxido de vanadio por debajo de los 67 ºC se mantiene transparente y no absorbe la luz infrarroja térmica. Pero cuando llega a esa temperatura cambia a un estado metálico y sorprendentemente se convierte en conductor de electricidad, pero no de calor. "Este comportamiento contrasta con la mayoría de los demás metales, en los que los electrones conducen el calor y la electricidad de forma proporcional", explicó Wu.

Un material que cambia con la temperatura

Ahora el equipo ha decidido darle uso práctico a este material y le ha puesto nombre: material de revestimiento radiativo adaptable a la temperatura (TARC). Wu y su equipo crearon una película fina TARC de 2 por 2 centímetros que, como ellos mismos dicen, tiene el aspecto de una cinta adhesiva y puede fijarse a una superficie sólida como un tejado.

Para comprobar la efectividad de este material los investigadores aplicaron estas películas de TARC en el tejado de la casa de Wu y obtuvieron resultados sorprendentemente buenos. En sus mediciones observaron que el TARC refleja alrededor del 75% de la luz solar durante todo el año, pero cuando la temperatura supera los 25 ºC, el porcentaje de luz reflejada aumenta a alrededor del 90% —un poco menos que las pinturas blancas de han salido últimamente, capaces de reflejar hasta el 98,1%—. Pero cuando las temperaturas caen, dicen los investigadores, las propiedades reflectantes del TARC empiezan a bajar y el material comienza a retener el calor del sol y de la calefacción interior.

"Con el TARC instalado, el hogar medio de Estados Unidos podría ahorrar hasta un 10% de electricidad", afirma Kechao Tang, que ahora es profesor adjunto en la Universidad de Pekín, en China, y ha sido uno de los autores principales de este estudio publicado hace unos días en la prestigiosa revista Science.

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El siguiente paso, admiten los investigadores, es desarrollar prototipos de TARC a mayor escala para seguir probando su efectividad en su uso como revestimiento para tejados. Aunque Wu dice que el TARC también puede tener potencial como protector térmico para las baterías, los satélites y los coches. Además, los científicos ven este material ideal para su uso textil. Según ellos se podría utilizar también para fabricar tejidos inteligentes capaces de regular la temperatura de tiendas de campaña o cubiertas de invernaderos, e incluso aplicarlos a prendas de vestir como sombreros, chaquetas o abrigos.

"La física simple predijo que el TARC funcionaría, pero nos sorprendió que funcionara tan bien", explica Wu. "Al principio pensamos que el cambio de calentamiento a enfriamiento no sería tan drástico. Nuestras simulaciones, experimentos al aire libre y en el laboratorio demostraron lo contrario: es realmente emocionante".