Un sistema que proporciona refrigeración sin electricidad

Supongamos un dispositivo que pueda permanecer en el exterior bajo el sol y que sin usar energía eléctrica enfría cosas en más de 13 grados Celsius. Puede parecer casi magia, pero un nuevo sistema diseñado por investigadores del MIT y en Chile puede hacer exactamente eso.

El aparato, sin partes móviles, funciona por un proceso llamado enfriamiento radiativo. Bloquea la luz solar para evitar el calentamiento, y al mismo tiempo radia luz infrarroja (esencialmente calor) de forma eficiente, que se dirige directamente a la atmósfera, enfriando el dispositivo notablemente por debajo de la temperatura ambiente.

La clave para el funcionamiento de este sistema simple y barato es un tipo de aislante especial, hecho de espuma de polietileno llamada aerogel. Este material ligero, que tiene el aspecto del malvavisco, bloquea y refleja los rayos visibles de luz solar de forma que estos no penetren a través de él. Pero además es altamente transparente a los rayos infrarrojos que transportan calor, permitiéndoles que pasen libremente hacia fuera.

El sistema es descrito con detalle en la revista Science Advances, gracias a un artículo de Arny Leroy y Evelyn Wang, así como otros siete investigadores del MIT y de la universidad Católica Pontificia de Chile.

El aparato se podría usar, por ejemplo, para evitar que la verdura y la fruta se estropeen, doblando el tiempo que el producto podría permanecer fresco en lugares remotos donde no está disponible la energía eléctrica para una refrigeración convencional.

El enfriamiento radiativo es el proceso principal por el cual la mayoría de los objetos calientes se enfrían. Emiten radiación infrarroja de rango medio, que transporta la energía calorífica del objeto directamente hacia el espacio circundante porque el aire es muy transparente a la luz infrarroja.

En la foto de la izquierda, un disco del nuevo material aislante bloquea y refleja la luz visible, ocultando el logo del MIT situado bajo él. Visto en luz infrarroja, a la derecha, el material es transparente y el logo es visible. (Foto: Arny Leroy, Evelyn Wang, et. al)

El nuevo dispositivo se basa en un concepto demostrado hace un año, que también usaba enfriamiento radiativo pero empleaba una barrera física, una tira estrecha de metal, para protegerlo de la luz solar directa y evitar que se calentase. El aparato funcionaba pero proporcionaba menos de la mitad del poder de enfriamiento que el nuevo, debido a que este último usa una capa aislante altamente eficiente. El aerogel, un material muy ligero compuesto casi todo de aire, y que proporciona un muy buen aislamiento térmico, ha sido la solución. El material es tan ligero que pesa apenas 1/50 parte de su equivalente volumétrico en agua.

El aparato bloquea el 90 por ciento de la luz solar, protegiendo la superficie inferior para que no se caliente, y al mismo tiempo permite que el 80 por ciento de los rayos de calor pasen libremente hacia fuera. Las pruebas se han hecho en el tórrido desierto de Atacama, en Chile.

Los científicos siguen trabajando para alcanzar reducciones de temperatura de hasta 50 grados Celsius.

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