Cada material absorbe y refleja algo de energía solar. Sin embargo, algunos materiales absorben mucho más de lo que reflejan y viceversa. La cantidad de energía solar que absorberá o reflejará un material depende de varias propiedades físicas. Los materiales densos tienden a absorber más energía solar que los materiales menos densos. El color y el recubrimiento también afectan la cantidad de energía solar que un objeto puede absorber o reflejar.
Propiedades materiales
A medida que aumenta la densidad de un material, normalmente también aumenta su capacidad para absorber energía solar. Por ejemplo, los materiales densos, como el adobe, el hormigón y el ladrillo, absorben una gran cantidad de energía solar. Los materiales menos densos, como la espuma de poliestireno y algo de madera, no absorben tanta energía solar. Estas propiedades pueden variar según el recubrimiento del material. Por ejemplo, si un material denso como el hormigón se cubriera con un revestimiento altamente reflectante, no absorbería tanta energía.
¿Cómo afecta el color a la absorción y la reflexión?
La energía solar nos llega en diferentes longitudes de onda. Las diferentes longitudes de onda asociadas con la luz visible componen los diferentes colores del arco iris. Cuando vemos el color de un material, estamos viendo el reflejo de esa longitud de onda de luz. Por ejemplo, un material azul refleja la luz azul. Los materiales blancos reflejan una gran cantidad de luz visible. Los materiales negros absorben una gran cantidad de luz visible. Por tanto, los materiales más oscuros absorberán más energía solar que los materiales más ligeros.
¿A dónde va la energía?
Cuando un material absorbe energía solar, la energía se transfiere a los átomos de ese material. Finalmente, este material se libera en forma de calor. Dependiendo de las propiedades del material, este proceso puede ocurrir a diferentes velocidades e intensidades. Por ejemplo, el hormigón liberará calor lentamente, mientras que una pieza de metal puede irradiar calor rápidamente después de absorberlo. La diferencia en la emisión de calor está relacionada con la diferencia en la conductividad térmica de los materiales. El metal conduce el calor más fácilmente que el hormigón. Por lo tanto, el calor se esparcirá a través del metal más rápido que a través del concreto.
¿Cómo podemos utilizar este conocimiento?
Podemos utilizar el conocimiento de las propiedades de los materiales para construir dispositivos, edificios y otras tecnologías eficientes. Por ejemplo, las propiedades de los materiales relacionadas con la emisión de calor son extremadamente útiles en la construcción de estructuras solares pasivas. En un edificio solar pasivo, es importante utilizar material que almacene la energía solar del día y la emita lentamente durante la noche. En el diseño de edificios, esta propiedad se denomina "masa térmica" de un material.