VALLADOLID
Humo helado para construir el futuro
Una investigadora de la UVA diseña aerogeles que presentan gran resistencia a las altas y bajas temperaturas / Se trata de una solución para el aislamiento térmico de los edificios de consumo energético cero
Quién iba a pensar que el aire iba a ser el futuro? La investigadora de la Universidad de Valladolid Beatriz Merillas lo hizo. Si hubiera dado un paso al frente hace cientos de años, las personas de su alrededor se hubieran sorprendido, pero ya tiene la clave para argumentar esa corazonada. Una corazonada que ahora es un proyecto de investigación que puede cambiar la vida de las personas y que, además, ha ganado el segundo premio del concurso Three Minute Thesis (3MT), organizado por la Escuela de Doctorado de la UVA.
Su idea es fabricar aerogeles o humo helado con propiedades excepcionales. Para ello, se ha rodeado de unos aliados de excepción: los materiales más ligeros del mundo, ya que hasta el 98% de su composición es aire. El otro 2% se encuentra formado por esferas de unos pocos nanómetros de diámetro, es decir, tan pequeñas que pueden medir hasta dos millones de veces menos que un piojo.
«Estos materiales presentan una gran resistencia frente a altas y bajas temperaturas, llegando incluso a proteger de las llamas», apunta Merillas, quien añade que son «ultra resistentes, pudiendo soportar hasta mil veces su propio peso, y su capacidad de aislamiento tanto térmico como acústico es superior a la de otros materiales». Además de la fabricación de aerogeles, se realizan caracterizaciones exhaustivas de sus estructuras y propiedades para su posterior proceso de mejora.
Para la investigadora de la UVA es un proyecto innovador, puesto que combina las «inigualables propiedades» de los aerogeles con uno de los «materiales más versátiles» del mercado: el poliuretano. En este sentido, precisa que «las espumas convencionales de poliuretano son bien conocidas por sus numerosas aplicaciones en, por ejemplo, colchones, asientos de coches, frigoríficos, aislamiento en viviendas..., su bajo coste y versatilidad».
Sin embargo, sostiene que para algunas aplicaciones como el aislamiento térmico, los materiales tradicionales «no tienen las propiedades necesarias» para cumplir su misión en los edificios de consumo energético cero, que serán obligatorios en la Unión Europea en un futuro cercano. Es por ello, según expone, que el desarrollo de nuevos materiales, como los aerogeles, se está abriendo camino en los últimos años.
Explica que su fabricación se basa en un proceso conocido como sol-gel donde, partiendo de una disolución, las moléculas que se encuentran en ella reaccionan entre sí formando largas cadenas hasta que se consigue una consistencia de gel. Para eliminar el disolvente que se encuentra entre las cadenas, formando lo que se conoce como poros, se realiza un secado. «Este secado tiene una gran complejidad ya que se necesita eliminar el disolvente sin deteriorar la estructura del material. A este proceso se le conoce como secado supercrítico. El disolvente que se quiere eliminar y el gas por el que se va a sustituir (CO2) se encuentran en condiciones supercríticas –propiedades intermedias entre un líquido y un gas– y se intercambian dejando la estructura del material intacta».
La investigadora detalla que este proceso de secado requiere del uso de equipos específicos que permitan alcanzar y soportar altas presiones. Su funcionamiento es «similar al de una olla exprés» pero con presiones hasta 50 veces superiores.
Gracias a las «propiedades excepcionales» que presentan estos materiales, los posibles usos son «innumerables»; desde aplicaciones para mejorar la calidad de vida en la tierra como la fabricación de prendas de vestir, o calzado que permite «guardar» el calor de una manera muy efectiva, hasta aplicaciones mucho más sofisticadas como el hacer de Marte un planeta habitable. «Esta idea nace de la capacidad de los aerogeles para aislar el calor, lo que permitiría crear una especie de efecto invernadero aumentando las frías temperaturas del planeta –unos 170 °C bajo cero en invierno– hasta unas similares a las de nuestro planeta».
En esta iniciativa, el objetivo principal se fija en el sector de la construcción y en particular en el desarrollo de superaislantes térmicos para mejorar la eficiencia energética de edificios. «Mediante el uso de estos materiales se podrían construir edificios mucho más sostenibles sin la necesidad de aumentar el espesor de las paredes, todo lo contrario, reduciéndola», declara Merillas para, a renglón seguido, subrayar que, además, se conseguiría un gran ahorro energético disminuyendo las emisiones de CO2, «culpables» del cambio climático.
Es verdad que no todo iba a ser de color rosa. Reconoce que el proceso de fabricación de aerogeles es «complejo» y «más caro» que la producción de materiales aislantes tradicionales y esto dificulta su uso masivo, si bien avanza que en esta investigación se pretenden optimizar las rutas de producción reduciendo los tiempos de ciclo, emisiones contaminantes y costes energéticos. De esta forma, dice que se cumpliría la normativa vigente impuesta desde la Unión Europea relativa a los gases de efecto invernadero, acercando este proceso a su industrialización al realizarse en condiciones más asumibles.
La idea surgió en el Laboratorio de Materiales Celulares (CellMat) de la Universidad de Valladolid, donde realiza su tesis. Allí, este equipo de investigación, experto en materiales para aislamiento térmico, siempre está trabajando para dar respuesta a la necesidad global de desarrollar materiales superaislantes térmicos que mejoren los aislantes actuales para diversos sectores como la construcción, transporte, refrigeración de alimentos y medicamentos, entre otros. «Este hecho es notorio en el sector de la construcción de la Unión Europea, ya que la legislación relativa a la eficiencia energética en edificios es cada vez más exigente. La directiva 2010/31/UE ha impuesto un ambicioso marco legislativo para mejorar la eficiencia energética de los edificios obligando a reducir su consumo energético hasta en un 80% para el año 2050», expone Beatriz Merillas antes de dejar claro que la tendencia actual es desarrollar tecnologías de fabricación lo más económicas y respetuosas con el medio ambiente posibles que, además, ofrezcan la posibilidad de producir materiales con «excelentes propiedades» y que puedan llegar al mercado en un tiempo reducido.