Nanomaterial refrigeración pasiva baja 13 ºC sin luz
Nanomaterial refrigeración pasiva: el invento español que enfría edificios 13 ºC sin electricidad
El gran desafío para refrigerar un hogar empieza antes de que el calor entre en el salón. Esa es la filosofía que han adoptado los científicos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) para desarrollar un material que evita la entrada de calor en primer lugar. Este nanomaterial refrigeración pasiva representa una revolución silenciosa en la lucha contra el calentamiento de los edificios. Los sistemas de refrigeración tradicionales representan cerca del 20% del consumo mundial de electricidad, y esa cifra amenaza con seguir aumentando. Por eso, la alternativa pasiva que ha descubierto el equipo del Instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM, CSIC) llega en el momento justo.
¿Qué es la refrigeración radiativa pasiva y cómo funciona?
La clave de este avance se basa en la refrigeración radiactiva pasiva diurna (PDRC), un fenómeno físico que permite a ciertos materiales disipar calor hacia el exterior en forma de radiación infrarroja sin consumir electricidad. Para lograrlo, el material debe cumplir dos condiciones fundamentales de forma simultánea.
Primero, debe ser capaz de reflejar casi la totalidad de la radiación solar para no calentarse. Segundo, debe emitir el calor interno en una franja específica del espectro electromagnético conocida como la ventana de transparencia atmosférica, situada entre los 8 y los 13 micrómetros. La atmósfera terrestre permite que la radiación en este rango escape directamente al espacio, logrando un enfriamiento natural por debajo de la temperatura ambiente. En otras palabras, el calor se pierde en el espacio profundo, que tiene una temperatura cercana a los 3 kelvin.
Este principio, conocido en la literatura científica como enfriamiento radiativo diurno pasivo, fue demostrado por primera vez en 2014 por un equipo de la Universidad de Stanford. Desde entonces, decenas de grupos han buscado materiales más baratos y fáciles de fabricar para reproducir ese efecto a escala industrial, y el trabajo del CSIC se suma a esa carrera con una estrategia innovadora centrada en polímeros nanoestructurados.
PVDF: el polímero elegido por los investigadores del CSIC
Los científicos apostaron por el fluoruro de polivinilideno (PVDF), un polímero que ya destacaba por su capacidad de emitir calor en el infrarrojo. La investigadora Cristina Vicente, líder del proyecto COOLed en el IMN-CNM, explica que este material «reúne una combinación de propiedades» que lo hacen idóneo.
Además de emitir bien el calor, el PVDF resiste la radiación ultravioleta, repele el agua (lo que le da un efecto autolimpiante) y aguanta bien la intemperie. Como señaló la propia investigadora, «su carácter hidrófobo favorece el efecto autolimpiante y se mantiene estable frente a la humedad», lo que evita tener que cambiarlo tras la época de lluvias.
Sin embargo, la innovación real no reside únicamente en la química del polímero, sino en cómo los investigadores lo han moldeado a escala nanométrica. El equipo infiltró el polímero en plantillas nanoporosas de óxido de aluminio anodizado, logrando estructuras tridimensionales cuya geometría interna pueden controlar con precisión. Esto es determinante porque el rendimiento óptico de estos refrigeradores radiativos depende de forma directa del diseño geométrico interno de la estructura.
Pruebas en la azotea de Tres Cantos: casi 13 grados menos
La teoría se puso a prueba durante el verano de 2025 en la azotea del centro de investigación de Tres Cantos (Madrid). En días cálidos, secos y con una elevada radiación solar, los sensores registraron que las superficies recubiertas con este nanomaterial tenían una temperatura hasta 12,9 ºC inferior en comparación con muestras idénticas sin el recubrimiento.
Los números respaldan la promesa: la versión optimizada del material refleja de media un 82,4% de la radiación solar y emite un 96,7% del calor en la ventana infrarroja de 8 a 13 micrómetros. Sobre el papel, esa combinación se traduce en una capacidad de enfriamiento de 182,3 vatios por metro cuadrado bajo una irradiancia solar de 1.000 W/m². El ensayo en la azotea, con una irradiancia máxima de 962 W/m², confirmó esa cifra sobre el terreno.
Además, las pruebas demostraron que las nanoestructuras conservaban su flexibilidad y no mostraron signos de agrietamiento o fragilidad tras la exposición continuada al sol y al ambiente. El trabajo, liderado por el grupo Functional Nanoscale Devices for Energy (FINDER), ha sido publicado en la revista Nanophotonics.
Aplicaciones en edificios, vehículos y electrónica
Esta tecnología de nanomaterial refrigeración pasiva podría aplicarse en el futuro en cubiertas y fachadas de edificios, dispositivos electrónicos, vehículos y sistemas de gestión térmica personal. Su objetivo sería reducir la necesidad de utilizar sistemas de refrigeración activos y, con ello, disminuir tanto el consumo energético como las emisiones asociadas al uso del aire acondicionado.
Los investigadores destacan que uno de los principales avances del estudio es haber desarrollado una estrategia que podría permitir fabricar estas nanoestructuras poliméricas a mayor escala para aplicaciones de refrigeración radiativa. Además, el método de fabricación es relativamente económico y podría adaptarse a procesos industriales.
Aunque la tecnología se encuentra todavía en fase de desarrollo, los resultados obtenidos muestran su potencial como alternativa sostenible a los sistemas convencionales de refrigeración. El gasto energético dedicado a la climatización crece sin freno en buena parte del planeta, por lo que una solución pasiva que funcione sin gastar ni un solo vatio es más necesaria que nunca.
La propuesta no sustituye al aire acondicionado en todos los escenarios, pero abre una vía de enfriamiento pasivo aplicable a fachadas, vehículos y dispositivos electrónicos. En un contexto donde la eficiencia energética de los edificios se ha convertido en una prioridad, este avance supone un paso adelante hacia un parque inmobiliario más sostenible. La refrigeración pasiva con nanomateriales podría ser una de las claves para reducir la demanda energética del sector de la construcción, que según el MITMA necesita una rehabilitación energética profunda para alcanzar los objetivos de descarbonización.
La Generalitat Valenciana, por su parte, ya ha destinado más de 86,8 millones de euros en ayudas para la rehabilitación energética de edificios y viviendas. Esto demuestra el interés institucional por soluciones que mejoren la eficiencia de los inmuebles, como la que ofrece este nanomaterial desarrollado por el CSIC.
Un futuro más fresco y eficiente
El material de enfriamiento pasivo creado por los científicos españoles representa un hito en la búsqueda de alternativas sostenibles a la refrigeración convencional. La combinación de un polímero accesible como el PVDF con una nanoestructuración precisa ha logrado resultados que superan las expectativas iniciales.
La capacidad de reducir la temperatura de las superficies expuestas al sol en casi 13 grados sin consumir electricidad abre un abanico de posibilidades para el diseño de edificios más eficientes. Desde fachadas que repelen el calor hasta cubiertas que se enfrían a sí mismas, las aplicaciones de este descubrimiento son tan amplias como prometedoras.
El equipo del CSIC ha demostrado que la ciencia española está a la vanguardia en tecnologías de refrigeración pasiva. Con este avance, el sueño de mantener los edificios frescos sin disparar la factura eléctrica ni las emisiones de CO₂ está un poco más cerca de hacerse realidad. La nanotecnología aplicada a la construcción podría ser, sin duda, uno de los grandes aliados contra el cambio climático en las próximas décadas.
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