investigadores desarrollan baldosas cerámicas que imitan la blancura del escarabajo para desviar el calor

Universidad de la Ciudad de Hong Kong réplica del escarabajo Cyphochilus

Investigadores de la City University de Hong Kong han desarrollado baldosas cerámicas refrigerantes que reproducen la bioblancura del escarabajo Cyphochilus para desviar el calor, reducir el uso del aire acondicionado doméstico y combatir el calentamiento global. La capacidad de sus baldosas cerámicas refrigerantes para repeler el calor depende de cómo interactúen con la luz, y pueden ser eficaces en dos rangos de luz, a saber, el rango solar, que procede del sol, y el rango infrarrojo medio.

En el rango solar, las baldosas reflejan mucha luz para minimizar el calentamiento del sol, mientras que en el rango infrarrojo medio emiten mucho calor, lo que ayuda a enfriar el material. Otro componente de las baldosas cerámicas refrigerantes que añaden los investigadores de la City University de Hong Kong es la alúmina u óxido de aluminio.

Este ingrediente tiene un elevado hueco de banda, lo que significa que no absorbe fácilmente la luz solar, por lo que es un elemento ideal para mantener fresco un espacio. Los azulejos son sólo uno de los muchos productos y formas potenciales que puede adoptar la cerámica refrigerante, ya que ésta también puede aplicarse a varias industrias (más información al respecto más adelante).

imágenes cortesía de la City University de Hong Kong

las baldosas cerámicas refrigerantes de los investigadores tienen una reflectividad solar del 99%

Los investigadores de la City University de Hong Kong reproducen el color del escarabajo Cyphochilus, que tiene una cualidad conocida como bioblancura, lo que significa que el insecto parece muy blanco. La pintura blanca en la superficie de una casa puede ayudar a reducir el calor, según algunas investigaciones, y al emular el color del escarabajo Cyphochilus y su bioblancura, las baldosas cerámicas refrigerantes pueden conseguir lo mismo. La estructura de la cerámica está diseñada para dispersar la luz solar, y esto se consigue optimizando la disposición de los poros en la cerámica.

Después, el material puede reflejar casi toda la luz solar que incide sobre él. Con el mismo proceso aplicado en el experimento realizado por los investigadores de la City University de Hong Kong para sus baldosas cerámicas refrigerantes, comparten que consiguen una reflectividad solar del 99.6 por ciento, lo que significa que las baldosas desvían casi toda la luz solar que reciben. En el rango del infrarrojo medio, las baldosas cerámicas refrigerantes emiten una radiación térmica de calor que alcanza una elevada emisión térmica del 96.5 por ciento, lo que significa que liberan una cantidad significativa de calor.

los investigadores crean baldosas cerámicas refrigerantes que reproducen la bioblancura del escarabajo cyphochilus

soportar temperaturas superiores a 1.000 °C

El profesor Edwin Tso Chi-yan, catedrático asociado de la Escuela de Energía y Medio Ambiente (SEE) de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong y uno de los autores correspondientes del artículo, afirma que ‘la cerámica de refrigeración está hecha de alúmina, que proporciona la deseada degradación por resistencia a los rayos UV, que es una preocupación típica de la mayoría de los diseños de PRC basados en polímeros. También presenta una extraordinaria resistencia al fuego, ya que soporta temperaturas superiores a 1.000 °C, lo que supera las capacidades de la mayoría de materiales PRC basados en polímeros o metales’.

También afirma que la belleza de las baldosas cerámicas refrigerantes reside en que cumplen los requisitos tanto de la RPC de alto rendimiento como de las aplicaciones en entornos reales. También añade que las baldosas cerámicas refrigerantes pueden incluso añadirse con un color estratificado manteniendo sus propiedades anticalóricas.

El profesor Tso y los investigadores de la City University de Hong Kong descubrieron en su experimento que aplicando sus tejas cerámicas refrigerantes en el tejado de una casa se puede conseguir más de un 20% de electricidad para la refrigeración de espacios, «lo que confirma el gran potencial de la cerámica refrigerante para reducir la dependencia de las personas de las estrategias tradicionales de refrigeración activa y ofrece una solución sostenible para evitar la sobrecarga de la red eléctrica, las emisiones de gases de efecto invernadero y las islas de calor urbanas», comenta el profesor.

los investigadores de la universidad de la ciudad de hong kong afirman que se puede añadir otro color sobre sus baldosas cerámicas refrigerantes

Los investigadores afirman también que sus baldosas cerámicas refrigerantes pueden soportar condiciones exteriores durante mucho tiempo, de modo que no se degradan fácilmente a causa del clima, los productos químicos o el desgaste. Si estas baldosas se enfrentan a temperaturas extremadamente altas, se vuelven superhidrófilas, lo que significa que las gotas de agua se esparcen inmediatamente por su superficie, manteniendo su capacidad de enfriar la superficie. Debido a su estructura porosa, estas baldosas también absorben rápidamente las gotas de agua, lo que resulta muy útil para conseguir un rápido efecto refrigerante.

En el momento de publicar la noticia, el profesor Tso afirma que los investigadores pretenden profundizar en las estrategias de gestión térmica pasiva basándose en las conclusiones de su estudio. Planean explorar la aplicación de sus baldosas cerámicas refrigerantes a varias superficies e industrias y ver si pueden mejorar la eficiencia energética, promover la sostenibilidad y aumentar la accesibilidad y aplicabilidad de las tecnologías de refrigeración pasiva radiativa en diversos sectores, como el textil, los sistemas energéticos y el transporte.

prueba de aplicación de las baldosas cerámicas refrigerantes inspiradas en escarabajos por los investigadores de la City University de Hong Kong.

investigadores (de izquierda a derecha) Lin Kaixin, Profesor Edwin Tso Chi-yan, y Chen Siru

project info:

nombre: Baldosas cerámicas refrigerantes

institución: City University of Hong Kong

investigadores: Chi Yan Tso, Kaixin Lin, Siru Chen, Yijun Zeng, Tsz Chung Ho, Yihao Zhu, Xiong Wang, Fayu Liu, Baoling Huang, Christopher Yu-Hang Chao, Zuankai Wang