Sistemas solares pasivos. Aislamiento térmico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
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En general, los materiales de construcción se pueden dividir en dos grupos principales: materiales a granel y laminados de lámina reflectante. El primer grupo incluye materiales aislantes que utilizan la resistencia térmica del aire ubicado entre las fibras o en las celdas de la estructura de espuma de los materiales (generalmente de plástico como la espuma de poliestireno y la espuma de poliuretano). El segundo grupo de materiales refleja la energía radiante de un objeto o superficie protegida mediante una película. El aislamiento térmico de los exteriores de los edificios es un componente importante de la eficiencia energética. La gestión del flujo de calor a través de la estructura externa del edificio es clave para el diseño exitoso de edificios energéticamente eficientes.
Si el edificio no está debidamente aislado, la energía solar recibida puede perderse fácilmente. Ya se ha señalado que algunos materiales tienen una resistencia térmica por unidad de volumen mucho mayor que otros, independientemente de su densidad. El hecho de que el aire en sí mismo sea un buen aislante, especialmente si el espacio aéreo está delimitado por una superficie de lámina brillante, puede ser útil para limitar la penetración de la radiación solar en un edificio.
Охлаждение
En muchos países, los edificios solares pasivos requieren tanto refrigeración como calefacción. Uno de los mejores métodos probados de enfriamiento es la profundización del edificio en relación con el suelo. El efecto obtenido al profundizar el primer piso incluso un metro en el suelo es bastante grande. Un diseño de construcción elegido correctamente, el drenaje y la resistencia a la humedad son las condiciones que deben observarse cuando se construye bajo tierra. El aislamiento térmico es la mejor y más económica forma de controlar la temperatura en el interior de un edificio. La masa térmica de la tierra y un buen aislamiento son capaces de mantener una temperatura razonable del aire en la casa. El sombreado de las ventanas externas e internas, la ventilación y las películas reflectantes en las ventanas también son elementos muy importantes en el manejo de la temperatura en un edificio.
Dispositivos de protección solar externos
El sombreado de las ventanas exteriores es una medida de enfriamiento eficaz, ya que bloquea la luz solar directa e indirecta del exterior. La pantalla de sombra es un producto de tejido tupido que bloquea hasta el 70% de toda la luz solar. Estas pantallas absorben la luz solar, por lo que deben instalarse en el exterior de la ventana. Desde el exterior, se ven un poco más oscuros que las persianas normales, pero desde el interior, la mayoría de la gente no nota la diferencia. Las pantallas también pueden servir como protección contra insectos. En invierno, deben quitarse para que toda la luz del sol pueda ingresar a la habitación a través de las ventanas. Una alternativa más costosa a una pantalla de fibra de vidrio es una pantalla delgada de metal que bloquea la luz del sol pero le permite ver el exterior. Las persianas exteriores decorativas con bisagras que cubren las ventanas también son una excelente opción para los apagones. Sin embargo, bloquean la vista desde la ventana, bloquean completamente la luz del día, son caros y para muchas familias son inconvenientes para el uso diario.
Dispositivos de sombreado interno
Los dispositivos de sombra instalados dentro de la casa incluyen cortinas, persianas enrollables y persianas. Los dispositivos de sombra para interiores generalmente son formas menos efectivas de enfriamiento porque bloquean la luz solar que ya ha ingresado a la habitación. Sin embargo, si las ventanas no tienen dispositivos de sombra externos, se deben usar los internos. Los más efectivos son los dispositivos de sombra densa con una superficie reflectante hacia afuera. De hecho, las cortinas blancas mantienen la casa más fresca que las persianas más costosas que carecen de una superficie sólida, lo que permite que el calor ingrese a la casa a través de las persianas.
Películas reflectantes
La película reflectante que se adhiere al vidrio se usa más comúnmente en edificios comerciales y puede bloquear hasta el 85 % de la luz solar. La película bloquea la luz solar durante todo el año, por lo que este tipo de sombreado no es adecuado para ventanas orientadas al sur en casas solares pasivas. Sin embargo, las películas reflectantes se pueden aplicar a las ventanas orientadas al este y al oeste. Estas películas no se recomiendan para ventanas parcialmente sombreadas ya que la película absorbe la luz solar y el vidrio se calentará de manera desigual. Esto puede llevar al hecho de que se agrietará y el sellado de la ventana de doble acristalamiento colapsará.
Ventilación
La ventilación es el intercambio de aire en los edificios para mantener la cantidad de oxígeno, calor y reducir la cantidad de impurezas nocivas. La ventilación se puede hacer de varias maneras. El movimiento de los flujos de aire está influenciado por la orientación del edificio, su forma y planta, así como por el factor humano. La ventilación natural no requiere energía y no es costosa de operar, pero depende del clima y es difícil de controlar. La ventilación mecánica y el aire acondicionado, que es una alternativa a la ventilación natural, requiere electricidad. La elección del método de ventilación suele estar dictada por el tipo de edificio, su ubicación y función. Los acondicionadores de aire pueden ser muy efectivos como complemento a la ventilación natural. La ventilación mecánica incluye ventiladores y campanas extractoras, que se usan comúnmente en espacios confinados como las cocinas.
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Otro enfoque es buscar rastros de materia orgánica en los planetas y otros cuerpos espaciales. Las sondas que se envían fuera de la Tierra están equipadas con varios detectores que pueden detectar si hay ciertas moléculas orgánicas en el área de estudio. Si se encuentran rastros de aminoácidos en muestras tomadas, por ejemplo, del suelo marciano, esto servirá como evidencia muy fuerte de la existencia de vida en el planeta.
¿Y qué hacer cuando la tarea es detectar no solo moléculas orgánicas, sino encontrar organismos vivos desconocidos? Tomar una foto de un hombre verde sin duda sería un gran éxito, pero ¿qué pasa con las formas de vida no tan altas?
Investigadores de universidades de Bélgica y Suiza han ideado una nueva forma de distinguir lo vivo de lo no vivo, incluso si es muy, muy pequeño. La idea es que cualquier objeto vivo, sin importar de qué planeta, debe moverse y, por lo tanto, crear ciertas vibraciones. Recordemos las famosas tomas de la película "Jurassic Park", cuando las ondas de agua en un vaso advertían del acercamiento de un gran dinosaurio. Los pasos pesados del depredador causaron vibraciones en el suelo, que fueron transmitidas por el objeto circundante. Resulta que si en lugar de un dinosaurio solo hay una bacteria unicelular, todavía es posible escuchar sus "pasos".
Los inventores tomaron la idea de un microsensor de este tipo de la microscopía de fuerza atómica, un método para estudiar la superficie de los materiales que le permite ver incluso átomos individuales. El principio del método es similar a la reproducción del sonido de un disco de gramófono, donde la aguja se mueve a lo largo de la pista de sonido y oscila de acuerdo con su perfil. Se coloca una sonda sensible especial (en voladizo) en un espacio donde puede haber organismos vivos. Si una bacteria se mete en la sonda, los procesos biológicos de este organismo se mostrarán como un aumento en la oscilación de la sonda. Para que el dispositivo comprenda si "sintió" un objeto vivo, es suficiente aproximadamente media hora de trabajo en el aire o en un volumen microscópico de líquido.
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