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Economía
Climatización

Expertos en climatización coinciden: hay una alternativa al aire acondicionado que enfría las casas sin usar electricidad

Con un verano tan caluroso como el que estamos sufriendo este año, hacer frente al calor en casa suele acabar siempre con el mismo gesto, y que no es otro que encender el aire acondicionado. Algo que es realmente efectivo para enfriar la casa, pero que también se traduce en un aumento del consumo eléctrico y lo que se paga por ello. La ciencia sin embargo, lleva tiempo explorando otra posibilidad, que es la de conseguir que tejados y fachadas absorban menos calor antes de que este termine llegando al interior de los edificios y parece que está en el camino para lograrlo.

De hecho, una investigación realizada en España ha conseguido avanzar en esa dirección con un material que no necesita estar conectado a ninguna fuente de energía. Lo que hace, básicamente, es devolver buena parte de la radiación que recibe del Sol y desprenderse del calor a través de un sistema infrarrojo. Es decir, que no hay detrás un aparato de climatización convencional ni tampoco ventiladores o compresores. Y el dato que más llama la atención apareció durante las pruebas realizadas en Tres Cantos, en Madrid, ya que en los días de verano más favorables para el experimento, la diferencia entre la superficie estudiada y la utilizada como referencia alcanzó los 12,9 grados. Todavía queda camino para convertir estos resultados en una solución habitual en las viviendas, pero las posibilidades son muchas si tenemos en cuenta que va desde cubrir tejados y fachadas hasta proteger vehículos o determinados dispositivos electrónicos.

La alternativa al aire acondicionado que enfría las casas sin usar electricidad

El trabajo corresponde a investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y ha sido publicado en Nanophotonics. Detrás de esos casi 13 grados de diferencia mencionados, está el llamado enfriamiento radiativo pasivo diurno, un fenómeno que permite perder calor incluso cuando el material está expuesto al Sol. La atmósfera tiene mucho que ver. No se comporta igual ante todas las longitudes de onda y, entre los 8 y los 13 micrómetros, presenta una especie de ventana para la radiación infrarroja. Parte del calor emitido en esa franja puede atravesarla y continuar hacia el espacio, pero para sacar partido de este fenómeno hacen falta dos cosas: que el material emita bien en ese intervalo y que absorba la menor cantidad posible de radiación solar.

El equipo escogió para sus ensayos fluoruro de polivinilideno (PVDF). Este polímero ya era conocido, entre otras propiedades, por su buen comportamiento como emisor de radiación infrarroja. Además, soporta la exposición a los rayos ultravioleta y las condiciones del exterior. También repele el agua, algo interesante cuando se piensa en superficies que pasarían años a la intemperie. Cristina Vicente, investigadora del IMN-CNM y responsable del proyecto COOLed, señala precisamente estas características entre las ventajas del PVDF. Su capacidad hidrófoba aporta, además, cierto efecto de autolimpieza.

Un polímero conocido, pero fabricado de otra manera

La novedad no consiste simplemente en haber elegido PVDF. Buena parte del trabajo está en su estructura. Los científicos lo introdujeron en nanomoldes porosos de óxido de aluminio y obtuvieron formas tridimensionales diminutas, cuyo tamaño y geometría podían modificar con bastante precisión. Es ahí donde cambia su relación con la radiación ya que trabajar a escala nanométrica permitió mejorar las propiedades ópticas que interesaban para el experimento y encontrar una configuración con un buen equilibrio entre reflejar el Sol y emitir el calor.

Las mediciones de la versión optimizada dejaron dos cifras especialmente significativas. La reflectancia solar media fue del 82,4%, mientras que la emisión térmica dentro de la ventana de 8 a 13 micrómetros alcanzó el 96,7%. Sobre el papel, los cálculos situaron su capacidad de refrigeración en 182,3 vatios por metro cuadrado para una irradiancia solar de 1.000 vatios por metro cuadrado. Quedaba una prueba bastante más cercana a lo que ocurriría si algún día se utilizara en un edificio: dejar las muestras fuera del laboratorio y enfrentarlas al verano madrileño.

Las pruebas en Madrid que reflejan una diferencia de 12,9 grados

Los ensayos exteriores tuvieron lugar en Tres Cantos. Previamente, las muestras recibieron luz ultravioleta para blanquear el material, un tratamiento con el que se buscaba aumentar su reflectancia frente al Sol. Los mejores resultados llegaron con tiempo seco, cielo despejado y una elevada exposición solar. La irradiancia máxima registrada durante las mediciones fue de 962 vatios por metro cuadrado. En esas condiciones se alcanzó la mayor diferencia del experimento: 12,9 °C menos en la superficie preparada respecto a la muestra de referencia.

Conviene no confundir esa cifra con la temperatura del interior de una vivienda. Los investigadores midieron superficies, de modo que instalar un material de estas características sobre una cubierta no equivale a conseguir automáticamente una habitación 12,9 grados más fresca, de modo que la posible ventaja para una casa sería indirecta. Un tejado que se calienta menos durante las horas de Sol puede transferir también menos calor hacia las estancias situadas debajo. Eso no hace desaparecer la necesidad de climatización, pero podría aliviar parte del trabajo que posteriormente debe realizar el aire acondicionado.

El proyecto se encuentra todavía en desarrollo. Habrá que estudiar, entre otras cuestiones, cómo responde el material durante periodos prolongados y qué ocurre cuando se fabrica para cubrir extensiones mucho mayores. A su favor juega que el procedimiento utilizado es relativamente económico y, según los investigadores, compatible con procesos industriales existentes. Los edificios son una de las aplicaciones más evidentes, sobre todo por la cantidad de horas que sus cubiertas y fachadas permanecen expuestas al Sol pero no son las únicas y sus responsables contemplan el uso en vehículos, electrónica e incluso refrigeración personal.