Los investigadores han desarrollado colores que no sólo lucen bonitos, sino que también reducen notablemente el intercambio de calor entre el interior y el exterior.
Quien quiera alegrar el color de la fachada de su casa también podrá ahorrar energía en el futuro.
Rocíelo dos veces y ¿listo? En realidad, el aislamiento térmico de los edificios se concibe de otra manera. Pero las nuevas capas aislantes, que sólo se aplican con un aerosol, pueden ofrecer en el futuro opciones para enfriar mejor casas, fábricas o vehículos o mantenerlos demasiado calientes.
Un grupo de investigación de la Universidad de Stanford ha desarrollado pinturas aislantes que no sólo tienen un aspecto bonito, sino que también reducen notablemente el intercambio de calor entre el interior y el exterior. Evitan que los edificios se sobrecalienten en climas cálidos y que se enfríen demasiado en climas fríos. Los nuevos revestimientos son rentables y también pueden adaptarse a edificios antiguos.
Las pérdidas de energía debidas a un aislamiento térmico inadecuado son importantes en todo el mundo, especialmente en los países industrializados donde se convierte la mayor parte de la energía. Una envolvente de edificio bien aislada evita que la costosa energía de calefacción se escape al exterior sin utilizarse o que el calor del exterior tenga que enfriarse con aire acondicionado.
Alrededor del 13 por ciento de toda la energía mundial se utiliza para calefacción y refrigeración. Los edificios son los principales culpables. En EE.UU., la calefacción y el aire acondicionado consumen alrededor del 40 por ciento de la energía de un edificio. La cantidad de energía necesaria para transportar alimentos y otros bienes sensibles es casi igualmente notable. Según declaraciones del sector, los camiones frigoríficos representan aproximadamente la mitad de los costes de transporte.
El aire en calma sirve como aislante.
En consecuencia, la necesidad de un aislamiento eficaz es grande. Un método utiliza la física del vacío. El objetivo es frenar la conducción de calor a través de movimientos moleculares. Esto significa: Un aislante perfecto sería el espacio vacío, es decir, el vacío. Estos paneles aislantes al vacío también están disponibles, con pequeños poros de vacío, incrustados en polvo de silicona y bien empaquetados. Con el mismo espesor, una capa de este tipo aísla aproximadamente cinco veces más que los materiales aislantes convencionales. Sin embargo, estas capas son de diez a veinte veces más caras que, por ejemplo, la lana de vidrio.
Por ello, los edificios suelen aislarse con materiales porosos más baratos, especialmente espumas poliméricas, como paneles de poliestireno o espuma de poliuretano. El aire queda atrapado en sus poros y no puede moverse. Este aire en calma no sólo es un aislante gratuito, sino que también garantiza en gran medida que el aislamiento tenga una excelente resistencia térmica.
También se utilizan otros materiales tradicionales: lana de vidrio, lana de roca y lana de madera, además de cáñamo y paja. Pero estas sustancias naturales no hacen milagros. Para cumplir con los estándares típicos para edificios nuevos, las capas de lana de vidrio deben tener un espesor de 20 centímetros. Los aerogeles funcionan algo mejor. Se trata de espumas de silicona con innumerables poros y compuestas en un 99 por ciento de aire. Aunque proporcionan alrededor de 2,5 veces más aislamiento que la espuma de poliestireno, son caros.
Los revestimientos reflejan la luz
Como segundo método para enfriar y calentar, los ingenieros de construcción utilizan recubrimientos que reflejan ondas infrarrojas, es decir, radiación térmica, como espejos que reflejan la luz entrante. Esto pone en juego colores de pared que no sólo lucen atractivos, sino que también están destinados a aislar. Esto depende del color: una pared pintada de blanco refleja aproximadamente tres cuartas partes de la luz emitida, una pared negra sólo refleja el 5 por ciento.
También puede ser útil insertar una fina lámina metalizada entre las paredes. Aunque son eficaces, reflejan no sólo la luz infrarroja sino también la luz visible. Esto hace que estos edificios parezcan metálicos, por lo que son bastante feos. Esto puede funcionar en naves industriales, pero en realidad no es posible en complejos residenciales privados.
Entonces, ¿cómo se puede salir del dilema entre espumas gruesas y capas reflectantes antiestéticas? Los investigadores californianos dirigidos por Yi Cui, profesor de nanomateriales en la Universidad de Stanford, tuvieron una idea inteligente: capas dobles. En un momento, rociaron una capa altamente reflectante de escamas de aluminio. Estas escamas de aluminio son baratas de comprar. Cuando se aplican con delicadeza, las partículas se orientan paralelas a la superficie para formar una película que refleja el 85 por ciento de la radiación infrarroja incidente.
Además, rociaron una segunda capa de pigmentos que producen colores fuertes en luz visible, como las pinturas convencionales. Pero son completamente transparentes a la luz infrarroja. Juntas, las dos finas capas reflejan las ondas de calor más de diez veces tan bien como los colores convencionales del mismo tono.
Los pigmentos que proporcionan colores fuertes en la capa superior también son productos estándar baratos: azul de Prusia, óxidos de hierro rojos y amarillos y óxido de zinc blanco. Estos colores ya se utilizaban en el Paleolítico. Sin embargo, a diferencia de los neandertales, los investigadores californianos utilizan nanopigmentos que son transparentes a los rayos infrarrojos. Sólo pequeñas partículas de color con dimensiones entre veinte y mil nanómetros apenas dispersan o absorben las ondas infrarrojas. Se pueden pulverizar fácilmente como suspensión en una solución de acetona y un aglutinante.
Se puede ahorrar el 7,4 por ciento
Con esta doble capa, de unos pocos micrómetros de espesor, “se pueden conseguir colores intensos y opacos, casi sin enturbiar el reflejo infrarrojo de la capa de aluminio”, comenta el físico británico Philip Ball en la revista Nature Materials. También se pueden mezclar tonos adicionales a partir de los tres colores primarios. Los investigadores probaron su doble turno en Stanford no sólo en el laboratorio, sino también en un edificio universitario.
Para los típicos edificios de apartamentos en EE.UU., el ahorro total es del 7,4 por ciento. El pedido permite colores fuertes, de modo que también satisfaga todas las necesidades estéticas de viviendas particulares y vehículos de transporte. Además, la doble capa es hidrófuga, se adhiere rápidamente, es resistente a la luz y a las influencias ambientales y es fácil de limpiar.
Este trabajo recuerda al físico de materiales Philip Ball que no siempre son necesarias tecnologías nuevas y costosas cuando se trata de eficiencia energética y protección del clima. A veces basta con “utilizar materiales que se utilizan desde hace mucho tiempo –en este caso, miles de años– combinados con un pensamiento creativo”.