La pintura que imita al cuerpo humano para enfriar edificios enteros: así baja un 40% el consumo de aire acondicionado

Llegó el verano y, con él, las altas temperaturas. En España ya hemos sufrido varios episodios de calor extremo y todavía estamos en junio, por lo que se espera una canícula especialmente sofocante. En estos casos, para rebajar el consumo de aire acondicionado y ayudar a refrigerar los edificios, desde hace años existen ciertos tipos de pintura capaces de reducir hasta 12 grados la temperatura.

Ahora, un equipo internacional liderado por la Universidad Tecnológica de Nanyang, en Singapur, ha desarrollado una nueva pintura que no solo refleja el sol, sino que también 'suda' para mantenerse fresca. La clave, explicada en un artículo de Science, está en una fórmula cementosa avanzada capaz de combinar dos mecanismos físicos —radiativo y evaporativo— en una capa de apenas un milímetro de espesor.

El nuevo recubrimiento, bautizado como cement cooling paint (o CCP-30), es el resultado de un diseño que optimiza propiedades ópticas, térmicas y de transferencia de masa. Está compuesto por una matriz de silicato cálcico hidratado, modificada con nanopartículas de sulfato de bario (BaSO₄), polímeros y sales higroscópicas.

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Su estructura porosa y robusta, lejos de comportarse como las pinturas a base de hidrogeles que se degradan con el tiempo, permite la circulación de agua y el intercambio térmico sin deformarse, hincharse ni desprenderse de la superficie.

Eso supone una serie de ventajas, como su capacidad para ser efectiva también en climas húmedos como el de Singapur. Además de reducir el efecto isla de calor en las ciudades, los investigadores aseguran que gracias a sus propiedades únicas puede ahorrar hasta el 40% del consumo energético del aire acondicionado una vez aplicada en techos y fachadas de los edificios.

Cómo se produce

La 'magia' comienza a escala nanométrica. El sulfato de bario, con partículas de unos 400 nanómetros de diámetro (invisibles al ojo humano), genera una dispersión especialmente eficaz en el rango de frecuencias que concentra más del 90% de la energía solar.

A diferencia del dióxido de titanio, que se suele utilizar para producir este tipo de pinturas blancas de refrigeración radiativa, esta sustancia apenas absorbe radiación ultravioleta, lo que reduce el calentamiento solar entre un 4 y un 7% respecto a recubrimientos convencionales.

Diagrama de los investigadores comparando los tipos de pintura de refrigeración pasiva Universidad Tecnológica de Nanyang Omicrono

En estado seco, la CCP-30 alcanza una reflectancia solar del 93%, y en estado húmedo apenas pierde un 2% de esos niveles, gracias a la forma en que las nanopartículas estabilizan el entramado poroso del silicato cálcico hidratado, evitando el contacto directo entre el agua y la matriz cementosa. Además, emite el 95% de la radiación infrarroja en la “ventana atmosférica”, un rango en el que el calor escapa directamente al espacio.

La fórmula se completa con polímeros como el alcohol polivinílico (PVA) y sales como el cloruro de litio (LiCl), que forman una red de enlaces de hidrógeno capaz de retener agua sin que se evapore prematuramente.

Estas adiciones previenen la formación de grietas por contracción plástica durante el secado, mejoran la adhesión y fortalecen la resistencia mecánica del recubrimiento. El proceso de curado se realiza en dos fases: una inicial rápida de 2 a 3 horas y una hidratación lenta que refuerza la consistencia del resultado final.

Desde el punto de vista estructural, el CCP-30 mantiene una relación agua/cemento ideal para lograr un equilibrio entre porosidad funcional y resistencia. Según ensayos de abrasión, la pintura apenas sufre pérdida de material, incluso tras una exposición severa, por lo que, a diferencia de otras, no amarillea, al menos durante los dos primeros años desde su primera aplicación.

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Pero el verdadero salto cualitativo llega con su capacidad de refrigeración pasiva por evaporación. Gracias a su estructura hidrofílica y porosa, la pintura puede absorber agua del ambiente o de la lluvia y almacenarla temporalmente. Esta agua se evapora lentamente, consumiendo energía térmica del entorno, de forma similar a como lo hace el sudor humano.

En pruebas de laboratorio, CCP-30 capturó hasta un 16% de su peso en vapor de agua. A diferencia de los hidrogeles, no se hincha ni pierde estabilidad, y su baja concentración salina evita que la lluvia se la vaya llevando cada vez que cae.

Condiciones reales

Los investigadores llevaron a cabo múltiples pruebas en condiciones reales. En Singapur, donde la alta humedad limita la eficacia de los sistemas radiativos, el recubrimiento demostró ser hasta 10 veces más eficaz que una pintura reflectante comercial basada en sulfato de bario.

En ensayos de campo con maquetas de viviendas de hormigón, el interior de las casas recubiertas con CCP-30 mantuvo temperaturas 4,5 °C más bajas que las cubiertas con pintura blanca convencional. Además, cuando se utilizó en viviendas con aire acondicionado, se observó una reducción del consumo eléctrico de entre el 30 y el 40%, tanto en días soleados como lluviosos.

En términos de capacidad de refrigeración, CCP-30 llegó a proporcionar hasta 140 W/m² en condiciones tropicales. Por comparación, los sistemas radiativos típicos alcanzan solo entre 14 y 40 W/m², y además solo son eficaces en el techo, ya que dependen de su orientación directa hacia el cielo.

Esta nueva pintura cementosa, en cambio, actúa en cualquier orientación, lo que la hace especialmente eficaz en fachadas urbanas, donde la radiación directa del sol está más limitada.

Pruebas en condiciones reales de distintos tipos de pintura de refrigeración radiativa NTU Singapore Omicrono

Desde una perspectiva medioambiental, CCP-30 también supone un importante avance, ya que presenta una huella de carbono significativamente menor: hasta un 65% inferior en comparación con pinturas comerciales blancas.

Su fabricación es económica —de 10 a 30 veces más barata que los recubrimientos de resina o polímero especializados—, y su uso es muy sencillo. Se puede aplicar como una pintura convencional, en una sola capa de un milímetro, y no necesita recubrimientos adicionales ni equipos especiales.

En las pruebas de envejecimiento, la pintura mantuvo sus propiedades resistiendo frente a la acumulación de polvo, la formación de moho y la degradación del color. Además, es compatible con estructuras de hormigón armado, ya que no genera reacciones químicas corrosivas.

Según las simulaciones por ordenador realizadas en un edificio de cuatro plantas soportando el clima extremo de Singapur, la aplicación de CCP-30 en techo y fachadas permitiría un ahorro energético de más de 68.000 kWh anuales.

Estos resultados, combinados con su bajo coste y facilidad de aplicación, hacen de esta pintura una prometedora candidata para mitigar el efecto de isla de calor urbano y avanzar en la descarbonización del sector de la construcción, uno de los más contaminantes a nivel global. Por eso, el equipo de Singapur trabaja en escalar su producción y convertirla en un producto disponible a nivel comercial.