viernes, 16 de octubre de 2009

Tejados que cambian de color


Flamantes graduados del MIT han desarrollado un tipo de teja orientada a la próxima generación de hogares, que se adecua a las condiciones climatológicas imperantes según el estado del tiempo. Los nuevos componentes de los techados cambiarán de color de acuerdo a la temperatura exterior. En temporadas de frío permanecerán de color negro para absorber energía calórica y en verano se tornarán blancos para reflejar las radiaciones solares y permitir ambientes más frescos y agradables. Con esta alternativa constructiva se espera dar un nuevo paso hacia una optimización energética para así tener un menor costo en tarifas de servicios.


Cualquiera que haya pisado alguna vez una superficie de color negro durante el verano, en un mediodía abrasador, conoce la propiedad de este color de absorber la energía luminosa del sol y acumularla en forma de calor. Para el invierno, esto es una ventaja importante en los tejados ya que, al transferir calor al interior de la vivienda, aprovechando los días soleados, reduce los costos de calefacción en forma notable. Pero, en verano, esto se transforma en una deficiencia arquitectónica que obliga al aire acondicionado a trabajar más de lo normal para mantener un hábitat agradable. Esto representa un gasto económico extra que no sería necesario si el tejado fuese de color blanco. Pero, por lógico análisis, en invierno ese gasto existiría para mantener el hogar con buena calefacción.


Esta encrucijada se resolvería entonces si tuviésemos un techo oscuro en invierno y otro claro en verano para compensar la relación temperatura-ambiente versus los consumos y para mantener temperaturas agradables en el hogar. Esto es precisamente lo que ha desarrollado un grupo de graduados del MIT: tejas que cambian de color según la temperatura. Las tejas se vuelven blancas cuando hace calor, lo que les permite reflejar mejor el calor provocado por la radiación del sol y, cuando hace frío, se vuelven negras absorbiendo el calor, justo cuando es necesario. El equipo de mediciones de laboratorio muestra que en estado blanco las novedosas tejas reflejan un 80% de la luz solar que cae sobre ellas, mientras que cuando se tornan de color negro reflejan sólo el 30%. Esto significa que en estado blanco se podría ahorrar una cifra superior al 20% de los actuales costos de enfriamiento, de acuerdo con estudios recientes. La tasa de ahorro para el estado oscuro de las tejas durante el invierno aún no se ha cuantificado.

El equipo de trabajo llamado Thermeleon (término que rima con chameleon, camaleón, debido a los cambios de color) fue uno de los competidores de este año en el Concurso de Diseño de Ingeniería de Materiales (MADMEC, Making and Designing Materials Engineering Contest), una competición para los equipos de estudiantes del MIT o los graduados durante 2009. Ahora, en su tercer año, el concurso fue dedicado específicamente a proyectos destinados a mejorar la eficiencia energética mediante el uso innovador de los materiales empleados en la construcción de viviendas. El enfrentamiento final se llevó a cabo la noche del miércoles 07/10/2009 y el equipo Thermeleon se alzó con el primer puesto, ganando un premio de U$S 5 mil.

Un miembro del equipo Thermeleon explicó que él y sus compañeros inicialmente trataron de desarrollar un tipo de material que provocara la variación de color en las tejas mediante un sistema de mezcla de líquidos, uno oscuro y otro claro, cuya densidad se cambia con la temperatura. Es decir, la sustancia oscura flotando en la superficie en los días fríos y los fluidos blancos realizando el mismo proceso durante los días cálidos. Pero el sistema era demasiado complicado y el objetivo era llegar a un método simple, económico y accesible al público.

El resultado fue la utilización de un polímero común y comercial (una versión comúnmente utilizada en gel para el cabello) en una solución de agua. Esta combinación líquida está contenida entre capas de vidrio y plástico flexible con una capa oscura en su parte posterior. Cuando la temperatura está por debajo de un nivel determinado (que se puede elegir, variando las proporciones dentro de la fórmula), el polímero queda disuelto y en forma transparente, de modo que se puede apreciar el fondo negro encargado de absorber el calor del sol. En cambio, cuando la temperatura sube, el polímero se condensa para formar gotitas cuyo pequeño tamaño favorecen la dispersión de la luz y, por lo tanto, se produce como resultado una superficie muy clara (muy próxima al blanco) que refleja la radiación del sol.

Actualmente el equipo está trabajando en una versión aún más simple y sencilla de aplicar basada en micro cápsulas que contienen la solución del polímero y agua y que se podrían aplicar como si se tratara de una pintura sobre cualquier superficie ya existente. Es decir, será mucho más barato siempre pintar un techo que cambiarlo por uno nuevo. Aunque aún no han hecho planes concretos para la formación de una empresa para comercializar este concepto, los miembros del equipo están determinados a continuar el proyecto y desarrollar un producto que pueda ser comercializado. Esta idea tiene amplias posibilidades de prosperar gracias a que los materiales son comunes y baratos y las tejas se pueden fabricar a un precio comparable a las utilizadas en la construcción convencional actual.

El interrogante más importante que queda por dilucidar es la durabilidad del producto. Para poder responder esta cuestión será necesario dejar pasar algún tiempo hasta hacer pruebas aceleradas mediante la exposición del material a ciclos repetidos de frío-calor para evaluar su hipotético comportamiento a lo largo de su vida útil. Por su parte, Hashem Akbari, líder de Heat Island Group en el Lawrence Berkeley National Laboratory de California, es un defensor de larga data de los techos blancos como una medida para ahorrar energía. Él dice que otros grupos, incluyendo un equipo de la Universidad de Atenas, han realizado investigaciones sobre el uso de materiales que cambian de color para ser aprovechados en los tejados pero que, en esos exámenes, "el coste y la duración fueron un problema difícil de sortear".

El equipo Thermeleon espera con optimismo poder disipar esas preocupaciones sabiendo que, antes de determinar si se está ante un producto viable en el sentido comercial, el desarrollo tendrá que enfrentarse a condiciones muy duras de ensayo. Superando estas instancias lograrán alcanzar el éxito de brindar a las nuevas generaciones una ayuda en pos de la preservación del medio ambiente gracias a la optimización de los recursos energéticos.