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Investigadores de EE. UU. desarrollaron una nueva teja que elimina la necesidad de aire acondicionado. Siendo hasta 3,1x más eficiente, promete ahorrar energía en cualquier temperatura.
Aproximadamente la mitad de la electricidad consumida en grandes edificios se destina al aire acondicionado en verano y a la calefacción en invierno, una cifra que probablemente aumentará con el crecimiento de la urbanización y la elevación de las temperaturas globales. En respuesta a esto, varias iniciativas se han desarrollado para ahorrar energía, incluyendo el uso de cerámicas de refrigeración, pinturas térmicas y técnicas de enfriamiento radiativo pasivo. Estos enfoques buscan disipar el calor directamente al frío del espacio. Recientemente, científicos dieron un paso adelante en este campo con el desarrollo de una nueva teja adaptativa que funciona como un aire acondicionado, pero sin el consumo de electricidad.
Prototipo de la nueva teja cuenta con 10 cm³
Charles Xiao y otros científicos de la Universidad de California en Santa Bárbara, en EE. UU., desarrollaron ahora una teja adaptativa que, al ser implantada en las residencias, puede ahorrar energía y reducir las facturas de calefacción en invierno y de refrigeración en verano sin necesitar equipos electrónicos.
Como el modelo es modular, el material también puede ser utilizado como un azulejo para el revestimiento de paredes. Según Xiao, la nueva teja que funciona como aire acondicionado alterna entre un estado de calefacción y uno de refrigeración dependiendo de la temperatura del azulejo. La temperatura objetivo es de aproximadamente 18 °C.
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Imagen: Charles Xiao et al
La temperatura específica fue elegida en base a las condiciones climáticas del Hemisferio Norte, sin embargo, puede ser alterada para la temperatura media de otras regiones. Los prototipos de la nueva teja, que elimina el uso de aire acondicionado, son pequeños, con aproximadamente diez centímetros cuadrados, actuando como un dispositivo termorregulador pasivo, una superficie móvil que puede alterar sus propiedades térmicas en respuesta a un rango de temperaturas.
Las pruebas demostraron que pueden ahorrar energía para refrigeración en 3,1 veces y en la energía para calefacción en 2,6 veces comparado con dispositivos sin conmutación cubiertos con revestimientos reflectantes o absorbentes convencionales.
Descubre cómo funciona la nueva teja desarrollada para ahorrar energía
El corazón del azulejo termorregulador es un motor de cera, un actuador lineal que convierte energía térmica en energía mecánica, explorando el comportamiento de cambio de fase de las ceras. Basado en el cambio en el volumen de la cera en respuesta a las temperaturas a las cuales es expuesta, un motor de cera genera una presión que mueve piezas mecánicas, traduciéndose energía térmica en energía mecánica.
Estos dispositivos son comúnmente encontrados en varios aparatos, como lavavajillas y lavadoras, así como aplicaciones más especializadas, como en la industria aeroespacial.
En el caso de la nueva teja (o azulejo), que promete acabar con el uso de aire acondicionado y ahorrar energía, dependiendo de su estado, el motor de cera puede empujar o retraer pistones que cierran o abren persianas en la superficie del azulejo.
De esta forma, en temperaturas más frías, mientras la cera está sólida, las persianas están cerradas y planas, exponiendo una superficie que absorbe la luz solar y minimiza la disipación de calor por medio de la radiación. Pero, tan pronto como las temperaturas alcanzan alrededor de 18 °C, la cera comienza a derretirse y a expandirse, abriendo las persianas y exponiendo una superficie que refleja la luz solar y emite calor.
Dispositivo aún no tiene previsión de llegar al mercado
Durante el proceso de fusión o congelación, la cera también absorbe o libera una gran cantidad de calor, estabilizando aún más la temperatura del azulejo y de la construcción.
Al operar con un motor de cera, no son necesarios componentes electrónicos, baterías o fuentes de energía externas para operar el azulejo.
Según el miembro del equipo, Elliot Hawkes, el dispositivo aún es una prueba de concepto y está lejos de llegar al mercado, pero se espera que conduzca a nuevas tecnologías que algún día puedan tener un impacto positivo en los gastos energéticos de los edificios.
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