En un esfuerzo por frenar el calentamiento global, los ingenieros de la Universidad de Purdue han creado la pintura más blanca hasta ahora. Revestir edificios con esta pintura puede algún día enfriarlos lo suficiente como para reducir la necesidad de aire acondicionado, dicen los investigadores.
En octubre, el equipo creó una pintura ultra blanca que amplió los límites de cómo puede ser la pintura blanca. Ahora lo han superado. La nueva pintura no solo es más blanca, sino que también puede mantener las superficies más frías que la formulación que los investigadores habían demostrado previamente .
“Si usara esta pintura para cubrir un área de techo de aproximadamente 90 metros cuadrados, estimamos que podría obtener una potencia de enfriamiento de 10 kilovatios. Eso es más poderoso que los aparatos de aire acondicionado que usan la mayoría de las casas ”, dijo Xiulin Ruan , profesor de ingeniería mecánica de la Universidad de Purdue .
Los investigadores creen que este blanco puede ser el equivalente más cercano al negro más negro, » Vantablack «, que absorbe hasta el 99,9% de la luz visible. La nueva fórmula de pintura más blanca refleja hasta el 98,1% de la luz solar, en comparación con el 95,5% de la luz solar reflejada por la pintura ultra blanca anterior de los investigadores, y envía el calor infrarrojo lejos de una superficie al mismo tiempo.
La pintura blanca comercial típica se vuelve más cálida en lugar de más fría. Las pinturas en el mercado que están diseñadas para rechazar el calor reflejan solo del 80% al 90% de la luz solar y no pueden hacer que las superficies sean más frías que su entorno.
El artículo de investigación del equipo que muestra cómo funciona la pintura se publicó el jueves (15 de abril) como portada de la revista ACS Applied Materials & Interfaces .
¿Qué hace que la
pintura más blanca sea tan blanca?
Dos características dan a la pintura su extrema blancura. Una es la concentración muy alta de la pintura de un compuesto químico llamado sulfato de bario, que también se usa para hacer que el papel fotográfico y los cosméticos sean blancos.
“Observamos varios productos comerciales, básicamente cualquier cosa que sea blanca”, dijo Xiangyu Li, investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, que trabajó en este proyecto. «Descubrimos que al usar sulfato de bario, teóricamente puedes hacer que las cosas sean realmente muy reflectantes, lo que significa que son realmente muy blancas».
Una cámara de infrarrojos muestra cómo una muestra de la pintura blanca más blanca (el cuadrado violeta oscuro en el medio) realmente enfría el tablero por debajo de la temperatura ambiente, algo que ni siquiera las pinturas comerciales «que rechazan el calor» hacen. (Universidad Purdue / Joseph Peoples).
La segunda característica es que las partículas de sulfato de bario tienen diferentes tamaños en la pintura. La cantidad de luz que dispersa cada partícula depende de su tamaño, por lo que una gama más amplia de tamaños de partículas permite que la pintura disperse más del espectro de luz del sol.
“Una alta concentración de partículas que también son de diferentes tamaños le da a la pintura la dispersión espectral más amplia, lo que contribuye a la mayor reflectancia”, dijo Joseph Peoples, estudiante de ingeniería mecánica.
Hay un poco de espacio para hacer que la pintura sea más blanca, pero no mucho sin comprometer la pintura.
“Aunque una concentración de partículas más alta es mejor para hacer algo blanco, no se puede aumentar demasiado la concentración. Cuanto mayor sea la concentración, más fácil será que la pintura se rompa o se despegue ”, dijo Li.
Cómo conseguir
que sea la más fresca
La blancura de la pintura también significa que la pintura es la más fría registrada. Usando equipos de lectura de temperatura de alta precisión llamados termopares, los investigadores demostraron al aire libre que la pintura puede mantener las superficies 10 grados celsius más frías que su entorno ambiental durante la noche. También puede enfriar superficies a 4 grados celsius por debajo de su entorno bajo la luz solar intensa durante las horas del mediodía.
La reflectancia solar de la pintura es tan eficaz que incluso funcionó en pleno invierno. Durante una prueba al aire libre con una temperatura ambiente de 6ºC, la pintura logró reducir la temperatura de la muestra en casi 8ºC.
Esta pintura blanca es el resultado de seis años de investigación basada en intentos que se remontan a la década de 1970 para desarrollar pintura de enfriamiento radiativo como una alternativa viable a los acondicionadores de aire tradicionales.
El laboratorio de Ruan había considerado más de 100 materiales diferentes, los redujo a 10 y probó alrededor de 50 formulaciones diferentes para cada material. Su pintura ultra blanca anterior era una formulación hecha de carbonato de calcio, un compuesto abundante en la tierra que se encuentra comúnmente en rocas y conchas marinas.
Los
investigadores demostraron en su estudio que, al igual que la pintura
comercial, su pintura a base de sulfato de bario puede potencialmente soportar
las condiciones exteriores. La técnica que utilizaron los investigadores para
crear la pintura también es compatible con el proceso de fabricación de pintura
comercial.
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