Las pinturas y recubrimientos en general juegan un rol muy importante en el reto de mejorar la eficiencia energética de los edificios, una necesidad que viene dada por los avances del cambio climático, y del efecto isla de calor en las zonas urbanas. En el artículo se exponen las principales tipologías de pinturas para afrontar este reto, así como los materiales usados y sus principios de funcionamiento.
El cambio climático es uno de los retos más apremiantes que enfrenta la sociedad a nivel mundial. A medida que el planeta se calienta debido a las actividades humanas, sus consecuencias afectan a todos, sin importar la ubicación geográfica.
A este hecho hay que sumarle la masificación urbana debido al crecimiento acelerado de las ciudades, que tiene como consecuencia aspectos como el aumento de la presión sobre los recursos urbanos y que da como resultado el llamado efecto isla de calor.
El efecto isla de calor es un fenómeno que ocurre en áreas urbanas donde las temperaturas son significativamente más altas que en las zonas rurales circundantes, y las principales causas de esto son:
Geometría urbana, donde los edificios y calles retienen el calor de manera más eficiente que las zonas verdes.
Actividad humana que para contrarrestar estas altas temperaturas hacen un uso más intensivo de sistemas de refrigeración, aumentando la demanda de energía.
Emisiones de gases contaminantes, provenientes de la industria, del transporte y de la demanda energética de los edificios.
Por lo tanto, es evidente que uno de los puntos que afectan directamente tanto al cambio climático, como al efecto isla de calor es la demanda energética de los edificios, y es imprescindible trabajar en la mejora de la eficiencia energética de los mismos.
Una de las claves para mejorar la eficiencia energética en los edificios es el aislamiento que proporcionan los materiales y técnicas de construcción. El objetivo es que estos edificios mantengan su temperatura interior de forma pasiva, bajando su demanda energética y mejorando el confort térmico. En esta categoría entran técnicas como la instalación de ventanas de baja transmitancia térmica o la instalación de sistemas de aislamiento de fachadas, como son el sistema SATE o las fachadas ventiladas.
No obstante, otro de los elementos que más influyen en la eficiencia energética de los edificios es el tipo de pintura que los recubren. Esto afecta a toda la envolvente del edificio, desde las paredes hasta las cubiertas/tejados, donde el sol incide de una forma más directa.
Comercialmente, existen principalmente dos tipologías de recubrimientos para la mejora de la eficiencia energética de edificios teniendo en cuenta el principio de funcionamiento, las pinturas térmicas y las pinturas reflectantes:
Las pinturas térmicas son recubrimientos para edificios con propiedades de aislamiento térmico. Estas se basan en la incorporación de cargas o partículas aislantes que le dotan a la pintura de una baja conductividad térmica. Para su formulación, se utilizan materiales como microesferas huecas (cerámicas, poliméricas…), aerogeles o partículas de caucho.
Por lo tanto, su rendimiento va a depender de la conductividad térmica del recubrimiento y de su espesor. La conductividad que ofrecen las pinturas térmicas comerciales está en el orden de 0,05-0,06W/mK, y el espesor que se suele aplicar es de hasta 2 mm. Por ejemplo, aislantes como la lana de roca o la espuma de poliuretano tienen conductividades térmicas menores, y se aplican en mayor espesor (en el orden de cm), por lo que su efectividad en cuanto a aislamiento térmico es mejor.
Debido a esto, este tipo de pinturas no ofrecen una ventaja significativa respecto a soluciones de aislamiento tradicionales, y tan sólo serían interesantes en algunas aplicaciones muy particulares.
Las pinturas reflectantes son aquellas que están diseñadas para reflejar la luz solar, evitando el calentamiento de la superficie y mejorando la eficiencia térmica y el confort de un edificio. Uno de los indicadores clave para evaluar estas pinturas es el índice de reflectancia solar (SRI), el cuál varía entre 0 y 1, y mide la capacidad de una superficie para devolver la energía solar a la atmósfera, es decir, una superficie con un SRI más alto implica una superficie más fresca respecto a una con un SRI más bajo cuando son expuestas bajo la misma radiación solar.
El SRI de una pintura varía por su composición, siendo claves las cargas y los pigmentos utilizados. Por ejemplo, es sabido que el color de una pintura puede afectar significativamente en la eficiencia térmica de los edificios. Pigmentos blancos, como el dióxido de titanio (TiO2), presentan un SRI muy alto, mientras que pigmentos oscuros, como el negro de humo, presentan valores de SRI bajos, afectando significativamente a la eficiencia energética en edificios.
Teniendo en cuenta esto, algunas estrategias para la mejora de la eficiencia térmica en edificios son: cambio de pinturas con colores oscuros por colores blancos o pastel (razón explicada anteriormente), uso de pigmentos fríos en pinturas de colores oscuros, o uso de pigmentos termocrómicos.
Los pigmentos fríos tratan de mitigar el problema que presentan los pigmentos oscuros tradicionales en cuanto a absorción de radiación solar en el infrarrojo cercano (NIR), obteniendo superficies con un SRI superior a sus colores homólogos tradicionales. Se trata de pigmentos de mayor coste, pero hay que valorar el ahorro energético debido a su uso.
Por otro lado, los pigmentos termocrómicos son aquellos que cambian de color a una determinada temperatura. La idea es que su color a temperaturas altas sea claro, consiguiendo un alto SRI y minimizando las necesidades energéticas de refrigeración, mientras que a temperaturas bajas este se vuelva oscuro, absorbiendo la radiación solar y reduciendo la necesidad de calefacción.
Adicionalmente a estas dos tipologías de pinturas, existen otras tecnologías emergentes para dar soluciones al presente reto. Entre ellas, destacan las pinturas termorreguladoras y las pinturas luminiscentes:
El uso de PCM (materiales de cambio de fase) en pinturas para eficiencia energética de edificios se considera una línea de desarrollo prometedora. Los PCM reciben este nombre porque al cambiar del estado sólido al líquido o viceversa, pueden absorber o liberar gran cantidad de energía térmica, ya que acumulan energía en forma de calor latente de fusión durante dicho cambio de estado. Este tipo de materiales aporta mucha inercia térmica a los edificios, ya que, mientras realizan el cambio de fase absorbiendo o liberando energía, su temperatura sigue manteniéndose constante.
El uso de luminiscentes en pinturas para la mejora de la eficiencia energética es otra línea de investigación en la que se está trabajando actualmente. Los materiales fotoluminiscentes tienen la capacidad de reducir la cantidad de energía absorbida por una superficie por un efecto llamado reflexión selectiva. Son capaces de absorber luz solar en una parte del espectro electromagnético, y emitir posteriormente luz en longitudes de onda diferentes, por ejemplo, absorbiendo en la región del ultravioleta y emitiendo en el rango de luz visible. De este modo, la luz solar no deseada se convierte en luz menos energética y se refleja, reduciendo así la absorción de calor en la superficie.
En AIMPLAS, Instituto Tecnológico del Plástico, se están llevando a cabo diversos proyectos de I+D relacionados con esta temática, con el objetivo de contribuir a frenar el cambio climático, de reducir el efecto isla de calor, de mejorar la eficiencia energética de los edificios, y de mejorar al confort de la sociedad. Un ejemplo es el proyecto RECONPACK, el cual tiene como uno de los objetivos el desarrollo de aditivos luminiscentes con el fin de desarrollar una pintura para la mejora de la eficiencia energética de edificaciones. RECONPACK cuenta con la financiación de IVACE+i a través de los fondos FEDER de la UE, dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2021-2027.
| Nombre | Blai López Rius |
|---|---|
| Empresa | AIMPLAS |
| Cargo | Investigador en Recubrimientos |
| Biografía | |
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