Un tejado con grandes gotas de rocío condensadas

Un tejado con grandes gotas de rocío condensadas I.M. / Gemini Omicrono

Tecnología

Adiós a la sequía para siempre: la ingeniosa pintura que obtiene agua del aire y refleja hasta un 97% de los rayos del sol

Investigadores australianos han desarrollado un revestimiento que enfría la temperatura de los edificios y genera 340 ml de agua por metro cuadrado.

Más información: El invento con sello español que acabará con la sequía: convierte el agua de mar en potable con un gasto mínimo de energía

Publicada

El otoño ya ha llegado a España y con él las lluvias a buena parte de la península. Sin embargo, desde hace unos años, esta estación es más cálida y tiene menos precipitaciones de lo habitual. Y eso es especialmente preocupante en un país como el nuestro, que acaba de superar una sequía severa y prolongada pero todavía no está fuera de peligro.

La urgencia de desarrollar alternativas sostenibles a nivel internacional ha impulsado la investigación de materiales capaces de captar agua atmosférica y generar agua potable, desde el innovador invento que purifica el agua 10 veces más rápido utilizando hasta un 80% menos de energía hasta dispositivos capaces de extraer 500 litros de agua del aire usando placas solares.

Todas estas tecnologías siguen teniendo un problema: la necesidad de utilizar energía. En este contexto, investigadores de la Universidad de Sídney han dado un paso adelante, tal y como recoge un reciente artículo científico publicado en la revista Advanced Functional Materials.

El equipo de investigación dirigido por la profesora Chiara Neto, perteneciente al Nano Institute y la Escuela de Química de la Universidad de Sidney, han desarrollado un revestimiento a base de polímeros diseñados a nanoescala que no solo es capaz de enfriar superficies de forma pasiva, sino también de generar agua potable directamente del aire.

"Esta tecnología no solo supone un avance en la ciencia de los recubrimientos para tejados fríos, sino que también abre la puerta a fuentes de agua dulce sostenibles, de bajo coste y descentralizadas, una necesidad fundamental ante el cambio climático y la creciente escasez de agua", explica la profesora Chiara Neto, autora principal del estudio.

Cómo funciona

La clave del invento radica en su capacidad para crear una diferencia de temperatura en la superficie que recubre, lo que propicia la condensación del vapor de agua atmosférico incluso bajo el sol directo. El efecto es similar a la condensación que se produce en el espejo del baño cuando nos duchamos.

El nuevo revestimiento se fabrica utilizando técnicas de nanotecnología a partir de polímeros porosos como el PVDF-HFP, que forman una estructura interna capaz de reflejar hasta el 97% de la luz solar y radiar el calor absorbido de vuelta al entorno.

Chiara Neto y Ming Chiu, los autores principales del estudio, sujetando una muestra del revestimiento

Chiara Neto y Ming Chiu, los autores principales del estudio, sujetando una muestra del revestimiento Universidad de Sídney Omicrono

Para su producción, los investigadores mezclan estos polímeros con componentes específicos que potencian su naturaleza porosa y su capacidad de intercambio térmico. Gracias a la colaboración con la startup Dewpoint Innovations, el resultado es un líquido que se aplica sobre tejados y superficies exteriores con rodillo o pulverizador, igual que una pintura convencional.

Una de las grandes ventajas de esta fórmula y el proceso de fabricación es que amplía considerablemente la durabilidad de este tipo de recubrimientos y elimina los problemas de reflejos y deslumbramientos que pueden producir pinturas tan blancas.

Este balance entre rendimiento térmico y confort visual hace que el material sea idóneo para diferentes superficies, desde tejados residenciales hasta instalaciones industriales. Y no sólo genera agua del aire, sino que también reduce hasta 6 grados la temperatura interior, algo fundamental para reducir el gasto energético de los sistemas de refrigeración.

"Nuestro diseño logra una alta reflectividad gracias a su estructura porosa interna, lo que proporciona durabilidad sin los inconvenientes medioambientales de los recubrimientos basados en pigmentos", destaca Ming Chiu, coautor del estudio.

Al eliminar pigmentos como el dióxido de titanio se reducen los problemas de degradación que suelen afectar a pinturas con estas propiedades de enfriamiento y se evita el alto impacto derivado de estos materiales tradicionales.

Fuera del laboratorio

Aunque los primeros pasos y pruebas del revestimiento tuvieron lugar en el laboratorio, el equipo de Chiara Neto y Ming Chiu tenía que ponerlo a prueba en condiciones reales para comprobar su eficiencia.

Para ello eligieron el tejado del Nano Science Hub de la Universidad de Sídney, donde varias muestras estuvieron expuestas al sol y el aire libre durante más de seis meses.

En estas condiciones, el recubrimiento permitió recolectar agua por condensación durante el 32% del año, demostrando viabilidad mucho más allá de los experimentos de laboratorio. También demostraron que el revestimiento puede generar hasta 390 ml de agua por metro cuadrado al día.

Muestras del revestimiento a prueba en condiciones reales

Muestras del revestimiento a prueba en condiciones reales Universidad de Sídney Omicrono

Esa capacidad, trasladada a superficies más amplias, puede ser vital para suministrar el agua potable necesaria para toda una familia. Por ejemplo, una sección de tejado de 12 metros cuadrados podría generar hasta 4,7 litros de agua diariamente bajo condiciones óptimas.

El equipo registró y analizó los datos minuto a minuto, y comprobó la estabilidad y resistencia del material bajo el intenso sol australiano.

El revestimiento tiene el potencial de proporcionar agua potable en zonas áridas, tanto para personas y animales como para aplicaciones agrícolas, la refrigeración por nebulización e incluso para la producción de hidrógeno.

Pero su potencial no se queda ahí, ya que su rendimiento cuestiona la suposición de que la recolección de rocío solo funciona en climas húmedos. "Aunque las condiciones húmedas son ideales, el rocío puede formarse incluso en regiones áridas y semiáridas donde la humedad nocturna aumenta", señala Neto.

Además, esta tecnología podría integrarse con sistemas actuales de recogida de agua de lluvia, aportando una fuente adicional sin consumir energía ni requerir grandes inversiones en infraestructuras.

"Se trata de una solución escalable y sin consumo energético que transforma los tejados y las infraestructuras remotas en fuentes fiables de agua limpia, lo que ayuda a abordar un reto urgente de nuestro tiempo", señala Perzaan Mehta, director ejecutivo de Dewpoint Innovations, la empresa que está desarrollando la tecnología para su comercialización.