Podría reducir la temperatura de cubiertas y, posteriormente, las necesidades de climatización de edificios en zonas cálidas.
- ❄️ Hasta 6 °C menos frente a pintura blanca comercial.
- ☀️ 92 % de la radiación solar reflejada.
- 🌌 96 % de emisividad infrarroja.
- 💧 Fórmula a base de agua y sin fluoropolímeros.
- 🏠 Aplicación con brocha o pulverización.
- 🔥 Pruebas exteriores con más de 1.000 W/m² de radiación solar.
- ⚡ Hasta 63.000 kWh/año de ahorro en la simulación de un edificio comercial.
Una pintura sin flúor logra enfriar tejados hasta 6 °C más que una pintura blanca convencional
¿Por qué importa?
La refrigeración de los edificios se está convirtiendo en una de las grandes cargas energéticas de las ciudades cálidas. La propuesta desarrollada por investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW), en Australia, aborda el problema desde el tejado: impedir que buena parte de la energía solar termine convertida en calor y facilitar, al mismo tiempo, que la superficie expulse energía térmica hacia el exterior.
Lo interesante no está únicamente en conseguir una cubierta más fría. La pintura se ha formulado con agua, sin fluoropolímeros y sin emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV) asociadas a la formulación, pensando desde el principio en un proceso de fabricación relativamente sencillo.
Una pintura que hace algo más que ser blanca
Pintar un tejado de blanco es una estrategia bioclimática antigua y perfectamente válida. Una superficie clara absorbe menos radiación solar que una cubierta oscura y, por tanto, se calienta menos.
El equipo de UNSW ha llevado esa idea bastante más lejos.
Su pintura pertenece a una familia de materiales conocidos como refrigeradores radiativos pasivos diurnos, o PDRC por sus siglas en inglés. Están diseñados para combinar dos propiedades que resultan especialmente interesantes.
Primero, reflejar una proporción muy elevada de la energía procedente del Sol.
Después, emitir con eficacia el calor de la propia superficie en forma de radiación infrarroja.
Parte de esa radiación puede atravesar la denominada ventana atmosférica, un intervalo de longitudes de onda en el que la atmósfera es relativamente transparente a la radiación infrarroja terrestre.
Dicho de forma más sencilla: el tejado intenta absorber poco calor y, del que recibe, desprenderse con facilidad.
El truco está dentro: cuatro tipos de partículas
La formulación utiliza una emulsión acrílica pura como matriz y combina diferentes materiales inorgánicos: partículas de sulfato de bario (BaSO₄), óxido de aluminio (Al₂O₃) y dióxido de silicio (SiO₂), además de diminutas burbujas huecas de vidrio.
No están ahí por casualidad.
Las partículas y las burbujas dispersan la radiación que atraviesa la capa de pintura. Las burbujas de vidrio y el sulfato de bario tienen un papel especialmente importante en la reflectancia solar, mientras que las micropartículas de SiO₂ favorecen la emisión térmica infrarroja.
El resultado es una superficie blanca que refleja aproximadamente el 92 % de la radiación solar incidente.
Además, los investigadores evitaron recurrir a pigmentos con una elevada absorción ultravioleta, una característica que puede reducir el rendimiento térmico de algunos recubrimientos reflectantes.
Sin fluoropolímeros y fabricada a temperatura ambiente
Aquí aparece probablemente uno de los aspectos con mayor interés práctico del trabajo.
Algunos materiales experimentales de refrigeración radiativa obtienen excelentes prestaciones mediante estructuras complejas, polímeros fluorados o procesos de fabricación poco compatibles con la enorme superficie que representan los tejados de una ciudad.
La formulación australiana persigue deliberadamente otro camino.
El proceso se basa fundamentalmente en mezclar los componentes mediante agitación, incorporar posteriormente la emulsión acrílica y ajustar las propiedades de la mezcla. Todo se procesa a temperatura ambiente.
Eso importa.
Una tecnología para cubiertas puede funcionar extraordinariamente bien en una muestra de laboratorio y resultar poco útil si necesita procesos caros para fabricar cada metro cuadrado. Una pintura que pueda producirse mediante operaciones similares a las utilizadas en la industria de recubrimientos parte con una ventaja evidente para intentar aumentar la escala.
Además, puede aplicarse con brocha o mediante pulverización, dos procedimientos ya habituales en construcción.
La prueba difícil: dejarla al sol en Sídney
Las prestaciones ópticas se trasladaron posteriormente al exterior.
Los investigadores realizaron un ensayo continuo durante 72 horas en Sídney, sometiendo las muestras a condiciones meteorológicas reales. Durante el experimento, la irradiancia solar máxima superó los 1.000 W/m².
Es una condición interesante porque pone a prueba el material cuando realmente hace falta: con mucho sol.
La pintura consiguió una temperatura superficial hasta 6 °C inferior a la de una pintura blanca comercial durante el día.
Hay un matiz importante. No significa que una vivienda pintada con este material vaya a tener automáticamente el salón 6 °C más frío.
La cifra corresponde a la diferencia de temperatura de las superficies ensayadas frente al recubrimiento comercial utilizado como referencia. La temperatura interior de un edificio dependerá del aislamiento, orientación, masa térmica, ventilación, superficie de cubierta, clima, ocupación y otros muchos factores.
Aun así, superar claramente a una pintura blanca convencional bajo una irradiación solar intensa demuestra que el efecto no procede simplemente de haber pintado la superficie de blanco.
El ahorro energético puede ser considerable, pero todavía procede de simulaciones
El equipo también trasladó las propiedades medidas de la pintura a modelos energéticos de edificios.
Las simulaciones estimaron ahorros anuales de hasta aproximadamente 63.000 kWh en un edificio comercial prototipo y 5.000 kWh en un edificio residencial prototipo.
Son cifras llamativas, aunque conviene interpretarlas correctamente.
No representan electricidad medida durante un año en edificios reales. Son resultados de simulaciones energéticas, por lo que cambiarán considerablemente dependiendo del clima, tamaño del inmueble, aislamiento, sistema de climatización, geometría y características de la cubierta.
La conclusión relevante está en otra parte: reducir la temperatura de la envolvente puede disminuir la cantidad de calor que posteriormente tiene que extraer el aire acondicionado.
Es refrigeración evitada antes de encender una máquina.
De los tejados blancos a superficies diseñadas para gestionar el calor
La investigación llega en un momento en el que las cubiertas frías están dejando de verse únicamente como una curiosidad arquitectónica.
Ciudades sometidas a episodios de calor cada vez más intensos llevan años utilizando o promoviendo materiales de elevada reflectancia en cubiertas. Al mismo tiempo, los laboratorios están desarrollando una nueva generación de materiales capaces de controlar no únicamente cuánto Sol absorbe un edificio, también cómo intercambia radiación térmica con su entorno.
La refrigeración radiativa representa un paso adicional respecto a una pintura blanca corriente.
La diferencia resulta importante: una superficie blanca convencional intenta principalmente evitar calentarse. Un refrigerador radiativo bien diseñado intenta además deshacerse eficazmente de su propio calor.
La pintura de UNSW intenta conseguir ambas cosas sin convertir la cubierta en un dispositivo sofisticado.
El problema que todavía queda por resolver: qué ocurre después de años a la intemperie
Aquí conviene poner el freno.
Los resultados son prometedores, pero 72 horas de exposición exterior no equivalen a diez años sobre un tejado.
Una pintura para edificios tiene que soportar radiación ultravioleta, lluvia, polvo, contaminación, ciclos térmicos, humedad, abrasión y suciedad. Una pequeña reducción de la reflectancia por acumulación de partículas puede modificar su comportamiento térmico.
También habrá que conocer mejor su coste industrial por metro cuadrado, vida útil, frecuencia de mantenimiento, comportamiento sobre diferentes materiales de cubierta y prestaciones después de un envejecimiento prolongado.
Y existe otra cuestión física inevitable: una cubierta diseñada para perder calor es especialmente útil en climas dominados por necesidades de refrigeración. En regiones frías o edificios con elevada demanda de calefacción, reflejar radiación solar durante el invierno puede generar una penalización térmica estacional.
Por eso no tendría demasiado sentido presentar estas pinturas como sustitutas universales del aislamiento o del aire acondicionado.
Son otra pieza.
Una tecnología especialmente interesante para edificios ya construidos
Hay una característica que podría terminar siendo incluso más importante que conseguir otro punto porcentual de reflectancia: la posibilidad de aplicarla sobre una construcción existente.
Sustituir una cubierta completa, instalar un nuevo sistema de climatización o rehabilitar térmicamente un edificio puede requerir obras importantes.
Repintar una cubierta es bastante más sencillo.
Eso abre posibilidades en naves industriales, almacenes, colegios, viviendas con cubiertas metálicas, edificios comerciales y construcciones situadas en regiones con elevada radiación solar.
También podría resultar especialmente útil donde el acceso al aire acondicionado es limitado. En esos lugares, unos grados menos en la temperatura de una cubierta pueden tener un valor que no se mide únicamente en kilovatios hora.
Potencial
La verdadera oportunidad de esta tecnología aparece cuando se integra con otras medidas de refrigeración pasiva.
Una cubierta altamente reflectante combinada con aislamiento adecuado, protecciones solares, ventilación nocturna, árboles y sistemas eficientes de climatización puede reducir notablemente la cantidad de energía necesaria para mantener un edificio habitable durante una ola de calor.
También encaja bien con la rehabilitación energética. En lugar de esperar a construir edificios completamente nuevos, los recubrimientos permiten actuar sobre parte del enorme parque inmobiliario que seguirá en uso durante décadas.
Para regiones mediterráneas, zonas subtropicales y ciudades sometidas a veranos cada vez más duros, la posibilidad de rechazar calor antes de gastar electricidad en expulsarlo tiene bastante sentido.
Queda el paso difícil: demostrar durabilidad, coste y rendimiento a escala real durante años.
Si esas pruebas acompañan a los resultados iniciales, una tecnología climática bastante sofisticada podría acabar adoptando una forma sorprendentemente corriente: un bote de pintura y una cubierta blanca.
Más información: A novel fluorine-free water-based passive daytime radiative cooling paint for building roof applications
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