Cualquier persona con gruesos muros de ladrillo o piedra probablemente haya notado que su hogar tarda mucho en calentarse o enfriarse durante el día. Esto se debe a que durante años los arquitectos han empleado materiales de alta masa, que reducen el flujo de temperatura, como un medio para construir edificios pasivos y ecológicos. Si bien estos materiales funcionan bien en la regulación de las fluctuaciones de temperatura, pueden ser costosos, requieren una estructura adicional y se comen los pies cuadrados del edificio. Afortunadamente, los científicos han estado trabajando duro para desarrollar la misma tecnología, pero a nivel microscópico, en forma de materiales de cambio de fase.
La idea básica de los edificios pasivos y la masa térmica, son los materiales de construcción con una alta masa (agua, piedra o concreto) recolecte y almacene calor durante todo el día, y luego libérelo lentamente a medida que la temperatura gotas. Idealmente, esta técnica de diseño se utiliza en climas que tienen fluctuaciones extremas de temperatura de día a noche o de estación a estación. La masa térmica ayuda a la eficiencia de un edificio, reduce la necesidad de equipos de calefacción y refrigeración, y se hace sin partes móviles.
Los materiales de cambio de fase (PCM) proporcionan masa térmica, pero en una escala mucho más pequeña. Los PCM funcionan fundiéndose y solidificándose a una temperatura específica: el calor se absorbe en el estado sólido y cuando el material alcanza una temperatura predeterminada, cambia a líquido y libera la energía almacenada (calor). Cuando la temperatura cae por debajo de un grado predeterminado, el PCM se solidifica nuevamente y el proceso se repite. Los PCM más comunes vienen en forma de parafina, ácidos grasos e hidratos de sal, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. La mayoría de los PCM deben encapsularse para almacenarse y evitar la evaporación y la absorción.
Hay varios sectores en la industria de la construcción que buscan incorporar PCM en sus materiales y productos; algunos ejemplos de esto incluyen paneles de yeso, ventanas, concreto y aislamiento. Por ejemplo, cuando los PCM se incrustan en paneles de yeso, todo un edificio es capaz de almacenar energía, en lugar de solo sus paredes exteriores (donde generalmente se usa la mampostería). Todas las paredes revestidas con paneles de yeso incrustados PCM pueden absorber y liberar calor durante todo el día para mantener una temperatura predeterminada y deseada. Al usar paneles de yeso incrustados con PCM como masa térmica, en lugar de mampostería u hormigón, el edificio gana espacio material de archivo que normalmente se habría perdido en paredes gruesas y necesita menos soporte estructural, lo que puede ser muy costoso.
Muchos materiales de PCM se están sometiendo a pruebas, ya que es muy difícil ajustar cada producto para que sea aplicable a una variedad de climas y rangos de temperatura deseados. Sin embargo, muchos productos PCM ya se están integrando en la industria de la construcción en Europa y se vieron tan recientemente como el año pasado en algunas de las entradas de Solar Decathlon. Parece una idea tan innovadora pero simple, y estamos ansiosos por ver cómo evoluciona dentro de la industria de la construcción.
