Crean pinturas que calientan las casas y limpian el aire

Investigadores europeos están desarrollando pinturas que pueden calentar una casa, ahorrar energía y reducir las emisiones de CO2. También limpian el aire: descomponen químicos contaminantes y eliminan patógenos dañinos, según informa Horizon, la revista de la innovación de la UE.

Las pinturas se están desarrollando en el marco de dos proyectos europeos diferentes, pero complementarios.  

Termorregulación en colores

El primer proyecto, llamado ENERPAINT y liderado por el profesor Dmitry Shchukin, de la Universidad de Liverpool, Reino Unido, trabaja en una pintura termorreguladora que puede absorber y liberar calor dentro de los edificios de ladrillo, manteniendo las habitaciones calientes cuando sea necesario aprovechando un exceso de energía.

Esta pintura  podría usarse como una forma de aislamiento para aumentar la eficiencia energética de las casas antiguas sin gastar una fortuna,  según Shchukin.

A lo largo del día, recolecta el calor producido por radiadores o incluso personas. Luego lo libera por la noche, cuando las temperaturas bajan, porque las calderas se apagan para ahorrar energía.

El efecto calórico se consigue a través de los aditivos de las pinturas. Estos aditivos son los llamados materiales de cambio de fase (PCM), como parafinas, hidratos de sal y ácidos grasos. Están encerrados en cápsulas protectoras de tamaño nanométrico que mejoran la transferencia de calor.

Los PCM pueden almacenar grandes cantidades de energía térmica y cambiar de estado, de sólido a líquido o viceversa, sin alterar su propia temperatura.

Reciclando calor

La nueva pintura utiliza como aditivo hidratos de sal, debido a su bajo costo y a su alta densidad volumétrica de almacenamiento de energía.

Aunque estos hidratos son muy difíciles de encapsular, ya que son corrosivos e hidrófilos (se disuelven en agua), esta investigación ha conseguido encerrarlos en capas de polímeros de tan solo 10 nm, lo que los protege del ambiente circundante y les permite también responder al calor de manera controlada.

Durante el día, cuando estas nanocápsulas de energía absorben y almacenan calor a su temperatura de fusión, los PCM se convierten en líquidos. Y durante las noches frías se cristalizan a una temperatura definida, liberando calor y calentando la habitación.

El desarrollo de esta pintura, que actualmente se está probando, forma parte de un proyecto más amplio llamado ENERCAPSULE, en el que Shchukin está diseñando recubrimientos adecuados para encapsular PCM a nanoescala para usar en pinturas, textiles y medicamentos.

Limpiando el ambiente

El segundo proyecto europeo que trabaja con pinturas ecológicas se llama AIRLITE y utiliza  nanopartículas para purificar el aire.
Estas pinturas pueden reducir los contaminantes, como el dióxido de nitrógeno, matar bacterias, virus y moho, eliminar los malos olores y repeler el polvo y la suciedad, según sus desarrolladores.

El principio básico de esta segunda pintura es la fotocatálisis, una reacción que ocurre naturalmente en la atmósfera de la Tierra para descomponer los contaminantes.

Cuando los rayos ultravioleta del Sol brillan en la pintura, hecha con nanopartículas de dióxido de titanio, que son catalizadores, se liberan electrones en la superficie.

Estos electrones interactúan con la humedad del aire, descomponiendo las moléculas de agua en iones altamente reactivos, de corta duración y sin carga, llamados radicales hidroxilo. Estos radicales atacan las moléculas contaminantes y las convierten en sustancias inofensivas.

El uso de esta pintura en el exterior de los edificios también puede enfriar los espacios interiores durante el verano porque refleja el calor de la luz solar y alivia la presión calorífica sobre la vivienda. De esta forma, consigue reducir la energía que se destinaría al aire acondicionado y las emisiones de CO2 que generan estos aparatos.

Aunque los productos químicos peligrosos conocidos como compuestos orgánicos volátiles se encuentran en las pinturas regulares, esta pintura utiliza una base de calcio que los hace innecesarios. La base es un subproducto derivado del procesamiento de mármol y la pintura se produce como un polvo para mezclar con agua.

Esta pintura se ha probado experimentalmente en un túnel de Italia y redujo en un 20% los niveles de óxido de nitrógeno, liberados al aire desde los tubos de escape de vehículos motorizados.

Efectos ambientales

Estas pinturas están llamadas a tener un benéfico impacto ambiental, ya que la contaminación del aire se considera una de las mayores amenazas para la salud ambiental y representa 7 millones de muertes prematuras en todo el mundo cada año, según la OMS.

En Europa, la mitad del consumo anual de energía de las ciudades se destina a calefacción y refrigeración. A pesar del movimiento de la UE hacia la descarbonización, el 75% de la calefacción y la refrigeración proviene todavía de combustibles fósiles, mientras que solo el 19% se genera a partir de energía renovable.

Estas pinturas, la primera todavía en estado de desarrollo y la segunda disponible en el mercado, introducen un nuevo término en la ecuación medioambiental que contribuirá a reducir la huella ecológica de las ciudades.

Toda una revolución en la industria del medioambiente, palpable en el interés que empresas europeas, chinas y rusas están mostrando por estas innovaciones. Todo ayuda a contener el calentamiento global.