Los investigadores del CSIC han desarrollado una nanoestructura de polímero capaz de disipar calor hacia el espacio aprovechando la radiación solar, una técnica que podría reducir la dependencia del aire acondicionado en edificios, vehículos y dispositivos electrónicos.
Un equipo de investigadores del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC) ha desarrollado un nanomaterial capaz de enfriar superficies expuestas al sol sin gastar electricidad, una alternativa que podría aliviar la creciente factura energética de la refrigeración, responsable ya de cerca del 20% del consumo eléctrico mundial.
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El trabajo, liderado por el grupo Functional Nanoscale Devices for Energy (FINDER) y publicado en la revista Nanophotonics, se basa en la refrigeración radiativa pasiva diurna, una técnica que aprovecha una peculiaridad de la atmósfera terrestre: existe una franja del espectro infrarrojo, entre 8 y 13 micrómetros, por la que el calor escapa directamente hacia el espacio sin quedar atrapado. Un material que emita bien en esa ventana y que además refleje la radiación solar puede llegar a estar más frío que el aire que lo rodea, sin enchufe ni compresor de por medio.
Un polímero con las propiedades justas
Los científicos apostaron por el fluoruro de polivinilideno (PVDF), un polímero que ya destacaba por su capacidad de emitir calor en el infrarrojo. Cristina Vicente, investigadora del IMN-CNM y líder del proyecto COOLed, explica que este material "reúne una combinación de propiedades" que lo hacen idóneo: además de emitir bien el calor, resiste la radiación ultravioleta, repele el agua, lo que le da un efecto autolimpiante, y aguanta bien la intemperie.
La clave del avance no está tanto en el material como en cómo lo moldearon. El equipo infiltró el polímero en plantillas nanoporosas de óxido de aluminio anodizado, logrando estructuras tridimensionales cuya geometría interna pueden controlar con precisión, algo determinante porque el rendimiento óptico de estos refrigeradores depende de su diseño a escala nanométrica.
Los números respaldan la promesa: la versión optimizada del material, tratada con el enfriamiento ultrarrápido tras la infiltración del polímero, refleja de media un 82,4% de la radiación solar y emite un 96,7% del calor en la ventana infrarroja de 8 a 13 micrómetros, la franja por la que ese calor escapa hacia el espacio.
Sobre el papel, esa combinación se traduce en una capacidad de enfriamiento de 182,3 vatios por metro cuadrado bajo una irradiancia solar de 1.000 W/m². El ensayo en la azotea de Tres Cantos, con una irradiancia solar máxima de 962 W/m², confirmó esa cifra sobre el terreno.
Casi 13 grados menos en la azotea
La teoría se puso a prueba el verano pasado, con ensayos al aire libre en la azotea del centro en Tres Cantos, Madrid. Tras someter el material a un tratamiento con luz ultravioleta que lo blanquea y mejora su reflectancia solar, los resultados llegaron: en los días más calurosos, secos y soleados, la superficie tratada se mantuvo hasta 12,9°C más fría que una muestra sin recubrimiento.
Los propios investigadores insisten en que la tecnología está aún en desarrollo, pero subrayan que el proceso de fabricación es relativamente barato y compatible con procesos industriales ya existentes. Eso abre la puerta a aplicaciones que van de fachadas y tejados de edificios a dispositivos electrónicos, vehículos o incluso sistemas de refrigeración personal, todos ellos con el mismo objetivo: reducir la dependencia del aire acondicionado y las emisiones que arrastra consigo.