Enfriamiento Radiativo - enfriando gracias al cielo

Hola a todos!!

Hace dos años, en el 2018, trabajé en la Universidad Pública de Navarra en un proyecto de investigación. Tratábamos diversos temas, pero entre ellos estaba la refrigeración pasiva. Es decir, conseguir enfriar un objeto sin tener que gastar energía en ello. Hoy en dia enframos consumiendo energía, como hacen los frigorificos o el aire acondicionado de casa, pero nuestro objetivo es desarrollar un prototipo que consiga enfriarse sin tener que aprtarle energía. El efecto en el que nos basamos y el cual queremos exprimir hasta la última gota es el enfriamiento radiativo. Es un efecto super chulo, el cual permite enfriar objetos que están enfrentados al cielo, y poder alcanzar temperaturas incluso por debajo de la temperatura ambiente.

Hoy en día, la refrigeración representa mas de un 17% de consumo eléctrico mundial. La refrigeración se usa en sistemas de refrigeración en nuestras casas, en los centros comerciales para mantener fría la comida, y también en casi todos los dispositivos tecnológicos. Sin embargo son responsables de una gran cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero y del calentamiento global. Y según vaya haciendo más calor, la necesidad de utilizar sistemas de refrigeración aumentará, vaya, la pescadilla que se muerde la cola. Por este motivo es importante hacer más eficientes estos sistemas. Como lo podemos hacer? 

La mayoría de equipos de refrigeración, cogen calor de una zona (la zona que queremos enfriar) y expulsan el calor a otra zona más caliente aun, consumiendo mucha energía. Pero, podemos reducir este consumo de energía si enfriamos la zona donde expulsamos calor, ya que es más facil el traspaso de energía de una zona cálida a una zona fria, que intentar calentar algo que de por si ya está caliente. Por eso, si se diseñan objetos que se puedan enfriar hasta alcanzar temperaturas por debajo de la temperatura ambiente se pueden utilizar como "sitio" frio donde expulsar el calor y así aumentar la eficiencia del sistema de refrigeracion. 

Muy chulo todo, pero como se consigue?

Todos emitimos luz pero en forma de calor. Pero esa luz no lo podemos ver, salvo si utilizamos camaras infrarrojas. Como en esta foto, donde vemos el calor que desprende este perrito.

Lo interesante es que al igual que nosotros no podemos ver esta luz, la atmósfera tampoco lo puede "ver". Esta luz, en el rango de los infrarojos, atraviesa completamente la atmósfera. Las moléculas de la atmosfera absorberán parte de esta luz (calor) pero la gran parte se escapará al espacio, donde la temperatura ahí es muy, muy fria, exactamente a -270oC. Por lo que, en resumen, estamos enfrentando un objeto caliente, o a temperatura ambiente contra el frio espacio exterior. Hay una gran diferencia de temperatura entre los dos sitios, por lo que la tranmisión de calor es super directa y facil. De este modo podemos enfriar objetos si los ponemos mirando al cielo. Aunque hay un pequeño truco, el material que queremos enfriar tiene que ser super emisivo en el rango en la que la atmosfera es transparente, y seria mejor que fuese super reflectante en el rango del Sol, para que no se caliente por este gran astro. 

utilizando este efecto, Aaswarth Raman, un profesor de la Universidad de Stanford, diseñó junto con sus compañeros un material compuesto por capas de diferentes composiciones que permiten reflejar la luz del solo como un espejo y consigue emitir en la zona donde la atmosfera es transparente. A este rango se le llama ventana atmosférica. 

Bueno, os dejo un video donde se explica muy bien todo este lio. Es muy interesante, y aunque es en inglés, hay una transcripción en castellano, o en otros 12 idiomas. Espero que os guste =D