Se acerca el invierno en el hemisferio norte y el verano en el sur. Llega el momento de calentar o refrigerar las estancias, según proceda, con todo el gasto energético que eso supone. De hecho, en el caso de la refrigeración, se calcula que se corresponde con un 15% del gasto mundial total de energía. Eso supone un gasto económico importante, en una época en la que la energía se encarece cada día más. Pero, además, contribuye muy notablemente al calentamiento global y el consecuente cambio climático. Por eso, muchos científicos están enfocados en buscar formas de refrigerar edificios sin gastar energía. Para ello se han ideado productos tan curiosos como la pintura más blanca del mundo. Pero también se han desarrollado revestimientos para ventanas con una capacidad aislante sorprendente.
Esto último forma parte del estudio recién publicado en ACS Energy Letters por científicos de la Universidad Kyung Hee, de Corea del Sur. En dicho estudio, describen cómo han usado la física de materiales, la inteligencia artificial y la computación cuántica para dar con el material ideal para fabricar un revestimiento aislante para ventanas.
Este reúne todas las características que debe tener un aislante perfecto. Tanto, que calculan que podría ahorrar un 31% de energía más que los revestimientos que actualmente se usan en el mercado.
¿Qué debe tener el aislante para ventanas ideal?
Para refrigerar una casa en épocas calurosas lo ideal es bloquear el paso de radiaciones solares que pudieran calentarla. La luz ultravioleta y la del infrarrojo cercano son las dos que normalmente atraviesan los cristales, por mucho que se usen aislantes en las ventanas.
Se sabe que existen materiales que pueden bloquear eficientemente estas radiaciones. Pero también bloquean la luz visible y eso es algo que no queremos cuando estamos hablando de ventanas. Por eso, el recubrimiento aislante perfecto debe ser capaz de bloquear esas radiaciones, a la vez que deje pasar la luz visible. Además, es conveniente que pueda irradiar calor desde la superficie de la ventana a una longitud de onda que pase a través de la atmósfera hacia el espacio exterior.
Con estas condiciones en mente, los autores de este estudio tomaron una serie de materiales convencionales, entre los que se encontraban el dióxido de silicio, nitruro de silicio, óxido de aluminio o dióxido de titanio. Todos ellos se colocaron sobre una base de vidrio, rematada con una película de polidimetilsiloxano. Sabían que en esta combinación debía estar la clave, pero les faltaba conocer el orden y el grosor de cada capa. Por eso, recurrieron a la inteligencia artificial y la computación cuántica.
Inteligencia artificial para ahorrar energía en verano
Gracias a un modelo de aprendizaje automatizado de inteligencia artificial y a la computación cuántica, que almacena datos utilizando partículas subatómicas, se pudo probar todas las combinaciones posibles en apenas una fracción de segundo.
El resultado fue un recubrimiento aislante de los conocidos como enfriadores radiactivos transparentes, que superó con creces a los que actualmente se encuentran en el mercado. Esto, según han explicado los autores en un comunicado, sería de gran utilidad, tanto para el recubrimiento de ventanas de viviendas en lugares muy cálidos y secos como para coches y camiones. En estos vehículos se pueden alcanzar temperaturas muy elevadas, que también requieren el uso de aire acondicionado. Gracias a este aislante, se podría ahorrar adicionalmente en este sentido.
De momento, los resultados de los modelos han sido muy positivos. Ahora habrá que ver si es fácil y rentable producir a gran escala este recubrimiento. De ser así, podría ser una buena forma de ahorrar en verano y, por supuesto, una nueva arma contra el cambio climático.