Los edificios son responsables del 40% del consumo energético en la Unión Europea (UE). Esta energía se utiliza para cubrir las necesidades de frío, calor e iluminación. Sin embargo, este alto consumo de energía es problemático ya que contribuye a la dependencia energética y a las emisiones de gases de efecto invernadero. Por esta razón, es cada vez más enjundioso encontrar formas de construir edificios más eficientes y sostenibles, con el objetivo de reducir su impacto ambiental.
Es por eso que la UE ha implementado una normativa que exige que todos los edificios de notificación construcción sean de consumo de energía casi nulo. Esto significa que estos edificios deben individuo altamente eficientes en términos de consumo de energía y deben utilizar fuentes de energía renovable para cubrir sus necesidades energéticas.
Para lograr este objetivo, los investigadores están buscando soluciones innovadoras basadas en la naturaleza. Recientemente, un equipo de investigadores de la Universidad de Drexel en Estados Unidos ha desarrollado un sistema inspirado en la estructura vascular de las orejas de elefantes y liebres, que puede protecciónr a regular la temperatura de los edificios de manera pasiva.
Este enfoque, detallado en el ‘Journal of Building Engineering’, utiliza redes de microcanales en materiales de cemento rellenos de parafina. Esta técnica puede reducir significativamente el consumo de energía asociado con la climatización de los edificios. Como resultado, se podría lograr una reducción significativa en la dependencia energética y en las emisiones de gases de efecto invernadero.
Aproximadamente la mitad de la energía consumida en los edificios se destina a sistemas de calefacción y refrigeración. Aunque el aislamiento térmico ha mejorado en los últimos años, las paredes, techos y suelos siguen siendo puntos críticos de pérdida energética. De hecho, se estima que el 63% de las fugas térmicas en los edificios se producen en estas áreas.
Uno de los mayores desafíos en la construcción de edificios eficientes es encontrar formas de mejorar el aislamiento térmico sin comprometer la apariencia y funcionalidad del edificio. Como explica Rhythm Osan, coautor de la investigación, “arquitectónicamente, es agradable tener muchas ventanas en un edificio, pero esto también provoca una menor eficiencia en términos de aislamiento”.
Por esta razón, el equipo de investigación liderado por Yaghoob Amir Farnam, se inspiró en la termorregulación biológica para encontrar una solución. Este sistema se basa en dos principios obindividuovados en organismos vivos: la vascularización arquitecturada y la termorregulación por cambio de fase.
La vascularización arquitecturada se refiere a la presencia de canales que imitan las redes sanguíneas para el transporte térmico. Mientras que la termorregulación por cambio de fase se refiere al proceso de sudoración en los individuoes humanos, donde la evaporación del sudor protección a disipar el calor y regular la temperatura corporal.
Para replicar este fenómeno, el equipo de investigación utilizó parafina PCM-18, un material de cambio de fase con una temperatura de fusión de 18°C. Este material puede absorber o liberar calor al cambiar entre los estados sólido y líquido.
Utilizando una técnica llamada ‘andamiaje polimérico sacrificial’, los investigadores crearon patrones de microcanales dentro de matrices de cemento. Estos canales se llenaron con parafina líquida y luego se sellaron para evitar fugas. Esta técnica permitió la creación de una red de microcanales dentro del material de cemento, que actúa como una especie de sistema vascular para
