Los edificios son grandes consumidores de energía y representan aproximadamente el 40% de la producción energética mundial. Una parte importante de esta energía se pierde a través de ventanas ineficientes, que pierden calor en invierno y retienen calor excesivo en verano. La cuestión no es sólo económica; es un problema central en el impulso a la infraestructura sostenible. Si bien los edificios sin ventanas no son una solución viable, los investigadores de la Universidad de Colorado Boulder pueden haber encontrado una alternativa práctica: un aislante transparente que imita la estructura del plástico de burbujas.
El desafío del aislamiento transparente
El aislamiento convencional funciona bloqueando la transferencia de calor, pero las ventanas requieren transparencia. Encontrar materiales que sobresalgan en ambos ha resultado difícil de alcanzar. Ivan Smalyukh, físico de materiales de CU Boulder, explica: “Encontrar aisladores que sean transparentes es realmente un desafío”. La solución del equipo, denominada aislante térmico mesoporoso ópticamente transparente (MOCHI), aborda este problema de frente.
Cómo funciona MOCHI: una red de aire microscópica
MOCHI es un gel de silicona con una estructura interna única. Al igual que los aerogeles utilizados en los vehículos exploradores de Marte de la NASA, atrapa el aire dentro de una red microscópica de poros. Sin embargo, MOCHI se diferencia por la disposición de estos poros. Los aerogeles dispersan la luz debido a la distribución aleatoria de los poros, haciéndolos opacos. MOCHI, en cambio, utiliza tensioactivos para crear estructuras alineadas en forma de hilos dentro de una base de silicona líquida. Al reemplazar el surfactante con aire, el equipo creó una matriz de tubos microscópicos.
El resultado es un material que tiene un 90% de aire en volumen. Este alto contenido de aire reduce drásticamente la transferencia de calor porque los pequeños poros limitan las colisiones moleculares, el principal mecanismo de transferencia de calor en los gases. Como dice Smalyukh, las moléculas “chocan contra las paredes de los poros” en lugar de intercambiar energía libremente.
Rendimiento y potencial
MOCHI es tan eficaz que una simple lámina de 5 milímetros puede proteger una mano de una llama abierta. Fundamentalmente, refleja sólo alrededor del 0,2% de la luz entrante, manteniendo una transparencia casi perfecta. Más allá del aislamiento, el material podría incluso usarse para capturar calor para la producción de energía sostenible.
“Incluso cuando el día está algo nublado, se puede aprovechar mucha energía y luego utilizarla para calentar el agua y el interior del edificio”, explica Smalyukh.
Obstáculos de producción y perspectivas futuras
A pesar de utilizar ingredientes económicos, el proceso de fabricación actual de MOCHI es lento y requiere mucha mano de obra. El equipo de investigación tiene como objetivo optimizar la producción, allanando el camino para una adopción generalizada en los diseños arquitectónicos. Si bien la ampliación sigue siendo un desafío, los beneficios potenciales (reducción del desperdicio de energía y soluciones de calefacción sostenibles) hacen de MOCHI un desarrollo prometedor en la tecnología de la construcción.
En conclusión, MOCHI representa un paso significativo hacia edificios más eficientes energéticamente. Su diseño único aborda un problema de aislamiento de larga data y, si se pueden superar los obstáculos de fabricación, podría reducir drásticamente el consumo de energía en el sector de la construcción.
