Un equipo de investigación del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC), perteneciente al grupo Functional Nanoscale Devices for Energy (FINDER), ha logrado un avance significativo en el campo de la refrigeración pasiva. Desarrollaron un nanomaterial capaz de disminuir la temperatura hasta 12,9 grados centígrados sin requerir electricidad para su funcionamiento.
El contexto global es preocupante: el consumo energético destinado a la refrigeración representa cerca del 20% del total mundial de electricidad, y las proyecciones indican que esta demanda seguirá en aumento durante las próximas décadas. Frente a este escenario, la alternativa desarrollada por los científicos españoles ofrece una solución sostenible, aunque aún en fase experimental.
Los detalles del hallazgo fueron publicados en la prestigiosa revista científica Nanophotonics. Allí se describe una novedosa estrategia para fabricar nanoestructuras tridimensionales de fluoruro de polivinilideno (PVDF), un polímero con alta capacidad para emitir calor en el espectro infrarrojo. Para ello, los investigadores emplearon moldes nanoporosos de óxido de aluminio anodizado (3D-AAO), lo que permite un control preciso de la geometría interna del material, un factor clave para las propiedades ópticas de los refrigeradores radiativos.
Este trabajo se sustenta en el principio de refrigeración radiativa pasiva diurna (PDRC), un fenómeno físico que permite a ciertos materiales disipar calor hacia el exterior en forma de radiación infrarroja, sin necesidad de energía externa. Para que el mecanismo funcione, el material debe cumplir dos condiciones: reflejar la mayor parte de la radiación solar para evitar el calentamiento y emitir eficazmente el calor acumulado en la ventana de transparencia atmosférica (entre 8 y 13 micrómetros), una banda del espectro por la que la atmósfera libera la radiación térmica hacia el espacio. En condiciones óptimas, el material alcanza temperaturas inferiores a la del ambiente de forma completamente pasiva.
“Estos polímeros PVDF reúnen una combinación de propiedades que resultan especialmente adecuados debido a que emiten muy bien el calor en el infrarrojo, su resistencia a la radiación ultravioleta, su carácter hidrófobo que favorece el efecto autolimpiante y se mantiene estable frente a la humedad, así como su durabilidad en exteriores”, explicó Cristina Vicente, investigadora del IMN-CNM, CSIC y líder del proyecto ‘COOLed’.
Para optimizar el comportamiento del material, los científicos del IMN-CNM, CSIC fabricaron una red tridimensional de nanoestructuras de PVDF mediante la infiltración del polímero en plantillas nanoporosas de alúmina. Luego sometieron al material a diferentes procesos de enfriamiento y a un tratamiento con radiación ultravioleta que incrementa la reflectancia solar, al blanquearlo.
Las pruebas al aire libre se realizaron durante el verano de 2025 en la azotea del mismo instituto, ubicado en Tres Cantos (Madrid). Los resultados confirmaron las predicciones teóricas. En las condiciones más favorables —días cálidos, secos y con alta radiación solar— el material logró reducir la temperatura hasta 12,9 grados en comparación con una muestra de referencia sin recubrimiento.
Los investigadores enfatizan que el principal logro del estudio es haber desarrollado una estrategia escalable para fabricar nanoestructuras poliméricas tridimensionales destinadas a la refrigeración radiativa de alto rendimiento. “Este método de fabricación es relativamente económico ya que se puede adaptar a procesos industriales y abre nuevas vías para diseñar materiales que podrían incorporarse en cubiertas y fachadas de edificios, dispositivos electrónicos, vehículos o sistemas de gestión térmica personal, contribuyendo a disminuir la necesidad de refrigeración activa y, con ello, el consumo energético y las emisiones asociadas al uso del aire acondicionado”, concluyó Vicente.
Este avance representa un paso importante hacia sistemas de enfriamiento más sostenibles, con un impacto potencial en la reducción del consumo eléctrico global y las emisiones de gases de efecto invernadero.
Fuente: Infobae