Un estudiante de doctorado de La Escuela Politécnica Federal de Zúrich, en el Laboratorio de Materiales Funcionales, ha desarrollado una alternativa al aire acondicionado eléctrico: una cortina de enfriamiento hecha de una membrana porosa de triple capa.
El estudiante Mario Stucki combinó dos capas de poliuretano hidrófobo (hidrófugo) con una capa intermedia de polímero hidrófilo (que atrae agua). La membrana resultante se siente seca, aunque está saturada de agua, y dado que las capas externas están cubiertas con orificios de aproximadamente un micrómetro de diámetro, el agua puede escapar de la capa media al medio ambiente.
Cuando Stucki se dio cuenta de lo bien que funciona el transporte de agua a través de las diversas capas, se le ocurrió la idea de la cortina de enfriamiento. «La evaporación del agua requiere mucha energía», dice. «El calor se extrae del aire, se enfría y al mismo tiempo humidifica el área circundante». Los humidificadores convencionales funcionan de la misma manera, pero necesitan mucho poder, mientras que el sistema de Stucki es pasivo. «La luz del sol que cae a través de una ventana a la cortina proporciona suficiente energía para este tipo de aire acondicionado».
Stucki atrajo la atención en 2013 con su tesis de maestría en ETH Zurich, cuando desarrolló un nuevo material para el uso al aire libre en un instante. En contraste con los textiles funcionales convencionales, no contiene compuestos de flúor, que son perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana.
Sus investigaciones actuales hacen uso de esa invención: funcionalizó su textil utilizando marcadores, para lo cual mezcló minúsculas partículas de piedra de cal en el polímero líquido, que luego se transformó en el textil. Las partıculas de piedra calcárea son entonces retiradas del material sólido con ácido clorhıdrico o acético, de manera que se forman pequeños orificios en los sitios de las nanopartıculas. Estos son necesarios para que el material funcione y «respire». Las paredes exteriores de la cortina de enfriamiento están hechas de este material poroso con el fin de que la capa hidrofílica media pueda suministrar agua al área circundante.
Stucki utilizó un método desarrollado en 2012 por el profesor de ETH Wendelin Stark y su grupo para combinar las diferentes capas en un solo material. Estas capas no están pegadas entre sí, como es habitual en los procesos industriales; en su lugar, se colocan una encima de otra en un disolvente adecuado, por lo que las capas exteriores se disuelven ligeramente y se conectan a la capa intermedia. Esta es la única manera en que los investigadores pueden asegurar que el material externo de la membrana permanezca poroso.
Stucki fue capaz de probar la funcionalidad básica de la cortina de enfriamiento por experimento. Puso la membrana de triple capa en un baño de agua y midió la pérdida de agua en el área circundante a 30 ° C y 50 por ciento de humedad (entre 1,2kg y 1,7kg de agua por día y metro cuadrado). Los investigadores calcularon los resultados basados en una casa cúbica con una longitud de pared de 10 m. A una temperatura exterior de 40 ° C ya una temperatura interior de 30 ° C, la superficie de la cortina de 80m2 era suficiente para disipar más calor que el suministrado por la luz del sol, lo que significa que la casa fue enfriada pasivamente.
Fuente: ETH Zurich.