Nazaret Ruiz Marín, Dra. en Tecnología de Materiales: “Los ladrillos con PCM logran reducir el consumo energético hasta un 97%” – Arquitectura y Diseño

Informe sobre Ladrillos con Materiales de Cambio de Fase (PCM) y su Contribución a los Objetivos de Desarrollo Sostenible

La innovación en materiales de construcción presenta una solución estratégica para la climatización pasiva de edificaciones mediante el uso de ladrillos con Materiales de Cambio de Fase (PCM). Esta tecnología transforma elementos estructurales pasivos en sistemas inteligentes de regulación térmica, alineándose directamente con múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).

Fundamento de los Materiales de Cambio de Fase (PCM)

Los PCM son sustancias con la capacidad de absorber y liberar grandes cantidades de energía térmica durante su proceso de cambio de estado (de sólido a líquido y viceversa) a una temperatura constante. Integrados en materiales de construcción como los ladrillos, funcionan como baterías térmicas autónomas.

• Absorción de calor: Durante las horas de mayor temperatura, el PCM pasa de estado sólido a líquido, absorbiendo el exceso de calor del ambiente.
• Liberación de calor: Cuando la temperatura desciende, el material se solidifica y libera el calor almacenado, atenuando las fluctuaciones térmicas en el interior de la vivienda.

Alineación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

El desarrollo y aplicación de ladrillos con PCM impacta significativamente en la consecución de varios ODS:

• ODS 7 (Energía Asequible y No Contaminante): Al reducir la dependencia de sistemas de climatización activos (aire acondicionado y calefacción), disminuye el consumo de energía eléctrica, promoviendo una energía más limpia y asequible.
• ODS 11 (Ciudades y Comunidades Sostenibles): Fomenta la construcción de viviendas resilientes y eficientes, capaces de adaptarse a las variaciones climáticas diarias y mejorar el confort y la calidad de vida de sus habitantes.
• ODS 13 (Acción por el Clima): La reducción del consumo energético se traduce en una disminución directa de las emisiones de gases de efecto invernadero, contribuyendo a la mitigación del cambio climático.

Análisis de Aplicaciones e Impacto

Versatilidad en Obra Nueva y Rehabilitación

La tecnología de PCM no se limita a nuevas construcciones. Su flexibilidad permite la integración en proyectos de rehabilitación, un factor clave para la actualización del parque inmobiliario existente hacia modelos más sostenibles.

1. Integración en Obra Nueva: Los PCM se incorporan directamente en la fabricación de ladrillos y otros materiales de construcción.
2. Aplicación en Rehabilitaciones: Es posible su integración en elementos no estructurales o mediante paneles prefabricados, respetando la estética y el valor patrimonial de las edificaciones existentes, en línea con la meta 11.4 de los ODS.
3. Métodos de Integración: Las técnicas incluyen la macroencapsulación, la microencapsulación y la estabilización en materiales porosos como la arcilla, garantizando que la apariencia del ladrillo no se vea alterada.

Durabilidad y Autonomía Operativa

Los ladrillos con PCM están diseñados para tener una vida útil prolongada, equivalente a la del propio edificio, sin requerir mantenimiento.

• Ciclos de Vida: Los PCM encapsulados pueden soportar miles de ciclos de fusión y solidificación sin degradarse.
• Funcionamiento Pasivo: El sistema se activa automáticamente por los cambios de temperatura, sin necesidad de intervención humana, instalaciones eléctricas ni revisiones periódicas.
• Investigación Continua: Se sigue investigando para optimizar su resistencia al envejecimiento y desarrollar normativas estandarizadas de durabilidad a largo plazo.

Resultados Cuantificables y Beneficios Ambientales

Reducción del Consumo Energético y Emisiones de CO₂

Estudios realizados en diversas regiones climáticas demuestran el impacto medible de esta tecnología.

• Caso de Estudio (México): Un análisis en el sureste de México registró una reducción del consumo eléctrico de hasta un 28% durante los meses cálidos.
• Caso de Estudio (Norte de África): En esta región, se han logrado disminuciones del consumo energético en verano de hasta un 97%, dependiendo del tipo de PCM y su ubicación.
• Impacto en Emisiones: Se estima que el uso de estos materiales puede evitar la emisión de hasta 707 kg de CO₂ por vivienda al año, un avance tangible en la lucha contra el cambio climático (ODS 13).

Análisis de Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

1. ¿Qué Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) se abordan o están conectados con los temas destacados en el artículo?

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante

  El artículo se centra en una tecnología que reduce la dependencia de sistemas de climatización activos, los cuales consumen una gran cantidad de energía. Los ladrillos con PCM promueven la eficiencia energética al actuar como “sistemas pasivos de climatización, pero sin maquinaria, sin cables”. Se menciona explícitamente la reducción del consumo eléctrico: “un estudio en el sureste de México demostró que al incorporar PCM en los muros, el consumo eléctrico mensual durante los meses más cálidos se redujo hasta en un 28%”. Esto se alinea directamente con el objetivo de garantizar el acceso a una energía limpia y eficiente.

• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura

  La tecnología de los ladrillos con PCM es una innovación en el campo de los materiales de construcción. El artículo describe una “investigación que se mueve entre el mundo académico y las soluciones prácticas para la edificación eficiente”. Se destaca el desarrollo de una tecnología avanzada (“pequeñas baterías térmicas invisibles”) y su aplicación para modernizar la infraestructura (edificios), haciéndola más sostenible y resiliente. La mención de que “se recomienda seguir investigando para mejorar su resistencia” también apunta al fomento de la investigación y la innovación tecnológica.

• ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles

  El desarrollo de estos ladrillos contribuye a crear edificaciones más sostenibles, un componente clave de las ciudades sostenibles. La tecnología no solo se aplica a “obra nueva”, sino que también “es posible integrarlos en rehabilitaciones de viviendas tradicionales”, lo que ayuda a mejorar el parque de viviendas existente. Al mejorar la “eficiencia energética de la vivienda” y el “confort térmico”, se contribuye a crear asentamientos humanos más inclusivos, seguros, resilientes y sostenibles.

• ODS 13: Acción por el clima

  La reducción del consumo energético tiene un impacto directo en la mitigación del cambio climático. Al disminuir la necesidad de aire acondicionado y calefacción, se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a la generación de electricidad. El artículo cuantifica este beneficio: “Algunos modelos estiman que su uso puede evitar la emisión de hasta 707 kg de CO₂ al año”. Esta es una medida concreta que contribuye a la acción climática.

2. ¿Qué metas específicas de los ODS se pueden identificar en función del contenido del artículo?

• Meta 7.3: Duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética.

  El artículo proporciona datos concretos sobre la mejora de la eficiencia energética. Frases como “disminuir su consumo energético en verano hasta en un 97%” y la reducción del “consumo eléctrico mensual… hasta en un 28%” son ejemplos directos de cómo esta tecnología contribuye a esta meta.

• Meta 9.4: Modernizar la infraestructura y reconvertir las industrias para que sean sostenibles.

  La tecnología de los ladrillos con PCM representa una modernización de la infraestructura de construcción. El artículo habla de “soluciones prácticas para la edificación eficiente” y la posibilidad de integrar estos materiales en “rehabilitaciones de viviendas tradicionales”, lo que se alinea con la reconversión de la infraestructura existente para hacerla más sostenible y eficiente en el uso de recursos.

• Meta 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per capita de las ciudades.

  Al reducir el consumo de energía y las emisiones de CO₂ de los edificios, esta tecnología ayuda a disminuir el impacto ambiental de las zonas urbanas. La afirmación de que “su uso puede evitar la emisión de hasta 707 kg de CO₂ al año” por vivienda es una contribución directa a la reducción de la huella de carbono de las ciudades.

3. ¿Hay algún indicador de los ODS mencionado o implícito en el artículo que pueda usarse para medir el progreso hacia los objetivos identificados?

• Indicador 7.3.1: Intensidad energética medida en términos de energía primaria y PIB.

  Aunque no se menciona el PIB, el artículo proporciona datos clave para medir la intensidad energética a nivel de edificio. Las cifras de reducción del consumo energético (“hasta en un 28%” y “hasta en un 97%”) son métricas directas de una menor intensidad energética para lograr el confort térmico, lo que implícitamente apoya la medición de este indicador.

• Indicador 9.4.1: Emisiones de CO₂ por unidad de valor añadido.

  El artículo menciona explícitamente una métrica de reducción de emisiones: “Algunos modelos estiman que su uso puede evitar la emisión de hasta 707 kg de CO₂ al año”. Este dato es un componente directo para calcular las emisiones de CO₂ y, por lo tanto, sirve como un indicador claro del progreso hacia una industria de la construcción más limpia.

4. Tabla: ODS, metas e indicadores

Fuente: arquitecturaydiseno.es