Mientras las altas temperaturas del verano disparan el uso del aire acondicionado, investigadores del CSIC trabajan en una vía distinta para combatir el calor: materiales capaces de refrigerarse de forma pasiva y sin consumir electricidad. Un equipo del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC) ha desarrollado un nanomaterial que consiguió reducir hasta 12,9 ºC la temperatura de una superficie expuesta al sol. El resultado se obtuvo durante ensayos realizados en verano y abre una posible vía para reducir la necesidad de refrigeración activa.
La tecnología se basa en un fenómeno conocido como refrigeración radiativa pasiva diurna. El material debe evitar que la radiación solar lo caliente y, al mismo tiempo, ser capaz de expulsar el calor hacia el exterior en forma de radiación infrarroja. De esta manera, puede alcanzar una temperatura inferior a la del ambiente sin necesidad de electricidad.
Para conseguirlo, los investigadores han diseñado nanoestructuras tridimensionales de fluoruro de polivinilideno, conocido como PVDF. Se trata de un polímero con una elevada capacidad para emitir calor en el infrarrojo. Las estructuras se fabrican utilizando moldes nanoporosos de óxido de aluminio anodizado, una técnica que permite controlar con precisión la geometría interna del material. Esta escala es clave, ya que el comportamiento óptico de los refrigeradores radiativos depende directamente de su diseño.
Una ventana hacia el espacio
El material aprovecha una característica de la atmósfera terrestre. Existe una región del espectro infrarrojo, situada aproximadamente entre 8 y 13 micrómetros, conocida como ventana de transparencia atmosférica. En ella, la atmósfera permite que parte de la radiación térmica escape directamente hacia el espacio. El nanomaterial desarrollado por el CSIC está diseñado para aprovechar este fenómeno. Primero refleja buena parte de la radiación solar para evitar calentarse. Después emite el calor acumulado en esa ventana infrarroja. El resultado es una refrigeración que no requiere aportar energía al sistema. Es, en cierto modo, una forma de utilizar el espacio como sumidero térmico.
Hasta 12,9 ºC menos durante el verano
Los investigadores probaron el material al aire libre durante el verano de 2025, en la azotea del IMN-CNM del CSIC en Tres Cantos, Madrid. En las condiciones más favorables, con días cálidos, secos y una elevada radiación solar, la superficie recubierta consiguió alcanzar una temperatura hasta 12,9 ºC inferior a la de una muestra de referencia sin recubrimiento. Para mejorar su comportamiento, el equipo sometió las estructuras de PVDF a diferentes procesos y a un tratamiento con radiación ultravioleta. Este último aumenta la reflectancia solar al blanquear el material. Además, las nanoestructuras conservaron su flexibilidad después de las pruebas exteriores y no mostraron signos de fragilización ni agrietamiento.
Del aire acondicionado a edificios que se enfrían por sí mismos
El interés de esta tecnología aumenta en un contexto de veranos cada vez más exigentes para los sistemas de refrigeración. Según el CSIC, el consumo energético asociado actualmente a la refrigeración se sitúa cerca del 20% de la electricidad mundial y se espera que siga aumentando durante las próximas décadas. Por eso, el objetivo no sería sustituir de inmediato al aire acondicionado, sino reducir la cantidad de refrigeración activa necesaria. Los investigadores consideran que el material podría incorporarse en el futuro a cubiertas y fachadas de edificios. También podría tener aplicaciones en vehículos, dispositivos electrónicos y sistemas de gestión térmica personal.
Una tecnología todavía en desarrollo
El CSIC subraya que la tecnología se encuentra todavía en fase de desarrollo. Uno de los principales avances del trabajo es precisamente la estrategia utilizada para fabricar nanoestructuras poliméricas tridimensionales de forma potencialmente escalable. Según el equipo, el método es relativamente económico y podría adaptarse a procesos industriales. El trabajo ha sido desarrollado por el grupo Functional Nanoscale Devices for Energy (FINDER) del IMN-CNM y se enmarca en el proyecto COOLed. La investigación ha sido publicada en la revista científica Nanophotonics bajo el título “3D PVDF nanonetworks templated for daytime passive radiative cooling”. La propuesta apunta así a una vía diferente para afrontar uno de los problemas asociados a los veranos cada vez más calurosos. En lugar de consumir más electricidad para expulsar el calor, diseñar materiales capaces de reflejar la energía solar y enviar el calor directamente hacia el espacio.
