En los días más calurosos del año, un aire acondicionado split realiza un truco cruel: bombea el calor del interior de una habitación directamente a la calle. La máquina trabaja más, la ciudad se calienta más, el ciclo se acelera. Este bucle de retroalimentación es una de las razones por las que la refrigeración de edificios ya consume casi el 10 por ciento de la electricidad mundial, una proporción que crece más rápido que cualquier otro uso final. Para 2050, se proyecta que la electricidad necesaria para la refrigeración aumente un 210 por ciento por encima de los niveles de 2024, y las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas probablemente se tripliquen en el mismo período.
Esa trayectoria es a la vez insostenible y profundamente desigual. Una fracción de la humanidad se beneficia del aire acondicionado mientras que el resto soporta temperaturas extremas agravadas por las mismas emisiones que esas máquinas producen. Un estudio de 2021 en Nature Communications de Pavanello y sus colegas proyectó que hasta 100 millones de familias en India, México, Indonesia y Brasil seguirán sin poder pagar un aire acondicionado para 2040, incluso con acceso a la electricidad. Las personas que más necesitan refrigeración, que menos contribuyen a las emisiones que impulsan el calor global, son las menos capaces de comprar una solución.
Esta no es una brecha tecnológica. Es una brecha de equidad. Y un creciente cuerpo de investigación sugiere que la respuesta más prometedora puede no venir de aires acondicionados más eficientes, sino de edificios que se mantengan frescos sin estar conectados a la red eléctrica.
La ventana atmosférica
El desarrollo más emocionante en la investigación de refrigeración pasiva se centra en una peculiaridad de la física conocida como la ventana atmosférica. La atmósfera terrestre es mayormente opaca a la radiación infrarroja, pero permite que longitudes de onda entre 8 y 13 micrómetros pasen casi sin obstáculos, escapando directamente al frío del espacio exterior. Los objetos en el suelo irradian calor en esta banda de forma natural. Pero también absorben radiación solar y reemiten gran parte de ella a la atmósfera inferior, donde los gases de efecto invernadero la atrapan.
Los materiales de enfriamiento radiativo pasivo están diseñados para hacer algo diferente: reflejan casi toda la luz solar entrante mientras emiten simultáneamente radiación infrarroja exactamente en la banda de 8 a 13 micrómetros donde la atmósfera es más transparente. El efecto neto: una superficie puede enfriarse por debajo de la temperatura ambiente sin consumir un solo vatio de electricidad.
Una revisión exhaustiva de Santamouris y Vasilakopoulou, publicada en Nature Reviews Clean Technology a principios de este año (DOI 10.1038/s44359-026-00177-y), cataloga el rápido avance de estas tecnologías y las estrategias pasivas relacionadas. El artículo examina los desarrollos en control solar inteligente, ventilación natural y mecánica, superficies radiativas, disipación evaporativa y sistemas híbridos.
Entre ellas, la refrigeración radiativa ha atraído la mayor atención de los científicos de materiales porque promete algo que se siente casi como magia: una superficie que se enfría a sí misma mirando al cielo.
Una pintura que vence al calor
Los avances más prácticos se han dado en recubrimientos y pinturas aplicables a edificios existentes. Los investigadores han desarrollado materiales multicapa que atrapan bolsas de aire microscópicas, creando estructuras que dispersan la luz solar mientras maximizan la emisión de calor. Un estudio de 2022 de Hu y sus colegas en Composites Part A reportó un recubrimiento con una estructura de este tipo que redujo la temperatura de la superficie en 5,26 grados Celsius y reflejó el 97 por ciento de la energía solar entrante.
Un enfoque diferente, descrito por Zhao y sus colegas en Science en 2023, utiliza pinturas cargadas con microesferas y nanoesferas de óxido de silicio y óxido de aluminio. Los dos tamaños de partículas trabajan juntos: las microesferas más grandes dispersan la luz visible y ultravioleta, mientras que las nanoesferas más pequeñas mejoran la emisión en la banda crítica de 8 a 13 micrómetros. El resultado es una pintura fabricable a escala, aplicable con equipos ordinarios, que no requiere mantenimiento.
Otros grupos han perseguido la refrigeración radiativa a través de vidrios especializados, geles transparentes y películas flexibles que pueden instalarse en ventanas existentes. Lo que une a estos materiales es que no requieren aporte energético continuo ni piezas móviles. Una vez instalados, simplemente permanecen en la envolvente del edificio, irradiando continuamente calor al espacio mientras el sol golpea.
Más allá de la refrigeración radiativa
Las superficies radiativas son la innovación más dramática, pero están lejos de ser la única estrategia pasiva. La revisión de Santamouris y Vasilakopoulou también destaca los avances en sistemas de sombreado automatizados, como persianas y lamas que siguen la posición del sol, ya comunes en edificios comerciales de países más ricos. Los diseños de ventilación natural que canalizan el flujo de aire a través de los edificios pueden reducir drásticamente las temperaturas internas. La refrigeración evaporativa, que utiliza el calor latente del agua para absorber energía térmica, sigue siendo eficaz en regiones secas. Y los sistemas híbridos que combinan pequeñas cantidades de asistencia eléctrica con elementos predominantemente pasivos pueden ofrecer el mejor equilibrio para algunos entornos.
Un estudio de 2025 de Kousis y Santamouris en Solar Energy (volumen 302, artículo 114038) examinó la efectividad a largo plazo de estas estrategias pasivas bajo escenarios proyectados de cambio climático. El análisis encontró que los sistemas pasivos bien diseñados siguen siendo efectivos incluso cuando las temperaturas aumentan, aunque su rendimiento se degrada en condiciones extremas más allá de las normas históricas. Esto sugiere que la refrigeración pasiva no es un sustituto permanente de los sistemas mecánicos en todos los contextos, pero puede reducir drásticamente la carga que los sistemas activos deben manejar, disminuyendo tanto la demanda de energía como los costos de equipo.
Las implicaciones para la equidad son directas. Una familia que no puede pagar un aire acondicionado split, y mucho menos la electricidad para hacerlo funcionar, aún puede beneficiarse de un techo pintado con un recubrimiento de enfriamiento radiativo o de un edificio diseñado con ventanas sombreadas y ventilación cruzada. Estas intervenciones no requieren que un hogar posea equipos costosos ni pague una factura de servicios públicos mensual. Son mejoras de capital únicas, y para muchos materiales, el costo está disminuyendo rápidamente a medida que la fabricación escala.
Aun así, los investigadores advierten contra tratar la refrigeración pasiva como una bala de plata. El polvo y la contaminación pueden degradar el rendimiento radiativo con el tiempo. La humedad limita los enfoques evaporativos. Los cañones urbanos densos bloquean la vista del cielo que las superficies radiativas necesitan. Y en los climas más cálidos y húmedos, los sistemas pasivos solos pueden no ser suficientes, especialmente para poblaciones vulnerables como los ancianos o aquellos con condiciones médicas.
La refrigeración como justicia climática
El encuadre importa. Durante décadas, la suposición dominante en la política energética ha sido que la solución a la creciente demanda de refrigeración es un aire acondicionado más eficiente: sellos más herméticos, mejores refrigerantes, compresores más inteligentes y mejoras en la red para manejar la carga. Estos son objetivos valiosos, pero asumen que el problema es una brecha tecnológica: hacer que la refrigeración sea asequible reduciendo el costo y la huella energética de las máquinas.
La investigación cuenta una historia diferente. La brecha no es principalmente tecnológica. Es estructural. Los hogares con menos probabilidades de tener aire acondicionado también son los que más probablemente viven en edificios mal aislados, en vecindarios de islas de calor con poca cobertura arbórea, y en países con redes eléctricas poco fiables. Para estos hogares, un aire acondicionado más eficiente no es una solución si la unidad en sí misma es inasequible.
La refrigeración radiativa pasiva invierte esta lógica. Aborda el edificio, no el electrodoméstico. Reduce la necesidad de refrigeración mecánica en su origen, bajando el listón de lo que un aire acondicionado debe lograr cuando se necesita uno. En muchos casos, puede eliminar esa necesidad por completo durante gran parte del año. Un artículo de 2021 de Feng y sus colegas en Nano Energy encontró que los materiales de enfriamiento radiativo podrían reducir las cargas máximas de refrigeración en porcentajes de dos dígitos en climas cálidos, retrasando o evitando potencialmente la necesidad de comprar sistemas mecánicos.
El mundo está en camino de agregar el equivalente a 4.000 gigavatios de capacidad de refrigeración para 2050, según las proyecciones de la Agencia Internacional de la Energía: aproximadamente toda la capacidad actual de generación eléctrica de los Estados Unidos. La mayor parte de ese crecimiento provendrá de países de Asia, África y América Latina donde las temperaturas aumentan más rápido y los ingresos son más bajos. Que esa demanda se satisfaga con máquinas o edificios más inteligentes determinará no solo las trayectorias de emisiones, sino también quién tiene derecho a estar fresco.
Las tecnologías de refrigeración pasiva no reemplazarán al aire acondicionado en todas partes. No necesitan hacerlo. Lo que ofrecen es un punto de partida diferente: un mundo en el que la refrigeración no es un producto que se compra, sino una propiedad del entorno construido, accesible para cualquiera que esté bajo un techo.
La brecha de equidad en la refrigeración no se cierra dando a todos la misma máquina. Se cierra asegurando que las personas que más necesitan alivio del calor tengan edificios que les ayuden a mantenerse frescos por sí mismos. Eso no es un problema tecnológico. Es un problema de diseño, un problema de política pública, y cada vez más un problema solucionable.
Traducido por Alessandra