2024-08-13Las paredes en zigzag podrían ayudar a los edificios a combatir el calor
Science News |Jugar con los ángulos puede mantener una pared exterior varios grados más fría que una pared plana estándar.He aquí una novedad: añadir zigzags a las paredes podría ayudar a enfriar un edificio sobrecalentado, incluso cuando las temperaturas globales aumentan.
Los investigadores idearon un nuevo diseño de paredes verticales que no consume electricidad y que puede enfriar el edificio de manera más eficiente que las paredes convencionales. Estos zigzags, de apenas unos centímetros de ancho, pueden reducir la temperatura media diaria de las paredes en un par de grados centígrados, según informa el equipo el 9 de agosto en Nexus .
En la actualidad, los edificios consumen aproximadamente el 40 por ciento de la energía mundial y son responsables de más de un tercio de las emisiones globales de dióxido de carbono, una gran fracción de las cuales proviene del aire acondicionado, que consume mucha energía (SN: 24/10/23). Por eso, los investigadores han buscado formas de reducir esa carga energética con diseños que puedan redirigir cada vez más la energía del sol.
La mayoría de los diseños de “enfriamiento radiativo” implican techos diseñados para absorber y luego emitir la energía del sol en longitudes de onda infrarrojas que irradian a través de la atmósfera de la Tierra y hacia el espacio. Dichos techos pueden estar adornados con plantas , pintados de blanco para reflejar mejor la luz solar o recubiertos con materiales que sean altamente reflectantes y altamente emisivos (SN: 2/6/23).
Las paredes verticales son más difíciles de enfriar, dice el científico de materiales Yuan Yang de la Universidad de Columbia. Esto se debe a que no solo miran hacia el espacio, sino que al mismo tiempo absorben el calor del suelo. Un diseño de enfriamiento radiativo eficiente debe tener en cuenta ambos efectos.
De ahí las paredes en zigzag. El equipo de Yang planteó la hipótesis de que al ondular la superficie vertical y recubrir las facetas con materiales diferentes (materiales más reflectantes hacia abajo y materiales más emisores hacia arriba), la pared podría absorber menos calor que una pared recta convencional.
Las simulaciones que comparaban la cantidad de calor que los muros convencionales y en zigzag obtenían del suelo durante un día caluroso respaldaron esa hipótesis. La diferencia media de temperatura en los muros era de unos 2,3 grados, una diferencia que aumentaba a 3,1 grados durante la parte más calurosa del día. El equipo encontró una diferencia similar cuando probó una versión en miniatura de su diseño para el patio trasero en el verano de 2022 en Nueva Jersey.
Cómo los zigzags afectaron la temperatura de una pared
Los investigadores probaron una versión a pequeña escala de su diseño de pared en zigzag durante el calor del verano de Nueva Jersey y rastrearon los cambios en las temperaturas del suelo, el aire y las paredes. A medida que aumentaban las temperaturas del suelo (negro), descubrieron que las paredes corrugadas (rojas) se mantenían más frías que las paredes planas convencionales (naranja). Cheng y otros / Nexus 2024
El objetivo era diseñar algo que fuera atractivo comercialmente, dice Yang. Las paredes corrugadas ya existen, señala, y el diseño es fácil de fabricar y ampliar, lo que quizás encuentre una manera de que los consumidores puedan adaptarse a las nuevas circunstancias.
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Citas
Q. Cheng et al. Realización de paredes de enfriamiento radiativo óptimas en el nexo entre edificios y energía a través de la emisividad asimétrica. Nexus. Publicado en línea el 9 de agosto de 2024. doi: 10.1016/j.ynexs.2024.100028.
Acerca de Carolyn Gramling
Carolyn Gramling es la autora de artículos sobre la Tierra y el clima. Tiene una licenciatura en geología e historia europea y un doctorado en geoquímica marina del MIT y la Institución Oceanográfica Woods Hole.
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