La revolucionaria pintura que aísla tu casa

Las olas de calor se suceden este verano en España y la ciencia ha confirmado lo que todos sospechábamos: un reciente vídeo publicado por la NASA muestra que julio fue el mes más caluroso desde que existen registros. Para lidiar con semejante bochorno, solemos refugiarnos en lugares con aire acondicionado, pero su alto consumo energético y el uso de gases contaminantes sólo pueden entenderse como una solución a corto plazo. Por eso, cada vez surgen más alternativas para enfriar no sólo los hogares, sino también vehículos como los coches y hasta dispositivos electrónicos.

En esa misma línea, informan desde el medio El Español, que los científicos de la Universidad de Stanford han desarrollado un nuevo tipo de pintura en distintos colores que puede servir para mantener los edificios más frescos en verano y más cálidos en invierno. Esto no sólo implicaría una significativa reducción del consumo de energía, sino también de las perniciosas emisiones de gases de efecto invernadero, principales responsables del cambio climático.

Estas pinturas pueden utilizarse para crear revestimientos con una baja emisividad (es decir, una alta reflectancia) sin renunciar a un aspecto visual colorido. Este fenómeno físico mejora significativamente el aislamiento térmico de los espacios cerrados. Además, la alta reflectancia en el infrarrojo cercano mitiga la subida de temperatura cuando hace calor. Más allá de su posible atractivo estético, frente a las pinturas ultrablancas que tienen un efecto similar, el diseño óptico de estos productos puede reducir el consumo anual de energía en un 36% en la calefacción y un 20% en aire acondicionado, según los experimentos de los ingenieros de Stanford.

Ahorro de energía

En el artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, los científicos recogen unos datos muy reveladores: la calefacción y refrigeración de espacios representa alrededor del 13% del consumo mundial de energía y cerca del 11% de las emisiones de gases de efecto invernadero. Por eso urge el desarrollo de métodos y soluciones alternativas a las existentes, que permitan reducir drásticamente esas cifras.

"Se prevé que la energía y las emisiones procedentes de la calefacción sigan disminuyendo gracias al aumento de la eficiencia energética, pero el uso del aire acondicionado está aumentando, sobre todo en las economías en desarrollo de un mundo que se calienta", afirma Yi Cui, catedrático de Ciencia e Ingeniería de los Materiales y autor principal del estudio, en un comunicado de prensa de la Universidad de Stanford. 

Varios objetos pintados con las pinturas de baja emisividad Universidad de Stanford Omicrono

Según Cui, "cada vez se presta más atención a cómo reducir el intercambio de calor entre los espacios de vida y trabajo humanos y su entorno, y se demandan nuevos materiales para mejorar el aislamiento, como las películas de baja emisividad para ventanas". Teniendo en cuenta que el espectro infrarrojo de la luz solar provoca el 49% del calentamiento natural del planeta al ser absorbido por las superficies, estas películas pueden ser muy efectivas, y el mejor ejemplo a seguir en el desarrollo de pinturas de control térmico. De hecho, ya existen productos de ese tipo, pero suelen tener un color plateado o gris metálico, que limita considerablemente su uso potencial.

Para conseguir un efecto similar sin renunciar al color, Cui y su equipo recurrieron a dos capas aplicadas por separado: una inferior que es reflectante de infrarrojos gracias a miles de escamas de aluminio, y otra superior, más fina y transparente a los infrarrojos, que usa nanopartículas inorgánicas y se presenta en una amplia gama de colores. Ambas capas son hidrófugas, por lo que son estables en entornos húmedos, lo que no quita que puedan limpiarse fácilmente con agua.

Si el objetivo es aislar un edificio para que el calor no penetre en su interior, estas pinturas pueden aplicarse a las paredes exteriores y el tejado. Así, aunque la mayor parte de la luz infrarroja atraviese la capa de color, se reflejará en la capa inferior, sin ser absorbida en forma de calor por los materiales de construcción. Por contra, si lo que se busca es mantener el calor en el interior durante los meses de invierno, estas pinturas pueden aplicarse a las paredes interiores, para que la capa inferior refleje las ondas infrarrojas.

Las cifras son sorprendentes: el invento de Cui y su equipo logró reflejar hasta un 80% de la luz infrarroja media alta, lo que implica no dejar salir el calor de un espacio cerrado. Por su parte, la capa de color se encarga de 'rebotar' parte de la luz infrarroja cercana, lo que potencia la reducción del gasto en aire acondicionado. "Ambas capas pueden pulverizarse sobre superficies variadas de diversas formas y materiales, proporcionando una barrera térmica adicional en muchas situaciones diferentes", señaló Yucan Peng, coautora principal del estudio

Experimentos

Para comprobar la eficacia de estos productos creados en laboratorio, los científicos llevaron a cabo varios experimentos. Según los resultados obtenidos, las nuevas pinturas fueron capaces de reducir la energía necesaria para calefacción en torno a un 36% y para refrigeración en más de un 20%, siempre en entornos artificiales.

Para poner esos datos en perspectiva, los investigadores realizaron distintas simulaciones de edificios de apartamentos de tamaño medio y el efecto correspondiente al ser pintados por dentro y por fuera con estas pinturas. Para ello tuvieron en cuenta distintos climas y, al calcular el consumo total de energía a lo largo de un año para calefacción y refrigeración, vieron cómo éste se reducía en torno a un 7,4% de media. 

Uno de los laboratorios de la Universidad de Stanford Universidad de Stanford Omicrono

Además de su eficacia energética, Cui y su equipo pusieron a prueba la durabilidad de las pinturas en entornos extremos. Para ello, las sometieron a una exposición continuada durante una semana a altas temperaturas (80 ºC), bajas temperaturas (-195,5 ºC), además de entornos de alta y baja acidez, sin comprometer en ningún caso sus propiedades estéticas ni su eficacia a la hora de aislar.

Estas pinturas no sólo están pensadas para su uso en edificios, sino que tienen otras utilidades prácticas para mejorar la eficiencia energética. Entre los ejemplos planteados por los investigadores, destaca la posibilidad de cubrir los camiones y vagones de tren utilizados para el transporte refrigerado. En esos casos, casi la mitad del presupuesto de esos envíos se va precisamente en los altos costes de refrigeración.

Para comprobar su eficacia, los científicos de Stanford probaron en sus instalaciones con pinturas en blanco, azul, rojo, amarillo, verde, naranja, morado y gris oscuro. Según los resultados obtenidos, en el artículo son contundentes: eran 10 veces más eficaces a la hora de reflejar la luz infrarroja media alta que las pinturas convencionales en esos mismos colores. 

Así, estas revolucionarias pinturas pueden convertirse en una herramienta clave para el control pasivo del clima, reduciendo la dependencia de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, que siguen consumiendo grandes cantidades de energía.