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El cielo puede tener el secreto para un aire acondicionado eficiente
El aire acondicionado representa casi el 15 por ciento de todo el uso de energía de los edificios en los Estados Unidos. Una forma de cortar eso es enviar calor al espacio exterior, según Aaswath raman .
Raman es el cofundador de una nueva empresa llamada Sistemas SkyCool . La puesta en marcha, derivada de la Universidad de Stanford, es uno de los varios grupos que comercializan un enfoque de refrigeración energéticamente eficiente que aprovecha la frialdad del espacio.
La idea es explotar un fenómeno natural llamado enfriamiento radiativo. Todos los objetos emiten radiación térmica. Cuando se emite hacia el cielo, una parte es absorbida y reflejada por la atmósfera. Otra porción, que cae dentro de un rango particular de frecuencias, escapa a la atmósfera superior y al espacio exterior, donde las condiciones son mucho más frías. Esto puede hacer que el objeto que emite esa radiación se enfríe por debajo de la temperatura del aire circundante.
SkyCool está desarrollando una tecnología destinada a explotar este fenómeno, basada en avances relativamente recientes en la capacidad de manipular la luz a nanoescala. Los ingenieros saben desde hace tiempo que el enfriamiento radiativo es útil para enfriar edificios por la noche. Durante el día, sin embargo, la radiación del sol contrarresta el efecto refrescante. Pero hace unos años, Raman y un colega de Stanford determinaron que, de hecho, debería ser posible lograr un enfriamiento radiativo durante el día.
Prototipos de enfriamiento radiativo de SkyCool.
En 2014, el grupo publicó un artículo en Naturaleza en el que demostraron que un dispositivo diseñado para combinar las propiedades ópticas de tres materiales diferentes, dispuestos en una pila de múltiples capas, se enfría a casi 5 °C por debajo de la temperatura del aire ambiente. Esto demostró que la fría oscuridad del Universo se puede utilizar como un recurso renovable, incluso durante las horas más calurosas del día, escribieron los investigadores.
En los últimos dos años, varios grupos más han comenzado a buscar el enfriamiento radiativo durante el día. Recientemente, tres equipos obtuvieron fondos de ARPA-E para desarrollar tecnologías para plantas de energía térmica, que en este momento consumen grandes cantidades de agua.
Una ilustración conceptual de un futuro sistema de techo con la tecnología de enfriamiento radiativo de SkyCool.
Raman dice que su empresa está explorando una gama de aplicaciones potenciales, tanto en edificios como en muchos tipos de estructuras más allá de lo que consideramos edificios convencionales, tanto en el mundo en desarrollo como en el desarrollado.
Un modelo existente para el enfoque general de SkyCool, dice, es el desarrollo y comercialización bastante reciente de técnicas para aplicar recubrimientos ópticos para hacer que las ventanas sean más eficientes energéticamente.
Raman dice que la compañía también ha demostrado que sus prototipos pueden reducir significativamente la temperatura del agua, lo que significa que debería ser posible conectarlo a una amplia gama de sistemas de enfriamiento y refrigeración que usan agua enfriada para eliminar el calor del aire. Para edificios típicos en América del Norte, agrega, querrá usar esto junto con un sistema de enfriamiento o refrigeración existente.
Srinivas Katipamula , un científico del personal del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico que estudia conceptos avanzados de calefacción y refrigeración, realizó recientemente un estudio de modelado con tres colegas en PNNL y descubrió que el enfriamiento radiativo diurno podría reducir el consumo de energía de un edificio de oficinas de tamaño mediano entre un 30 y un 50 por ciento. Sin embargo, aún no está claro cuánto costará la tecnología, por lo que es difícil saber cuánto tiempo llevará recuperar la inversión, dice.