Un nuevo estudio publicado recientemente muestra que un equipo internacional de científicos ha desarrollado con éxito un material biodegradable que reduce drásticamente el consumo global de energía sin necesidad de electricidad.

Esquema de una película ultradelgada de bioplástico, que enfría pasivamente edificios y puede reducir el consumo energético anual de las ciudades hasta en un 20%. Imagen fuente: Universidad de Australia del Sur.

Esta nueva película ultradelgada de bioplástico fue desarrollada conjuntamente por investigadores de la Universidad de Zhengzhou en China y la Universidad de Australia del Sur (UniSA). Puede aplicarse en edificios, equipos y otras superficies, reduciendo pasivamente la temperatura en 9,2 °C en los momentos de mayor intensidad solar, y reflejando casi el 99% de la luz solar. Como material sostenible y duradero, promete reducir el consumo energético de edificios en algunas de las ciudades más calurosas del mundo hasta en un 20% anual. Los resultados de la investigación se describen en detalle en la última edición de Cell Reports Physical Science.

Yangzhe Hou, estudiante de doctorado en la Universidad de Australia del Sur, declaró que esta metafiltración de enfriamiento es un avance en la ingeniería de materiales sostenibles, ayudando a abordar el aumento global de temperaturas y el calentamiento urbano. El profesor Hou, también de la Universidad de Zhengzhou, llamó a esta película ultradelgada una alternativa ecológica al aire acondicionado, que contribuye significativamente a las emisiones de carbono.

Este material no solo refleja casi toda la radiación solar, sino que también permite que el calor interior de los edificios se disipe directamente al espacio exterior, manteniendo los edificios a una temperatura más baja que el aire circundante incluso bajo luz solar directa. Cabe destacar que, incluso después de una exposición prolongada a condiciones ácidas y ultravioleta, esta película mantiene su funcionalidad, dos factores que han sido obstáculos para el desarrollo de materiales biodegradables similares.

La película ultradelgada está hecha de ácido poliláctico (PLA, un bioplástico derivado común de plantas) y se fabrica mediante tecnología de separación a baja temperatura, reflejando el 98,7% de la luz solar y minimizando al máximo el aumento de calor. El coautor de la Universidad de Zhengzhou, Dr. Xianhu Liu, indicó que, a diferencia de las tecnologías de enfriamiento tradicionales, esta metafiltración no requiere electricidad ni sistemas mecánicos. La mayoría de los sistemas de enfriamiento por radiación pasiva existentes dependen de polímeros basados en petroquímicos o cerámicos, lo que genera problemas ambientales, mientras que el uso de PLA biodegradable ofrece una alternativa verde con alta reflectancia solar, fuerte radiación térmica, sostenibilidad y durabilidad.

En aplicaciones prácticas, esta película ultradelgada reduce la temperatura promedio en 4,9 °C durante el día y 5,1 °C durante la noche. Las pruebas de campo realizadas en China y Australia confirmaron su estabilidad y eficiencia en condiciones ambientales adversas. Incluso después de remojarse en ácido fuerte durante 120 horas y exposición a ultravioleta equivalente a 8 meses al aire libre, la película ultradelgada mantiene una capacidad de enfriamiento de hasta 6,5 °C. Los resultados de simulación muestran que, al reducir la dependencia del aire acondicionado, la metafiltración puede reducir el consumo anual de energía en ciudades como Lhasa en China hasta en un 20,3%.

El coautor del artículo y profesor de la Universidad de Australia del Sur, Jun Ma, declaró que esto no es solo un éxito a escala de laboratorio; la película es escalable, duradera y completamente biodegradable. Esta investigación busca explorar vías viables para mejorar el confort humano mientras se minimiza el impacto ambiental al reducir la dependencia de combustibles fósiles, contribuyendo al desarrollo sostenible. Este hallazgo resuelve el gran desafío en el campo de coordinar el enfriamiento de alto rendimiento con la degradación ecológica.

Actualmente, los investigadores están explorando oportunidades de fabricación a gran escala, así como el potencial de este material en arquitectura, transporte, agricultura, electrónica y biomedicina (incluyendo vendajes para enfriar heridas). El estudio fue coescrito por Yangzhe Hou, Yamin Pan, Xianhu Liu, Jun Ma, Chuntai Liu y Changyu Shen.