¿Es posible enfriar un objeto por debajo de la temperatura ambiental en pleno mediodía veraniego y sin gastar un solo vatio de energía? Durante siglos, la termodinámica cotidiana parecía limitar el enfriamiento natural a la noche. Sin embargo, en 2014, un equipo de físicos de la Universidad de Stanford liderado por Shanhui Fan demostró que la refrigeración radiativa pasiva diurna es una realidad tangible gracias a la nanotecnología.
El secreto de este fenómeno radica en aprovechar una peculiaridad de nuestra atmósfera: la denominada ventana de transmisión infrarroja, una franja del espectro electromagnético situada entre los 8 y los 13 micrómetros. En este rango, los gases atmosféricos como el vapor de agua o el dióxido de carbono apenas absorben calor; para esas longitudes de onda específicas, el cielo terrestre es prácticamente transparente.
Para explotar esta fuga térmica, los científicos diseñaron metamateriales y láminas multicapa con dos propiedades ópticas opuestas que actúan al unísono:
- Reflectancia solar colosal: Rebotan más del 96 % de la radiación solar incidente, impidiendo que el material absorba calor del sol.
- Emisión infrarroja selectiva: Expulsan su propia energía térmica concentrada con precisión milimétrica en la banda de 8 a 13 micrómetros.
Al irradiar calor en esa frecuencia exacta, los fotones térmicos no calientan el aire que rodea al panel; viajan en línea recta atravesando la atmósfera y se disipan directamente en el vacío del espacio profundo, que actúa como un gigantesco sumidero a 3 Kelvin (-270 °C). Gracias a este puente térmico con el cosmos, estos espejos cuánticos logran enfriarse entre 5 °C y 8 °C por debajo de la temperatura ambiental bajo un sol abrasador.
Fuente: Nature (Raman et al., 2014 - Passive radiative cooling below ambient air temperature under direct sunlight)
