Noviembre/Diciembre 2021 - Año XXXI
Materiales innovadores

Revolucionaria pintura blanca refrigerante

Un grupo de ingenieros e investigadores de la Universidad de Purdue, en Estados Unidos, liderados por Xiulin Ruan, profesor de ingeniería mecánica, crearon un tono que refleja 98,1% la luz solar. Los investigadores aseguran que si se lo utiliza para revestir edificios se logrará un fenómeno refrigerante al interior que mantendrá la frescura, mientras envía el calor infrarrojo lejos de la superficie.

Nombre: Pintura blanca refrigerante

Características:

  • refleja el 98% de la energía solar y envía el calor infrarrojo lejos de la superficie, por lo que tiene la capacidad de enfriar.

Estado: Comercializado.

El equipo de Purdue usó equipos de lectura de temperatura de alta precisión y encontró que al aire libre por la noche la pintura se mantiene hasta 7°C más fría que el ambiente, y logra enfriar hasta 13°C bajo la luz de mediodía.

“Utilizar esta pintura para cubrir un área de techo de aproximadamente 90 metros cuadrados podría obtener una potencia de enfriamiento de 10 kilovatios. Eso es más poderoso que los acondicionadores de aire centrales que usan la mayoría de las casas”, dice el experto.

Los investigadores creen que este blanco puede ser el equivalente más cercano del negro más negro, 'Vantablack', que absorbe hasta el 99,9% de la luz visible. La nueva fórmula de pintura más blanca refleja inclusive el 98,1% de la luz solar, en comparación con el 95,5% que conseguía su formulación anterior. Al mismo tiempo, envía el calor infrarrojo lejos de la superficie.

La pintura blanca comercial típica se vuelve mayoritariamente cálida en lugar de más fría. Las pinturas en el mercado que están diseñadas para rechazar el calor reflejan solo del 80% al 90% de la luz solar y no pueden lograr que las superficies sean más frías que su entorno.

Según explican los investigadores, dos características dan a la nueva pintura su extrema blancura. Una es la concentración muy alta de un compuesto químico llamado sulfato de bario, que también se usa para hacer que el papel fotográfico y los cosméticos sean blancos.

“Observamos varios productos comerciales, básicamente cualquier elemento que sea blanco”, dice Xiangyu Li, coautor del estudio. “Descubrimos que usando sulfato de bario, teóricamente se puede lograr que las cosas sean realmente reflectantes, lo que significa que son verdaderamente blancas”, subraya.

La segunda característica es que las partículas de sulfato de bario tienen diferentes tamaños en la pintura. La cantidad de luz que dispersa cada una de ellas depende de su volumen, por lo que una gama más amplia de dimensiones permite que la pintura disperse más del espectro de la luz del sol.

Eso sí, la pintura debe ser resistente. “Aunque una mayor concentración de partículas es mejor para generar algo blanco, no se puede aumentar demasiado esa agrupación. Cuanto mayor sea, más fácil será que la pintura se rompa o descascare”, explica Li.

La más fría

La blancura también significa que esta pintura es la más fría registrada. Usando equipos de lectura de temperatura de alta precisión llamados termopares, los investigadores demostraron, al aire libre, que la misma puede mantener las superficies 7ºC más frías que su entorno ambiental durante la noche. También puede enfriar áreas 13ºC por debajo de su ambiente bajo la luz del sol intensa durante las horas del mediodía. La reflectancia solar de la pintura es tan eficaz que incluso funcionó en pleno invierno. Durante una prueba al aire libre con una temperatura ambiente de 6ºC, la pintura logró reducir la de la muestra en -7ºC.

En busca de patente

Esta pintura blanca es el resultado de seis años de investigación. El equipo estudió más de 100 materiales diferentes, los redujo a 10 y probó alrededor de 50 formulaciones para cada material. Su versión anterior estaba hecha de carbonato de calcio, un compuesto abundante en la tierra que se encuentra comúnmente en rocas y conchas marinas. Los investigadores demostraron en su estudio que la nueva pintura a base de sulfato de bario puede soportar las condiciones exteriores y se puede fabricar para ser comercializada. Los ingenieros ya han presentado una solicitud de patente.n

Fuente: Peoples, J., Li, X., Lv, Y., Qiu, J., Huang, Z., & Ruan, X. (2019). A strategy of hierarchical particle sizes in nanoparticle composite for enhancing solar reflection. International Journal of Heat and Mass Transfer, 131, 487–494. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.11.059

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