Un equipo de investigadores ha desarrollado un nuevo elemento radiante prefabricado para fachadas con elevada capacidad de almacenamiento térmico mediante la incorporación de materiales de cambio de fase. Estos materiales permiten aprovechar el calor latente intercambiado durante los cambios de estado, lo que permite almacenar una mayor cantidad de calor en un mismo volumen con respecto a otros sistemas basados únicamente en calor sensible.

El estudio desarrolla una solución innovadora para fachadas de edificios residenciales que permite aprovechar al máximo los recursos energéticos locales.

El proyecto que lo ha desarrollado se llama Inphase, está dentro del Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad, y nació con el objetivo de desarrollar un nuevo elemento radiante, con elevada capacidad de almacenamiento térmico mediante la incorporación de materiales de cambio de fase PCM (Phase-Change Materials).

El equipo de investigadores está formado por el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETCC) y la Universitat de Lleida, conjuntamente con el Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones (IECA) y la empresa Indagsa, así como la colaboración de distintas universidades (Jaume I, Barcelona y Politécnica de Madrid). En este equipo de investigadores ha formado parte Lorenzo Olivieri, de la ETS Arquitectura de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), quien señala que “el objetivo es conseguir edificios de energía cero que, combinando un diseño ultra-eficiente de la envolvente con la integración de energías renovables, generen localmente la misma cantidad de energía que demandan a lo largo de un año”.

Estudio de los materiales de cambio de fase
En una primera etapa del proyecto se caracterizaron más de 10 PCM comerciales para definir el más adecuado para la utilización en la pared prefabricada. Se analizaron numerosas características como la entalpía de cambio de fase, la conductividad térmica, el calor especifico, las variaciones de volumen y sobre todo la estabilidad de todas estas características a largo plazo, para garantizar una vida útil del elemento igual o superior a la del edificio.

El siguiente reto fue diseñar un mortero con el PCM para esa aplicación, siendo uno de los objetivos del proyecto conseguir una incorporación directa del PCM micro-encapsulado dentro de la matriz del mortero, para poderlo utilizar en los procesos de producción convencionales de elementos prefabricados. Para ello, se ensayaron las propiedades térmicas de diferentes morteros de cemento adicionados con PCM, variando el tipo y la cantidad de elementos en la mezcla.

Los resultados mostraron que las mejores propiedades térmicas se obtienen utilizando agregados de sílice y aditivos antiespumantes, y permitieron definir la formulación óptima del mortero para el elemento prefabricado.