Este año ya se han observado olas de calor extremas en todo el mundo, y en ciudades de México, India, Pakistán y Omán se han registrado temperaturas cercanas o superiores a los 50 grados Celsius (122 grados Fahrenheit).
A medida que aumentan las temperaturas globales y las poblaciones urbanas, las ciudades del mundo se han convertido en “islas de calor urbano”, con condiciones duras y radiación térmica emitida desde pisos y rascacielos que elevan esas temperaturas. Dado que se prevé que el 68 por ciento de todas las personas vivirán en ciudades para 2050, este es un problema creciente y mortal.
En un artículo publicado hoy ciencia, Investigadores de la Escuela de Ingeniería Molecular (PME) Pritzker de la Universidad de Chicago han descrito un nuevo tejido portátil que podría ayudar a los habitantes urbanos con aplicaciones en el diseño de ropa, edificios y automóviles, y en el almacenamiento de alimentos, a medida que continúa el cambio climático global. peores efectos del calor extremo.
En las pruebas bajo el sol de Arizona, el material se mantuvo 2,3 grados Celsius (4,1 grados Fahrenheit) más frío que la tela emisora de banda ancha utilizada para deportes de resistencia al aire libre y 8,9 grados Celsius (16 grados Fahrenheit) más frío que la seda comercializada que se usa comúnmente para camisas y prendas. vestidos. Otra ropa de verano.
El equipo espera que esto ayude a evitar muchas de las hospitalizaciones y muertes relacionadas con el calor que se han observado en los centros de población mundial sólo este año.
“Necesitamos reducir las emisiones de carbono y hacer que nuestras ciudades sean carbono negativo o carbono neutral”, PME Asst. Dijo el profesor Po-Chun Soo. “Pero mientras tanto, la gente siente los efectos de estas temperaturas más altas”.
‘Hay que tener en cuenta el medio ambiente’
La tela refrescante actual para deportes al aire libre funciona reflejando la luz solar en un patrón difuso para no cegar a los espectadores. Pero en una isla de calor urbana, el sol es sólo una fuente de calor. Cuando el sol calienta desde arriba, la radiación térmica se escapa a través de los edificios y los suelos, irradiando calor desde los lados y desde abajo a los habitantes de la ciudad.
Eso significa que muchos materiales que funcionan bien en las pruebas de laboratorio no ayudarán a los habitantes de las ciudades de Arizona, Nevada, California, el sudeste asiático y China cuando se pronostiquen olas de calor masivas en las próximas semanas.
“La gente normalmente se centra en el rendimiento o el diseño del material de los textiles refrigerantes”, dijo el coprimer autor Ronghui Wu, investigador postdoctoral en PME. “Para crear un textil que tenga el potencial de aplicarse a la vida real, hay que tener en cuenta el medio ambiente”.
Un ejemplo sencillo de consideración de un entorno es el de las personas de pie. Llevan materiales diseñados para reflejar la luz solar directa, pero sólo sus sombreros, hombreras y la parte superior de sus zapatos (alrededor del 3 por ciento de su ropa) están expuestos a la luz directa. Los otros 97 tejidos se calientan mediante radiación térmica procedente de los laterales y de la parte inferior, algo que el tejido emisor de banda ancha no combate.
El sol y las aceras maduran con veranos diferentes. Crear un material capaz de proteger a los usuarios de ambos supuso un importante desafío de ingeniería para el equipo.
“La luz solar es luz visible, la radiación térmica es infrarroja, por lo que tienen diferentes longitudes de onda. Eso significa que tienes que tener un material que tenga dos propiedades ópticas al mismo tiempo. Es muy difícil hacer eso”, dijo el primer autor Chenxi Sui. , candidato a doctorado en PME. “Es necesario jugar con la ciencia de los materiales para diseñar y ajustar el material para que proporcione diferentes resonancias en diferentes longitudes de onda”.
Gastos de ocio
Enfriar el hogar con demasiada frecuencia significa calentar el planeta, y la huella de carbono de los sistemas de aire acondicionado y refrigeración contribuye al cambio climático.
“Nuestra civilización en realidad utiliza entre el 10 y el 15 por ciento de nuestra energía total sólo para sentirnos cómodos dondequiera que vayamos”, dijo Hsu.
Sin embargo, el riesgo del calor no se distribuye uniformemente. En Estados Unidos y Japón, más del 90 por ciento de los hogares tienen aire acondicionado, cifra que cae al 5 por ciento en India y partes de África.
El nuevo textil del equipo de PME, que recibió una patente provisional, podría ayudar a proporcionar un sistema de enfriamiento pasivo que pueda cumplir y reducir los requisitos de energía y costos del sistema.
Las aplicaciones van mucho más allá de la ropa.
Se puede utilizar una versión más gruesa de la tela protegida por una capa invisible de polietileno en los costados de edificios o automóviles, lo que reduce la temperatura interior y los costos de aire acondicionado y el impacto del carbono. De manera similar, el material se puede utilizar para transportar y almacenar leche y otros alimentos que se estropearán con el calor y reducirán los efectos de la refrigeración.
“Se puede ahorrar mucho en costos de refrigeración, electricidad y energía porque es un proceso pasivo”, dijo Sui.
