Una de las consecuencias más globales y preocupantes de la guerra entre Rusia y Ucrania ha sido el alza de los precios de la energía. Eso está repercutiendo directamente en los bolsillos de millones de ciudadanos, incluidos los de España, que ven cómo las facturas del gas y la luz se han disparado desde el inicio de la invasión rusa. Por eso es cada vez más urgente el desarrollo de tecnologías que permitan reducir las necesidades de climatización de los edificios, como la pintura que aísla tu casa hasta 15 grados copiando a la naturaleza. 

En ese sentido, además de la refrigeración radiativa pasiva, que aprovecha las bajas temperaturas del espacio exterior para enfriar el interior de una vivienda, uno de los descubrimientos recientes más prometedores tiene que ver con la nanotecnología. Un equipo de ingenieros de la Universidad de Melbourne (Australia), liderado por el profesor Mohammad Taha, ha desarrollado las primeras tintas de cambio de fase del mundo, que pueden aplicarse a todo tipo de materiales para lograr un control climático pasivo de casas, coches y hasta del propio cuerpo a través de la ropa.

El estudio, publicado en la revista Journal of Materials Chemistry A de la Royal Society of Chemistry, explica cómo se han desarrollado estas innovadoras tintas, que se adaptan a las condiciones del entorno y al cambio de temperaturas para ajustar la cantidad de radiación infrarroja que puede atravesarlas. 

¿Cómo funcionan?  

Además de su elevado coste económico, el gasto energético que implica la climatización de edificios y vehículos contribuye decisivamente al agravamiento del cambio climático, con millones de toneladas de C02 expulsadas al año por los equipos de aire acondicionado y calefacciones de gas en todo el mundo.

Taha, considerado como uno de los ingenieros más innovadores de Australia, lo tiene claro: "ya no tenemos que centrarnos únicamente en la generación de energía a partir de recursos renovables para reducir nuestro impacto ambiental", dijo en declaraciones recogidas en un comunicado de la propia Universidad de Melbourne. Y en este sentido, las estrategias pasivas tienen la llave.

Las tintas de cambio de fase patentadas por la Universidad de Melbourne Mohammed Taha Omicrono

A eso contribuirá decisivamente el avance que ha liderado, que se basa en una nueva manera de modificar uno de los principales componentes de los materiales de cambio de fase: el óxido de vanadio (VO2). Este tipo de materiales utilizan activadores, como la temperatura o la electricidad, para crear la energía necesaria para que transformar su composición.

La cuestión es que, hasta la investigación de este equipo de ingenieros, uno de los obstáculos a la hora de que los materiales de cambio de fase activaran sus propiedades era la necesidad de alcanzar temperaturas muy elevadas (superiores a los 68 Cº), a las que no podían llegar simplemente con la exposición al sol.

[El prometedor material que convierte en un panel solar ultraeficiente cualquier superficie]

"Aprovechamos nuestros conocimientos sobre cómo se unen estos materiales para probar cómo activar la reacción de aislante a metal (IMT), en la que el material actúa básicamente como un interruptor para bloquear el calor más allá de una temperatura determinada, cercana a la temperatura ambiente (30-40 Cº)", explica Taha, que se mueve con soltura entre los departamentos de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Química y Física de la Facultad de Ingeniería y Tecnología de la Información (FEIT).

Para entenderlo mejor, el investigador plantea dos ejemplos muy claros. Para proporcionar una temperatura adecuada en invierno, estas tintas, aplicadas a la fachada de un edificio, pueden dejar pasar una mayor radiación solar durante el día. Llegada la noche y, por tanto, un descenso de la temperatura, se activaría su cambio de fase, para conseguir un mayor aislamiento y mantener el calor del interior. En verano, el funcionamiento sería al revés: las tintas podrían transformarse para formar una barrera capaz de bloquear la radiación térmica del sol y del entorno, de manera similar a las innovadoras ventanas rellenas de agua desarrolladas por una startup inglesa. 

Un menor consumo

Así, estas tintas podrían utilizarse para desarrollar distintos revestimientos y capas protectoras, que permitirán calentar y enfriar de forma pasiva todo tipo de habitáculos, desde un edificio de oficinas hasta una vivienda unifamiliar o, aplicada en tejidos y prendas de ropa, el cuerpo humano. Algo así disminuiría drásticamente el consumo de energía, ya que, como sostiene Taha, "los seres humanos derrochamos innecesariamente energía para crear y mantener entornos confortables".

Además, estas tintas, disponibles en varios colores, no sólo son capaces de responder a su entorno, sino que también hacen innecesarios sistemas auxiliares para controlar la temperatura, como termostatos, sensores y reguladores, que suponen un gasto energético adicional.

El ingeniero Mohammad Taha Defence Science Institute Omicrono

De momento son sólo una prueba de concepto, pero los investigadores han demostrado que las tintas de cambio de fase pueden laminarse, pulverizarse o añadirse a pinturas y materiales de construcción. Además de incorporarse a la ropa, regulando la temperatura corporal en entornos extremos, también podría utilizarse para fabricar dispositivos electrónicos flexibles y wearables. Aplicado en móviles o portátiles, ayudaría a eliminar el problema del calentamiento que sufren cuando su rendimiento se pone a prueba.

El siguiente paso, tras las pruebas llevadas a cabo en laboratorio, es la producción masiva de estas tintas patentadas por la Universidad de Melbourne, algo que Taha considera viable a medio plazo. "Nuestra investigación elimina las restricciones anteriores a la aplicación de estas tintas a gran escala de forma barata. Esto significa que las estructuras y los materiales de construcción existentes pueden readaptarse. Con el interés de los fabricantes, podrían llegar al mercado en un plazo de 5 a 10 años".

En cualquier caso, el potencial de estas tintas es enorme, ya que permiten ajustar fácilmente las propiedades de absorción del calor a las necesidades de cada momento y cada superficie. Otro tipo de cambio de fase ya se utiliza para la fabricación de vidrio inteligente, pero el hecho de que sea una solución líquida, aplicable a distintas superficies, permite la creación de ladrillos, cubiertas y pinturas inteligentes. Así, se abre un nuevo futuro de climatización pasiva, no sólo aplicable a los edificios de nueva construcción, sino también a los ya existentes.  

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