SkyCool Systems, una compañía de Stanford, ha creado un sistema que podría cambiar la manera en que la gente enfría sus ambientes. No sólo implica mantener el hogar u oficina con una temperatura agradable: el sistema abordará el calor en sí mismo, transmitiéndolo y enviándolo al espacio.

Los paneles de SkyCool son esencialmente espejos de alta tecnología, diseñados para enfriar edificios de manera mucho más eficiente que los sistemas de aire acondicionado tradicionales. Lo hace gracias a una extraña peculiaridad de la óptica que permite que una estrecha banda de radiación escape al espacio. En función de la aplicación y las condiciones climáticas, la tecnología podría reducir la energía utilizada para enfriar las estructuras entre un 10% y un 70%, lo que a su vez reduciría una de las mayores fuentes de demanda de la red eléctrica y, en consecuencia, las emisiones de gases de efecto invernadero.

¿Cómo funciona el sistema?

Todos los objetos emiten calor en forma de radiación infrarroja, una forma de luz invisible a la derecha del rojo en el espectro. La propia atmósfera irradia también una parte del calor, principalmente en forma de moléculas de agua. Pero hay una franja en el rango infrarrojo medio (con longitudes de onda entre ocho y 13 micrómetros, para los que llevan la cuenta) que se escapa a través de lo que se ha descrito como una "ventana al espacio".

Los materiales que emiten radiación de este espectro, literalmente, la lanzan a las zonas frías del espacio o, por lo menos, a las de la atmósfera superior fría, lo que enfría las propias superficies por debajo de la temperatura del aire circundante.

SkyCool Systems ha construido una tecnología de enfriamiento que puede actuar como un condensador, un componente estándar de cualquier sistema comercial de aire acondicionado o refrigeración que reduce la temperatura del refrigerante entrante, convirtiéndolo de vapor en líquido. Pero en lugar de depender de ventiladores eléctricos, como suelen hacerlo los condensadores, éste se basa en materiales avanzados que pueden extraer el calor y liberarlo a la atmósfera superior, o incluso al espacio exterior.

Todos los objetos emiten calor en forma de radiación térmica. Pero el aire a su alrededor, principalmente en forma de moléculas de agua, absorbe e irradia una parte de ese calor. Sin embargo, una pequeña cantidad de las emisiones en el rango del infrarrojo medio puede pasar por debajo de estos compuestos, permitiendo que las superficies que emiten radiación en esas longitudes de onda se vuelvan más frías que el aire circundante. Los investigadores de Stanford desarrollaron una película delgada que se sintonizó para irradiar calor infrarrojo exactamente en esta banda. El mayor avance, sin embargo, fue el acoplamiento de esas propiedades de radiación con las reflexivas, lo que permite a los materiales devolver casi todo el calor a la luz solar. Sin esta segunda capacidad, el Sol compensaría con creces el efecto de enfriamiento durante el día.

Un desafío crítico para aprovechar este mecanismo consiste en que, durante el día, el calor del Sol compensa cualquier efecto de enfriamiento. Pero en una investigación publicada por primera vez en Nature a finales de 2014, los científicos de SkyCool Systems resolvieron el problema con un material avanzado, afinado para irradiar luz infrarroja en la gama que se desliza a través de la atmósfera. Colocado sobre un techo bajo la luz directa del Sol, el material se mantuvo 4,9 oC por debajo de la temperatura ambiente, una "potencia de refrigeración de 40,1 vatios por metro cuadrado".

Los paneles de refrigeración radiativa pasiva de SkyCool están siendo evaluados en un ensayo de campo en Davis, California. La compañía está llevando a cabo una prueba de campo de su última generación de paneles en EE.UU. para evaluar si la tecnología es capaz de amplificar los sistemas de aire acondicionado y refrigeración comercial.

El desafío del enfriamiento

Los sistemas de aire acondicionado y refrigeración consumen el 17% de la electricidad generada en todo el mundo y son responsables del 10% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero.

La visión de Skycool es mejorar la eficiencia de todos los sistemas de refrigeración aprovechando un recurso renovable inexplorado: el cielo. Su innovadora tecnología hace que el enfriamiento sea más sostenible y rentable.