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Hormigón que disipa el calor hacia el exterior de los edificios.

16/11/2020

El profesor de Teoría de la Señal y Comunicaciones en la Universidad Pública de Navarra (UPNA) Miguel Beruete es el investigador principal del centro navarro en el proyecto europeo 'Miracle', que propone reinventar el hormigón diseñándolo con metamateriales, de modo que disipe el calor al espacio exterior sin desperdiciar energía adicional.


El consorcio está formado por investigadores de España, Bélgica, Francia, Italia y Alemania y el plazo de ejecución de proyecto, con un presupuesto superior a los 3 millones de euros, es de 48 meses, ha informado la UPNA.


Según explica en una nota Beruete, a quien acompañan en el equipo de trabajo de la UPNA los investigadores Iñigo Liberal, Iñigo Ederra, Jorge Teniente y Juan Carlos Iriarte, “en este proyecto se plantea la ambiciosa y rompedora idea de convertir materiales humildes de baja tecnología como el hormigón y el cemento en metamateriales fotónicos ecológicos de alta tecnología”.


Los metamateriales son estructuras artificiales diseñadas para presentar características que no se encuentran en la naturaleza. En 'Miracle' los investigadores se centrarán en desarrollar un metahormigón fotónico cuya respuesta a la luz se diseñará para lograr un enfriamiento radiativo pasivo.


“Esto significa que el metahormigón podrá expulsar calor de los edificios al espacio exterior sin ningún consumo adicional de energía. En el contexto de un calentamiento global cada vez mayor, este avance científico y tecnológico puede tener un gran impacto en la absorción de edificios de energía casi nula y en la estrategia global para reducir la huella de CO2”, señala.


El proyecto Miracle (Metahormigón fotónico con capacidad de enfriamiento radiativo infrarrojo para grandes ahorros de energía) explota varias coincidencias que se dan de manera natural.


Por un lado, cualquier cuerpo por estar a una cierta temperatura radia energía al entorno que le rodea; por otro lado, la atmósfera tiene una banda de transparencia en la región de infrarrojos y, por último, el espacio exterior está extraordinariamente frío, a temperaturas cercanas al cero absoluto.


“Ocurre que, a temperatura ambiente, los cuerpos tienen el máximo de radiación justo en la ventana atmosférica, de manera que esa radiación se propaga sin pérdidas a través de la atmósfera y llega hasta el espacio exterior, que es un sumidero de calor prácticamente ideal. El resultado es que el cuerpo se enfría de manera natural sin necesidad de darle energía extra”, señala el investigador Beruete.

“Este fenómeno es el que hace que en noches despejadas se pueda llegar a temperaturas muy bajas que produzcan rocío, escarcha y hielo incluso en regiones desérticas”, añade.


El mayor enemigo del enfriamiento radiativo pasivo es la radiación constante del Sol durante el día, que compensa y supera al enfriamiento que se puede conseguir, por lo que las primeras soluciones que se propusieron solo consideraban el enfriamiento nocturno.


“La clave para conseguir un enfriamiento radiativo durante el día es que la radiación solar es de onda corta, mientras que la radiación térmica es de onda larga", explica este investigador, para quien "la receta es simplemente reflejar toda la radiación solar y emitir todo lo posible en la ventana atmosférica, de manera que se consiga una disminución neta de la temperatura”.


Actualmente el desarrollo de esta tecnología se encuentra en un cuello de botella y las soluciones propuestas son generalmente complejas y caras, con materiales raros y escasos, estructuras que requieren nanofabricación y que son complicadas de producir a larga escala.


“El proyecto Miracle se plantea si los materiales reforzados a base de cemento pueden ser los 'compuestos definitivos' para el enfriamiento radiativo", indica Beruete.


Explica que su respuesta, "basada en nuestra experiencia previa, es que el hormigón, cuando se sintoniza adecuadamente, puede ser la combinación ganadora, al ser un material abundante y completamente estándar en la construcción, además de admitir una ingeniería avanzada aplicando las ideas de metamateriales fotónicos para dotarlo de la capacidad de enfriamiento radiativo pasivo”.


El equipo de trabajo está coordinado por el investigador Jorge Sánchez-Dolado, del Centro de Física de Materiales de Donostia-San Sebastián (iniciativa del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad del País Vasco) y el resto de socios lo conforman investigadores de Technische Universitat Darmstadt (Alemania), UPNA (España), Fundación Tecnalia Research & Innovation (España), Katholieke Universiteit Leuven (Bélgica), Microlight3D Sas (Francia) y Politecnico Di Torino (Italia).


El proyecto Miracle tiene una duración de 48 meses y se enmarca en la convocatoria “Future Emerging Tecnologies Open – Novel ideas for radically new technologies”. El presupuesto total es de 3,1 millones de euros, de los cuales 507.286 euros corresponderán a la UPNA.

 

diariodenavarra.es

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