Cómo la medición precisa del color conduce a fórmulas eficaces en la pintura reflectante solar

Los avances en la tecnología de pinturas y revestimientos permiten que incluso las casas de colores oscuros disfruten de una mayor reflectancia solar para refrescarse de forma natural en los calurosos meses de verano. Fuente de la imagen: Unsplash usuario Bernadette Gatsby

El aire acondicionado puede suponer una parte importante del consumo y el coste energético de un hogar cada año, ya que representa "más del 8% de toda la electricidad producida en EE.UU., con un coste para los propietarios de más de 15.000 millones de dólares".1 Esto no sólo puede suponer un duro golpe para el presupuesto de un hogar, sino que también aumenta en gran medida la huella de carbono de la vivienda; para un hogar medio, un solo sistema de aire acondicionado libera casi dos toneladas métricas de dióxido de carbono cada año. Aunque muchos propietarios han optado por aires acondicionados de alta eficiencia, otros quieren reducir aún más sus facturas de energía y su huella de carbono reduciendo la necesidad de aire acondicionado con medidas como un mejor aislamiento, el uso de bombillas de bajo consumo y la eliminación de electrodomésticos que consumen mucha energía. Sin embargo, hay un área importante de ahorro potencial de energía que a menudo se pasa por alto: la reflexión solar.

Esta moderna casa incorpora cubiertas y paredes claras para maximizar la reflectancia solar. Fuente de la imagen: Unsplash usuario Inspiration de

Más allá del color

La mayoría de la gente tiene una idea básica de cómo funciona la reflexión solar. Sabe que si lleva una camiseta negra en un caluroso día de verano sentirá mucho más calor que si lleva una camiseta blanca y probablemente sepa que esto se debe a que el blanco refleja más los rayos solares mientras que el negro los absorbe, atrayéndolos hacia su cuerpo. El mismo principio se aplica a los hogares. Según el Laboratorio Nacional de Energías Renovables

La principal fuente de acumulación de calor (es decir, ganancia) es la luz solar que absorbe la casa a través del tejado, las paredes y las ventanas. Los exteriores apagados y de color oscuro absorben entre el 70% y el 90% de la energía radiante del sol que incide sobre las superficies de la casa. Parte de esta energía absorbida se transfiere al interior de la vivienda por conducción, con el consiguiente aumento de calor. Por el contrario, las superficies claras reflejan eficazmente la mayor parte del calor fuera de la vivienda.2

El efecto de cambiar el exterior de una casa de color oscuro a uno claro puede ser significativo. Un estudio realizado en viviendas de Florida descubrió que el aumento de la reflectividad térmica mediante el uso de colores claros ahorraba a los propietarios "una media del 23% de sus costes de refrigeración", y la aplicación generalizada de este tipo de medidas podría suponer un ahorro a escala nacional de "10.000 millones de dólares en costes de energía y equipos". 3 Pero aunque el color en sí puede ser un factor importante en la absorción del calor, lo que importa en última instancia es la reflectancia solar, que, gracias a los recientes avances en pinturas y revestimientos, ya no está necesariamente relacionada con el color.

Ampliación de las posibilidades de la refrigeración pasiva

Muchos propietarios tienen una visión específica de cómo quieren que sea su casa. Por ello, aunque pueden saber que una casa de color claro con un tejado metálico de color claro o reflectante es la mejor opción para maximizar la reflexión solar, pueden ser reacios a tomar estas medidas por cuestiones estéticas o prácticas. La industria de pinturas y revestimientos es consciente de ello y ha empezado a ampliar el atractivo de la refrigeración pasiva desarrollando productos que minimizan la absorción de luz incluso en superficies oscuras.

Hoy en día, estos productos toman la forma de todo, desde pinturas solares reflectantes con propiedades de reflexión de la luz incorporadas hasta revestimientos especializados para minimizar la absorción de la luz, incluyendo 3M Glass Bubbles que utilizan una estructura hueca con un índice de refracción bajo para maximizar la reflexión solar, integración de compuestos de dióxido de titanio y pigmentos patentados que "reflejan la energía en la región infrarroja cercana y lejana del espectro a pesar de que absorben fuertemente en la región visible." 4 Con un número cada vez mayor de opciones de pintura y revestimiento reflectantes solares entre las que elegir, estos innovadores productos pueden aplicarse a toda una gama de materiales tradicionales y modernos para paredes y techos, como madera, metal, polímeros, y hormigón, y permite a los propietarios optimizar la refrigeración sin comprometer la apariencia.

Los valores de reflectancia solar determinados mediante evaluación espectrofotométrica pueden permitir a los constructores obtener la certificación LEED incluso en estructuras readaptadas. Fuente de la imagen: John-Mark Kuznietsov

Medición del color en la pintura reflectante solar

La evaluación de la eficacia de los productos reflectantes de la luz requiere el uso de tecnologías espectrales avanzadas para cuantificar los valores de reflexión solar total (TSR). La instrumentación espectrofotométrica ofrece la forma más precisa y rentable de determinar los valores de reflectancia de todo tipo de muestras y puede evaluar ingredientes individuales, formulaciones completas y productos instalados. Para los fabricantes, el análisis detallado de TSR es fundamental para medir el éxito de un producto, facilitar la adaptación de las formulaciones y supervisar continuamente la eficacia del producto durante la producción. Además, emplear el análisis espectral durante las pruebas del producto permite observar el rendimiento del producto a lo largo del tiempo midiendo la TSR en respuesta a los factores de estrés ambiental y estableciendo la durabilidad de la protección. Para los consumidores, los valores de TSR iniciales y finales son vitales para garantizar que puedan tomar decisiones informadas sobre los materiales de construcción y disponer de los datos del índice de reflectancia solar (SRI) necesarios para la certificación LEED.5

Pero los espectrofotómetros no sólo le proporcionan datos de TSR; también son esenciales para evaluar el color. La gama de geometrías ópticas disponibles en los espectrofotómetros modernos le permite capturar con precisión y facilidad información sobre el color en cualquier punto del proceso de diseño o fabricación de su producto, garantizando que pueda producir de forma consistente los tonos necesarios para satisfacer las necesidades de los consumidores. El análisis colorimétrico de los revestimientos reflectantes de la luz es especialmente importante para determinar qué efecto tienen, si es que tienen alguno, sobre los materiales subyacentes y protegerlos frente a cambios de color no deseados.

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