El principio físico no es nuevo, pero su aplicación práctica supone un avance relevante. La llamada refrigeración radiativa diurna aprovecha una particularidad de la atmósfera terrestre: existe una ventana de transparencia, entre 8 y 13 micrómetros de longitud de onda, a través de la cual el calor puede escapar directamente hacia el espacio exterior sin quedar atrapado por los gases atmosféricos. Cualquier material capaz de emitir radiación en ese rango, y a la vez reflejar la luz solar entrante, puede enfriarse por debajo de la temperatura ambiente incluso bajo el sol del mediodía.
El equipo del CSIC ha optimizado ese principio mediante una arquitectura de nanoporos. La estructura utiliza plantillas tridimensionales de óxido de aluminio anódico como molde para infiltrar polifluoruro de vinilideno (PVDF), un polímero ya empleado en otras aplicaciones industriales por su resistencia química y mecánica. El resultado es un material que, según el estudio, alcanza una reflectancia solar promedio del 82,4% y una emisividad infrarroja del 96,7% en la ventana de 8 a 13 micrómetros, dos cifras que los autores consideran determinantes para la eficacia del sistema.
La versión más avanzada del material, según los investigadores, es autoportante: no necesita conservar la plantilla de aluminio como soporte. Para lograrlo, el equipo sometió el polímero a un tratamiento ultrarrápido de enfriamiento seguido de 96 horas de exposición a radiación ultravioleta bajo sol directo, un proceso que blanquea el material y potencia sus propiedades ópticas. Esa fase de fabricación, de varios días de duración, es la que permite alcanzar los niveles de reflectancia y emisividad reportados en el artículo.
En condiciones estándar de radiación solar —fijadas convencionalmente en 1.000 vatios por metro cuadrado, el valor de referencia usado en la literatura científica sobre energía solar—, la densidad de potencia de enfriamiento teórica del material llegaría a 182,3 vatios por metro cuadrado. Se trata de una magnitud relevante dentro del campo de los materiales de refrigeración pasiva, aunque los propios autores matizan que el rendimiento real depende de las condiciones atmosféricas del lugar donde se instale.
De la azotea de Tres Cantos a la dependencia del clima
Las pruebas de campo, realizadas en la azotea del IMN-CNM entre julio y septiembre de 2025, ilustran precisamente esa dependencia. Comparado con una caja de referencia vacía expuesta a las mismas condiciones, el material redujo la temperatura hasta 12,9 grados los días 8 y 9 de julio, jornadas despejadas con una radiación solar máxima de 962 vatios por metro cuadrado, muy próxima a la condición estándar de laboratorio. En cambio, en días con mayor nubosidad o humedad el efecto se redujo de forma notable, hasta ser casi nulo durante la jornada más húmeda registrada en septiembre.
Esa sensibilidad a la humedad ambiental es un fenómeno conocido en la refrigeración radiativa: el vapor de agua atmosférico también absorbe y reemite radiación infrarroja, lo que interfiere con la capacidad del material para liberar calor hacia el espacio. Los investigadores destacan, sin embargo, que la superficie desarrollada tiene un carácter hidrófobo que, según explicó Cristina Vicente Manzano, investigadora del IMN-CNM y autora de correspondencia del estudio, en declaraciones recogidas por la Agencia Sinc, «favorece el efecto autolimpiante». La investigadora añadió que el material se mantiene estable frente a la humedad y es duradero frente a la exposición prolongada a la intemperie.
Uno de los aspectos que los autores subrayan como más prometedores es la viabilidad de escalar la fabricación. El coste estimado oscila entre 0,88 y 58 euros por metro cuadrado, en función de la pureza del aluminio empleado en la plantilla: el precio más bajo corresponde al aluminio de baja pureza, y el más alto, al de mayor pureza, que ofrece mejores propiedades ópticas. Vicente Manzano calificó el proceso de «relativamente económico», también en declaraciones a la Agencia Sinc, precisamente porque puede adaptarse a las líneas de producción industrial ya existentes.
Esa base productiva es clave para entender por qué el equipo considera realista el salto del laboratorio a la fabricación en serie: las plantillas de óxido de aluminio anódico ya se producen de forma industrial en superficies de varios metros cuadrados para otros usos, lo que, según los autores, reduce las barreras técnicas y económicas para adoptar esta tecnología a mayor escala.
Entre las aplicaciones que los investigadores mencionan figuran la refrigeración pasiva de edificios, la gestión térmica de componentes electrónicos, la climatización de vehículos y los sistemas de enfriamiento personal. En todos los casos, la ventaja frente a los sistemas convencionales sería la ausencia total de consumo eléctrico, un factor relevante en un contexto de aumento de la demanda de refrigeración asociado al calentamiento global.
La investigación se desarrolló con financiación de una beca Consolidator del Consejo Europeo de Investigación (ERC), dentro del proyecto COOLed, uno de los mecanismos de la Unión Europea para apoyar líneas de investigación de riesgo con potencial de alto impacto. Junto a Vicente Manzano, firman el estudio Amaia Iglesias-Elcano, Luis Moreno-Sanabria y Marisol Martín-González, todos ellos del Instituto de Micro y Nanotecnología del CSIC.
La búsqueda de alternativas a la refrigeración eléctrica convencional no es un fenómeno aislado. Desde hace más de una década, distintos grupos de investigación en Estados Unidos, China y Europa han explorado materiales de enfriamiento radiativo pasivo, con resultados dispares en cuanto a eficiencia, coste y durabilidad frente a la intemperie. El trabajo del CSIC se suma a esa línea internacional aportando, según sus autores, una combinación de rendimiento óptico y viabilidad de fabricación a gran escala demostrada con pruebas al aire libre prolongadas.
El siguiente paso, según se desprende del propio estudio, pasaría por ensayos en condiciones climáticas más diversas y por periodos más largos, así como por el desarrollo de prototipos aplicados a superficies reales de edificios o vehículos, para confirmar si el rendimiento observado en Tres Cantos se mantiene en otros entornos con distintos niveles de humedad y radiación solar. La transferencia efectiva de la tecnología a la industria dependerá, en última instancia, del interés de fabricantes de materiales de construcción o componentes electrónicos en licenciar o adaptar el proceso descrito en Nanophotonics.
