Los investigadores ya exploran su uso en transporte, para enfriar vehículos, agricultura, para proteger cultivos, e incluso para aplicar en heridas apósitos que regulen la temperatura
Un mundo donde los edificios no solo están bien aislados del exterior, sino que se enfrían a sí mismos tanto como un aire acondicionado, sin consumir un solo vatio de electricidad. Eso es lo que promete un equipo de científicos chinos y australianos con su nuevo material bioplástico.
En corto. Investigadores de la Universidad de Zhengzhou y la Universidad de Australia del Sur presentaron una película biodegradable capaz de enfriar los edificios sin hacer uso de electricidad. Según un estudio publicado en Cell Reports Physical Science, este revestimiento puede reducir la temperatura de una superficie hasta 9,2 °C a pleno sol.
9 grados menos. En las pruebas de campo del material, realizadas en un tejado de Zhengzhou, al este de China, los resultados fueron contundentes. A pleno sol, durante el mediodía, el material alcanzó un pico de enfriamiento de 9,2 °C por debajo de la temperatura ambiente. El promedio de las pruebas fue de -4,9 °C durante el día y -5,1 °C durante la noche, lo que equivale a una potencia de enfriamiento de hasta 136 vatios por metro cuadrado.
La película aprovecha un fenómeno conocido, el «enfriamiento radiativo pasivo» (PRC). En pocas palabras, es un revestimiento diseñado para hacer dos cosas: reflejar la luz solar para no calentarse, y emitir el calor interno hacia el exterior. Pero lo hace de una manera extremadamente eficiente. Según las simulaciones presentadas por los investigadores, aplicar este film en los tejados de una ciudad como Lhasa, en el Tíbet, reduciría el consumo anual de refrigeración hasta en un 20,3%.
Cómo funciona. El «metafilm» está hecho de ácido poliláctico, más conocido como plástico PLA; un material derivado de fuentes vegetales como el maíz o la caña de azúcar, por lo que es biodegradable. El giro está en cómo los investigadores lograron crear una estructura porosa y continua mediante una técnica novedosa de separación de fases a baja temperatura.
Esta microestructura tiene una conductividad térmica ultrabaja (de 0,049 W/m·K) y refleja casi toda la radiación solar que incide sobre ella (el 98,7%), evitando el calentamiento inicial y la transferencia de calor hacia el interior. También emite el calor al exterior gracias a su porosidad.
El proceso de fabricación es relativamente sencillo: el PLA se disuelve en cloroformo, se cristaliza a -20 °C y luego se utiliza etanol para inducir la separación de fases antes de secar la película. Este método es apto para la producción a gran escala, lo que allana el camino para su comercialización.
Más resistente que otros intentos. Uno de los grandes retos de los materiales de enfriamiento radiativo anteriores, especialmente los biodegradables, era su durabilidad. Pero este nuevo revestimiento ha demostrado una durabilidad excepcional. Los investigadores lo sumergieron en ácido durante 120 horas y después lo expusieron a radiación ultravioleta equivalente a ocho meses de exposición a la intemperie.
Sorprendentemente, el material no solo sobrevivió, sino que mantuvo un rendimiento de enfriamiento de entre 5 °C y 6,5 °C por debajo de la temperatura ambiente después del duro proceso de envejecimiento. El equipo lo atribuye a su alta cristalinidad, que le confiere una estabilidad térmica y química muy superior a la de sus predecesores.
Las aplicaciones van mucho más allá de los tejados de los edificios. Los investigadores ya exploran su uso en el transporte, para enfriar vehículos, la agricultura, para proteger cultivos, la electrónica e incluso el campo biomédico, para aplicar en heridas apósitos que regulen la temperatura.
Imágenes | Yangzhe Hou et al.
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