Las baldosas de porcelana reducen notablemente el consumo de energía para calefacción y refrigeración

Los científicos han desarrollado un sistema dinámico de tejas que mantiene una temperatura confortable de 18 °C (65 °F) empleando un “motor de cera” sensible a la temperatura. Con este innovador sistema se consigue una notable reducción de 3,1 veces el consumo de energía para refrigeración y de 2,6 veces el consumo de energía para calefacción.

Este concepto es fruto de la colaboración entre profesores de ingeniería mecánica de la Universidad de California en Santa Bárbara, y su funcionamiento es muy sencillo. Básicamente, consiste en unas lamas colocadas en el tejado. Cuando se cierran, dejan al descubierto una superficie plana de aluminio cromado negro que absorbe eficazmente el calor y minimiza la emisión de radiación infrarroja, contribuyendo a calentar la zona inferior.

La apertura de las lamas deja al descubierto una capa secundaria con revestimiento de sulfato de bario blanco para un enfriamiento radiativo eficaz

Al abrir las lamas, queda al descubierto una capa secundaria, ahora recubierta con un material de sulfato de bario blanco conocido por sus características emisoras de infrarrojos y su excepcional capacidad de refrigeración radiativa. Esto ayuda a extraer el calor del espacio y disiparlo.

Sin embargo, el aspecto ingenioso reside en el motor de cera responsable del movimiento de las lamas.

De hecho, la cera seleccionada tiene un punto de fusión de 18,2 °C (64,8 °F), y el sistema está diseñado para aprovechar la considerable expansión de la cera al fundirse. Esta dilatación acciona unos pistones que abren las lamas cuando la cera se funde y las cierran cuando se solidifica. Los motores de la cera, situados bajo el techo, responden a la temperatura ambiente.

Y así se resume el sistema. Los científicos observan que las lamas tienen un rango completo de apertura y cierre con un margen inferior a 3 °C (5,4 °F). Sin embargo, esto significa que responden rápidamente a las fluctuaciones de la temperatura del día, trabajando constantemente para acercarse al punto de fusión de 18 °C, ajustándose a medida que la temperatura se desvía en cualquier dirección.

Una regulación eficaz de la temperatura

Eso resume el sistema. Según los científicos, las lamas tienen un rango completo de apertura y cierre con un margen inferior a 3 °C (5,4 °F). Esto significa que responden con prontitud a las fluctuaciones de la temperatura diurna, trabajando constantemente para acercarse al punto de fusión de 18 °C, ajustándose a medida que la temperatura se desvía en cualquier dirección.

Sin embargo, los investigadores realizaron pruebas con las baldosas adaptables, comparándolas con dos controles estáticos: uno con la superficie de aluminio cromado negro y otro con pintura blanca de sulfato de bario. Los resultados mostraron que, durante la noche, las baldosas adaptables reducían la pérdida de calor en un factor de 2,6 en comparación con la baldosa blanca y, durante el calor del día, disminuían la entrada de calor en un factor de “al menos 3,1” en comparación con la baldosa negra estática. Estas mediciones se basaron en la energía que era necesario añadir o retirar para mantener una temperatura de 18,2 °C.

Aplicación innovadora de los motores de cera

Aunque los motores de cera no son una tecnología novedosa, ya que se encuentran habitualmente en electrodomésticos como lavavajillas y lavadoras, así como en aplicaciones aeroespaciales, su uso para accionar un sistema de control de temperatura como éste es innovador. Sin embargo, este método tiene un gran potencial para la calefacción y refrigeración pasivas de edificios. La selección de la cera puede adaptarse a objetivos específicos, y la pertinencia del sistema puede mejorarse empleando distintos revestimientos térmicos en función de los lugares de fabricación y uso.

El profesor de Ingeniería Mecánica Elliot Hawkes mencionó: “Aunque el dispositivo sigue siendo una prueba de concepto, nuestra aspiración es que allane el camino para futuras tecnologías capaces de influir positivamente en la eficiencia energética de los edificios.”

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