Este nuevo material aislante hará que ahorres miles de euros en calefacción

Físicos de la Universidad de Colorado Boulder (EEUU) han desarrollado un nuevo material podría aumentar radicalmente la eficiencia energética de los edificios en todo el mundo sin tener que gastar un dineral en obras. Se llama MOCHI (Mesoporous Optically Clear Heat Insulator, o Aislante Térmico Ópticamente Claro y Mesoporoso) y es un gel de silicona transparente que se aplica directamente sobre las ventanas en láminas de apenas 5 milímetros de grosor, bloqueando el escape del calor mientras disfrutamos de las vistas.

Los edificios consumen aproximadamente el 40% de toda la energía generada en el mundo. Y aunque ya hemos encontrado formas para que las paredes, techos y suelos de un edificio puedan aislarse fácilmente para reducir el intercambio térmico, gran parte de esa energía se escapa por las ventanas. El cristal hace que se pierda calor en días fríos y lo absorbe cuando sube la temperatura y siempre ha supuesto un reto para la eficiencia energética.

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Sin embargo, los investigadores de la UC Boulder creen que MOCHI puede para resolver este problema que lleva décadas sin solución. "Puedes poner mucho aislamiento en tus paredes, pero las ventanas necesitan ser transparentes", señala Ivan Smalyukh, profesor de Física en CU Boulder y autor principal del estudio publicado en la revista Science. "No importa cuáles sean las temperaturas en el exterior, queremos que las personas puedan tener temperaturas cómodas en el interior sin tener que desperdiciar energía".

Cómo funciona

Hasta ahora, la mejor solución la ofrecían los aerogeles, un material aislante también conocido en la industria como humo congelado. Sin embargo, estos materiales tienen una estructura interna que los hace opacos o translúcidos, haciéndolos poco atractivos para su aplicación en ventanas. El avance de MOCHI radica en controlar con precisión las microscópicas burbujas de aire que se forman en su estructura interna.

Según explica el equipo, el proceso de fabricación comienza mezclando surfactantes —unas moléculas similares a los detergentes— en una solución líquida que contiene partículas de silicona. Los surfactantes se agrupan naturalmente formando hilos finos a cuyo exterior se adhieren las moléculas de silicona. Los investigadores aplican una serie de pasos químicos con los que reemplazan los grupos de moléculas surfactantes con aire. El resultado es una red de tubos microscópicos de silicona llenos de aire, mucho más delgados que un cabello humano.

En total, el aire representa más del 90% del volumen del material MOCHI, lo que explica su extraordinaria capacidad aislante. Sin embargo, la verdadera magia ocurre a escala molecular. El calor se transmite a través de un gas en donde la energía térmica agita sus moléculas y átomos, haciéndolos chocar entre sí y transfiriendo la energía. Pero las burbujas en MOCHI son tan diminutas que las moléculas de gas atrapadas en su interior no pueden colisionar libremente.

"Las moléculas no tienen oportunidad de colisionar libremente entre sí e intercambiar energía", explica el investigador. "En cambio, chocan contra las paredes de los poros". Al mismo tiempo, el material solo refleja una pequeñísima cantidad de la luz entrante, dejando pasar más del 99%, lo que lo hace muchísimo más transparente que los aerogeles tradicionales.

Fácil de fabricar

Aunque MOCHI aún no está disponible comercialmente y solo se produce en laboratorio, sus desarrolladores son optimistas sobre su potencial. Los ingredientes utilizados para fabricarlo son relativamente económicos y comunes y el equipo cree que aunque el proceso de manufactura puede optimizarse para que sea más rápido y eficiente. "Los ingredientes que usa mi equipo para hacer MOCHI son relativamente baratos, lo cual es prometedor para convertir este material en un producto comercial", asegura Smalyukh.

Las aplicaciones potenciales van más allá de las ventanas residenciales. Una lámina de MOCHI de apenas 5 milímetros de espesor tiene tal capacidad aislante que, según los investigadores, podrías sostener una llama en la palma sin quemarte si tu mano estuviera cubierta con este material. Esta eficiencia la hace ideal tanto para rascacielos como para viviendas unifamiliares, donde la durabilidad del material garantiza una inversión a largo plazo.

Los ingenieros también vislumbran dispositivos que utilicen MOCHI para atrapar el calor de la luz solar y convertirlo en energía sostenible y económica. "Incluso cuando es un día algo nublado, aún podrías aprovechar mucha energía y luego usarla para calentar tu agua y el interior de tu edificio", sugiere Smalyukh. Esta capacidad de captar energía solar sin sacrificar la transparencia abre posibilidades fascinantes para la arquitectura sostenible del futuro.