Las tejas adaptables reducen los costos de calefacción y refrigeración

Una loseta adaptable puede cambiar su superficie mediante un motor de cera integrado. Esto reduce significativamente las necesidades energéticas de los sistemas de calefacción y refrigeración.

Santa Bárbara (Estados Unidos). En Estados Unidos, la calefacción y el aire acondicionado representan aproximadamente el 50% del uso energético de un edificio típico. Según un estudio de la Universidad de Venecia, es probable que la demanda de energía siga aumentando debido al cambio climático. Por lo tanto, los investigadores siguen buscando nuevas tecnologías de calefacción y refrigeración con menores requisitos energéticos, incluido un nuevo sistema de refrigeración basado en el efecto electrocalórico que investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Luxemburgo (LIST) desarrollaron recientemente.

Científicos de la Universidad de California en Santa Bárbara (UCSB), dirigidos por Charlie Xiao, han presentado un mosaico adaptable que puede reducir significativamente los costos de refrigeración en verano y de calefacción en invierno sin el uso de dispositivos electrónicos.

“Cambia entre los estados de calentamiento y enfriamiento dependiendo de la temperatura del ladrillo. La temperatura objetivo es de unos 18 grados centígrados».

Según la publicación de la revista especializada Device, la innovadora loseta mide aproximadamente diez centímetros y tiene una superficie cuyas propiedades térmicas pueden cambiar a diferentes temperaturas.

Azulejos de motor de cera

La teja adaptativa se basa en un motor de cera en el que los cambios de temperatura provocan cambios en el volumen de la cera, que a su vez generan presión y por tanto mueven las piezas mecánicas. Luego, el motor de cera convierte la energía térmica en energía mecánica.

Dependiendo de la temperatura, el motor de cera situado sobre la baldosa mueve unos pistones que abren y cierran las lamas de la superficie. Si la temperatura es baja la cera se solidifica y las lamas se cierran. Esta superficie expuesta puede absorber bien la luz solar y así calentar el edificio.

Cuando se alcanza la temperatura de 18 grados centígrados, la cera se derrite y se expande. Esto abre las lamas y deja al descubierto una superficie que refleja la luz solar entrante, enfriando así el edificio. La cera también libera calor durante el proceso de fusión o congelación, estabilizando así la temperatura del edificio.

«Así que tenemos un comportamiento de conmutación muy predecible que opera dentro de un rango muy estrecho».

Necesidad de energía significativamente reducida

En los experimentos, la baldosa adaptable logró reducir el consumo de energía para enfriar 3,1 veces y calentar 2,6 veces. Gracias al motor de cera, no se necesitan componentes electrónicos, baterías ni fuentes de alimentación externas. Además, según los investigadores, gracias a su diseño sencillo, es fácil de adaptar a diferentes revestimientos térmicos. Como explica Elliot Hawkes, en principio también es concebible la producción industrial en masa.

«El dispositivo es todavía una prueba de concepto, pero esperamos que conduzca a nuevas tecnologías que algún día puedan tener un impacto positivo en el consumo de energía en los edificios».

Dispositivo, doi: 10.1016/j.device.2023.100186