Científicos U. Mayor crean materiales inteligentes que podrían reducir el consumo energético en la construcción

Una innovadora investigación, que forma parte del doctorado de Alejandro Ángel, desarrolló 10 nuevos materiales de cambio de fase que aprovechan la radiación solar como fuente energética renovable y limpia, y pueden ser usados para reducir la demanda térmica en las viviendas, entre otras aplicaciones. Los resultados fueron publicados en la revista Polymers.

Para el ingeniero civil y candidato a doctor en Ciencias de Materiales Avanzados de la Universidad Mayor, Alejandro Ángel, ayudar a que la construcción sea más eficiente lo ha impulsado durante años a trabajar fuertemente en el desarrollo de nuevos materiales que permitan reducir la demanda energética de las edificaciones.

Por ello, su trabajo se ha enfocado en los materiales de cambio de fase, denominados PCM (por sus siglas en inglés), que cuando cambian del estado sólido al líquido (o viceversa) son capaces de absorber, almacenar y liberar calor según las condiciones térmicas del lugar, lo que los hace muy atractivos para su aplicación en sistemas de calefacción y refrigeración.

Ahora, como parte de su investigación del doctorado, el ingeniero desarrolló 10 nuevos PCM, cuyos resultados fueron publicados recientemente en la revista Polymers.

Lo novedoso de estos nuevos PCM es que fueron creados al “modificar las propiedades fisicoquímicas del metoxipolietilenglicol (MPEG) al incluir fragmentos aromáticos en la cadena polimérica principal para modular sus propiedades, como las temperaturas de transición y la capacidad de almacenamiento de energía térmica”.

“Al obtener PCM que sus temperaturas de transición sean a temperatura ambiente (22-28 °C), es posible utilizar la energía solar térmica, que respalda la integración de energías renovables en el sistema energético, permite la conservación de la energía y el aumento de la eficiencia general de los sistemas”, indicó el doctorando, quien además posee un Magíster en Ciencias de la Ingeniería, mención Obras Civiles.

Foto: Alejandro Ángel está cursando el Doctorado de Ciencia en Materiales Avanzados U. Mayor.

El uso de MPEG y de fragmentos aromáticos conlleva múltiples ventajas técnicas, entre ellas, que da lugar a materiales con alta capacidad de almacenamiento de calor latente, con un amplio rango de temperatura de cambio de estado, que no ocasionan corrosión ni toxicidad y que poseen gran estabilidad térmica.

El Dr. Pablo Ortiz, líder del estudio, comentó que “los resultados obtenidos abren la posibilidad de diseñar materiales que permitan un confort térmico en dependencia de la temperatura media de la región o lugar donde se apliquen”.

El académico del Centro de Nanotecnología aplicada de la U. Mayor agregó que estos materiales podrían reemplazar el uso de sistemas de climatización activos que requieran energía, como aires acondicionados, lo que reduciría el actual costo energético y económico, y, además, permite explorar otras aplicaciones como su uso en textiles con la misma finalidad.

El siguiente paso en la investigación consistirá en incluir los PCM sintetizados en paneles de doble vidriado hermético (DVH), para que puedan actuar como dispositivos de almacenamiento y liberación de calor en las ventanas de las viviendas.

“Al incorporar PCM en paneles de DVH, se podría lograr una mejora significativa en el rendimiento térmico de las ventanas, reduciendo la transferencia de calor entre el interior y el exterior de las edificaciones. Esto puede llevar a una disminución en el consumo de energía para calefacción y refrigeración, lo que se traduciría en un ahorro energético y una mayor eficiencia energética del edificio”, finalizó diciendo Ángel.