سرايا - في مواجهة موجات الحر وارتفاع استهلاك الكهرباء خلال فصل الصيف، يعمل باحثون على تطوير حل غير تقليدي قد يساعد في إبقاء المباني أكثر برودة دون الاعتماد الكامل على أجهزة التكييف.
ويتمثل الابتكار في طلاء أبيض خاص يعكس ما يصل إلى 98% من أشعة الشمس، ولا يكتفي بمنع امتصاص الحرارة، بل يستطيع أيضاً التخلص من الحرارة التي تتجمع على سطحه، حتى يصبح أبرد من الهواء المحيط به.
وطوّر فريق بحثي من جامعة جنوب فلوريدا الأميركية هذا الطلاء، بقيادة البروفيسور يوغي غوسوامي، بهدف تقليل كمية الحرارة التي تمتصها أسطح المباني وتنتقل إلى داخلها، بما قد يخفف العبء على أنظمة التبريد ويقلل استهلاك الطاقة.
كيف يبرّد الطلاء الأسطح؟
تعتمد التقنية على آليتين تعملان معاً؛ الأولى هي عكس النسبة الأكبر من أشعة الشمس الساقطة على السطح، ما يقلل الطاقة الشمسية التي يمتصها، والثانية إطلاق الحرارة في صورة إشعاع تحت أحمر عند أطوال موجية تستطيع المرور عبر جزء من الغلاف الجوي يُعرف باسم "النافذة الجوية".
وتسمح هذه النافذة لبعض الإشعاعات الحرارية بالخروج من الغلاف الجوي باتجاه الفضاء، بدلاً من بقائها بالقرب من سطح الأرض. وبهذه الطريقة، يفقد السطح المطلي حرارة أكثر مما يكتسبه من أشعة الشمس والبيئة المحيطة، وهو ما قد يخفض درجة حرارته إلى مستوى أقل من حرارة الهواء نفسه، حتى خلال ساعات النهار.
وبحسب الفريق، صُنع الطلاء باستخدام مواد طبيعية، وطُوّر داخل مركز أبحاث الطاقة النظيفة التابع للجامعة، في محاولة لتقديم وسيلة تبريد سلبية لا تحتاج إلى استهلاك الكهرباء أثناء عملها.
اختبار ميداني استمر 28 يوماً
وللتحقق من كفاءة الطلاء خارج المختبر، أجرى الباحثون اختباراً ميدانياً في مدينة تامبا بولاية فلوريدا، استمر 28 يوماً. واستخدموا ثلاث عينات متشابهة، تتكون كل منها من طبقة عازلة للحرارة تعلوها رقائق من الألومنيوم.
وطُليت العينة الأولى بالتركيبة الجديدة، بينما غُطيت الثانية بطلاء تجاري مخصص للأسطح الباردة، في حين تُركت العينة الثالثة دون طلاء للمقارنة.
وثبّت الباحثون أجهزة قياس لدرجة الحرارة على العينات الثلاث، وسجلوا القراءات يومياً بين الساعة العاشرة صباحاً والخامسة مساءً. وأظهرت النتائج أن الطلاء الجديد حافظ باستمرار على درجة حرارة سطح العينة عند مستوى أقل من درجة حرارة الهواء المحيط، وحقق انخفاضاً بلغ في ذروته 13.5 درجة فهرنهايت، أي نحو 7.5 درجات مئوية، وفقاً للبيانات التي نشرتها الجامعة.
هل يخفض فواتير الكهرباء إلى النصف؟
لا تقتصر أهمية الابتكار على خفض حرارة الأسطح، إذ يرى غوسوامي أن الطلاء قد يساعد في تقليل الطاقة التي تحتاج إليها المباني لتشغيل أجهزة التكييف، وقدّر إمكانية خفض فواتير الطاقة بنسبة تصل إلى 50%.
لكن هذه النسبة لا تزال تقديراً من الباحث، وليست نتيجة أثبتتها التجربة الميدانية؛ فالاختبار اقتصر على عينات صغيرة، ولم يشمل طلاء أسطح مبانٍ كاملة أو قياس استهلاك الكهرباء داخلها. ولذلك، لا يمكن حتى الآن الجزم بحجم التوفير الذي سيحققه الطلاء عند استخدامه في المنازل والمنشآت التجارية، وفقا لموقع "Interesting Engineering".
خطوة أخيرة قبل طرحه تجارياً
وفي إطار الاستعداد لتحويل الابتكار إلى منتج قابل للاستخدام، تقدم الفريق بطلب براءة اختراع مؤقتة، ويعمل حالياً على تطوير طبقة حماية شفافة توضع فوق الطلاء، بهدف جعله أكثر قدرة على مقاومة الأمطار والرياح والعوامل الجوية، مع الحفاظ على خصائصه في عكس أشعة الشمس والتخلص من الحرارة.
ويتوقع الباحثون أن تكون المباني التجارية من أوائل الأماكن التي يمكن أن تستخدم هذه التقنية، قبل التوسع لاحقاً إلى المباني السكنية، إذا نجحت الاختبارات الإضافية وأثبتت جدواها العملية.
ورغم النتائج الواعدة، لا يزال الطلاء في مرحلة التطوير، إذ يتعين اختبار أدائه على أسطح حقيقية وعلى مدى أطول، لمعرفة مدى تأثيره في درجات الحرارة داخل المباني واستهلاك أجهزة التكييف للكهرباء.
وبذلك، قد يمثل الطلاء خطوة جديدة في مجال التبريد السلبي للمباني، لكنه لا يشكل حتى الآن بديلاً مثبتاً لأجهزة التكييف، بل تقنية محتملة لتقليل الحرارة التي تدخل إلى المباني وتخفيف الحاجة إلى التبريد الاصطناعي.
الرجاء الانتظار ...
التعليقات