Calentar o enfriar tu hogar en función de si hace frío o calor puede suponer uno de los principales gastos en la factura de la luz o en tu proveedor de gas natural. Y para reducir esa factura, siempre ayuda aislar bien tu hogar. Esto afecta a cierres y marcos de puertas y ventanas pero también al aislamiento térmico del edificio. Por desgracia, este último punto no siempre depende de nosotros si vivimos en un bloque de pisos. Pero la tecnología ofrece soluciones, como una pintura adaptable a la temperatura. Un aislamiento térmico económico que podría reducir, y mucho, nuestra factura en calefacción y refrigeración.
Para crear esta solución tan imaginativa, científicos chinos se han inspirado en la piel del camaleón. Como todos hemos visto en documentales, los camaleones se caracterizan, entre otras cosas, por cambiar el color de su piel. Para ello emplean unas células con pigmentos llamadas cromatóforos que reflejan la luz. Y ahí está la clave para regular la temperatura de una habitación o de una vivienda: controlar cuánta luz es absorbida y cuánta luz es reflejada.
Así, esta pintura adaptable a la temperatura consigue reflejar los rayos el sol en épocas calurosas y, al mismo tiempo, absorber la radiación solar en días fríos. El resultado de las pruebas del estudio han dado cifras prometedoras como ahorrar un 20% en la factura anual de consumo energético. Todo ello a bajo coste, con una relativamente sencilla preparación y sin demasiados cambios en la construcción de viviendas. Pero vayamos a los detalles.
Enfriamiento por radiación
Existe un fenómeno natural conocido en inglés como radiative cooling. Es decir, enfriamiento por radiación o enfriamiento radiativo. Es el proceso por el cual un cuerpo pierde calor por radiación térmica. En arquitectura, este fenómeno se aprovecha en paredes y techos. Y su principal ventaja es que es un método de enfriamiento pasivo. Es decir, que no requiere de máquinas accionadas por electricidad. Sin embargo, aunque este fenómeno es bueno para lugares cálidos, resulta perjudicial para ambientes fríos. Y aquí entra el papel de la ciencia.
Un equipo de científicos del Instituto de Tecnología de Harbin (China), de la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur) y de la Universidad de Nottingham (Reino Unido), han ahondado en la posibilidad de aprovechar el fenómeno del enfriamiento radiativo y aprovecharlo para hacer las viviendas más sostenibles ante los cambios de temperatura. La solución, una pintura adaptable a la temperatura. Para ello han diseñado un recubrimiento de enfriamiento radiativo adaptable a la temperatura, por sus siglas en inglés TARCC. Este recubrimiento es, en la práctica, pintura.
Un estudio anterior publicado en octubre de 2022, diseñó un compuesto formado por una membrana de polímero poroso de selectividad espectral (por sus siglas en inglés PM) y una capa superior termocromática basada en un recubrimiento híbrido de microcápsula termocromática (TMHC). Como resultado, redujo la temperatura 7,1ºC en verano y aumentó 6ºC en invierno. Y el estudio más reciente ha optado por el uso de microparticulas similares, es decir, microcápsulas termocromáticas. En esta ocasión, mezcladas con fluoruro de polivinilideno (PVDF) y N-Metil-2-pirrolidona (NMP) mediante vibración por ultrasonidos y agitación magnética. Tras integrar el resultado en una solución, esta pintura puede usarse rociándola con pistola de pintura o pintando directamente la superficie a proteger. En cuanto al secado, puede ser natural, pero los científicos aplicaron temperaturas de 60ºC para facilitar su adhesión a las superficies de prueba.
Ahorro de energía en cualquier superficie
Para los análisis en laboratorio se empleó el simulador de energía para edificios EnergyPlus, utilizado por ingenieros, arquitectos y otros profesionales. Con este software, los investigadores recrearon un modelo de edificio prefabricado con distintas fuentes de frío y de calor, elementos. Habituales como dispositivos, ocupantes y otros condicionantes. Y para recrear condiciones meteorológicas realistas, se basaron en los datos ofrecidos por el Departamento de Energía de Estados Unidos.
También se realizaron pruebas en superficies reales con la pintura adaptable a la temperatura. En concreto, se aplicó a madera, plástico, metal (aluminio) y piedra para comprobar las distintas reacciones y capacidades de este preparado. Primero, para adherirse a cualquier superficie. Lo que logró sin problemas. Y simplemente aplicando un pincelado tradicional, sin ningún método extraño o costoso.
Pero la clave es cómo se comporta esta pintura ante los cambios de temperatura. Como ocurre con la piel de los camaleones, en función del frío o del calor, la pintura cambia. Cuando se alcanzaron temperaturas de 20ºC, la superficie pintada cambió de un tono oscuro a gris claro. Claridad que fue en aumento hasta los 30ºC, momento en el que la pintura era capaz de reflejar hasta un 93% de radiación solar.
Todavía está por ver cuánto tardaremos en ver esta tecnología en el mercado. Pero sobre el papel promete. Una solución sencilla para edificios, nuevos o restaurados, que harán frente de una manera más efectiva a los drásticos cambios de temperaturas. Y que nos permitirán reducir el consumo energético sin sacrificar nuestro confort térmico.
