Aliviar el efecto de isla de calor a través de mecanismos de regulación térmica en los elementos de construcción puede mejorar el confort térmico humano y el entorno de vida en las zonas urbanas. Los sistemas pasivos de regulación térmica incorporados a tejados, ventanas o paredes, y que funcionan sin necesidad de electricidad, son una solución energéticamente eficiente y medioambientalmente sostenible.

Los materiales que cambian de fase minimizan las fluctuaciones de temperatura mediante el uso de calor latente, pero tienen algunas limitaciones. La aplicación de estas técnicas ha dado como resultado un enfriamiento tanto de día como de noche. Por lo tanto, es necesaria la investigación de nuevos materiales que reduzcan las fluctuaciones de temperatura en ambas direcciones.

Investigadores dirigidos por el Dr. José Sánchez-Costa y la Dra. Ana Espinosa en IMDEA Nanociencia han demostrado que los materiales moleculares se pueden aplicar con fines de regulación térmica en un enfoque novedoso. En su último trabajo, publicado en Advanced Science , el grupo probó polímeros de coordinación de base molecular incrustados en matrices plásticas frente a varios ciclos de calentamiento y enfriamiento.

Observaron una transición de fase y un cambio de color concomitantes, de rosa a blanco, que resultaron en un efecto de enfriamiento con respecto a otros materiales termocrómicos. Las temperaturas medidas indicaron que el material calentado pudo disipar el calor de manera más eficiente a través de dos efectos:la absorción de energía que desencadena la transición de fase y el reflejo óptico debido al cambio de color hacia el blanco, lo que refleja más energía. Además, el material enfriado (rosa) produjo una amortiguación del descenso de temperatura debido a la desorción del calor producido en la transición de fase. Esto se traduce en una menor fluctuación de temperatura durante los ciclos de calefacción y refrigeración.

Los materiales de las moléculas de cruce de espín fueron notablemente estables tras el ciclo; en este estudio se realizaron hasta 40 ciclos, con resultados similares. Estos materiales versátiles se pueden diseñar para propiedades específicas, como la temperatura de transición y la histéresis térmica.

En este estudio, los investigadores demuestran que el calor generado por el sol es suficiente para producir una transición de espín en un material de cruce de espín. Esto, a su vez, conduce a un efecto de enfriamiento debido a un aumento en la reflexión de la luz como resultado del cambio de color y la absorción de energía asociada con la transición de espín. Por lo tanto, los materiales moleculares de cruce de espín podrían usarse para reducir las fluctuaciones de temperatura y podrían implementarse potencialmente en elementos de control de temperatura pasivos en edificios. + Explora más

Reducción del consumo de energía:los investigadores desarrollan un sistema de prueba para materiales de enfriamiento pasivo