La Universidad Tecnológica de Graz presenta un muro de cerámica porosa impreso en 3D que enfría edificios y espacios urbanos sin aire acondicionado.
- 🌡️ Hasta 7 °C menos junto a los módulos cerámicos.
- 🧱 Cerámica porosa impresa en 3D.
- 💧 Refrigeración por evaporación, sin compresores.
- 🍄 Micelio y serrín para aumentar la porosidad.
- 🏙️ Pensada para combatir las islas de calor urbanas.
- ⚡ Menor dependencia del aire acondicionado.
- ♻️ Posible uso de sedimentos de lagos como materia prima.
- 🏫 Aplicación en edificios, colegios y espacios públicos.
Una pared cerámica impresa en 3D logra reducir la temperatura hasta casi 7 °C gracias al enfriamiento por evaporación
Una solución inspirada en técnicas tradicionales para responder al calor de las ciudades
Las olas de calor son cada vez más frecuentes y prolongadas. Las ciudades, cubiertas por asfalto, hormigón y fachadas que absorben radiación solar durante horas, llegan a registrar temperaturas muy superiores a las de su entorno rural. Este fenómeno, conocido como isla de calor urbana, incrementa el consumo eléctrico, deteriora la calidad del aire y aumenta los riesgos para la salud.
Ante este escenario, un equipo del Instituto de Arquitectura y Medios de la Universidad Tecnológica de Graz (TU Graz) ha desarrollado una propuesta que recupera un principio físico utilizado desde hace siglos en regiones áridas, adaptándolo mediante fabricación aditiva y nuevos materiales. El resultado es una pared formada por cubos cerámicos capaces de refrescar el ambiente sin recurrir a sistemas mecánicos de climatización.
El agua como refrigerante natural
El funcionamiento del sistema parte de un mecanismo muy simple. Cuando el agua se evapora, necesita absorber energía en forma de calor. Esa energía procede del aire y de las superficies cercanas, provocando una disminución de la temperatura.
La innovación reside en la propia geometría de los bloques. Cada cubo, de aproximadamente 23 centímetros de lado, se imprime en 3D utilizando una mezcla cerámica especialmente formulada. Después se cuece a baja temperatura para conservar una elevada porosidad, permitiendo que el agua penetre por capilaridad y se distribuya de manera uniforme por toda la estructura.
Los investigadores han empleado una geometría denominada TPMS (Triply Periodic Minimal Surface), caracterizada por ofrecer una enorme superficie de evaporación utilizando muy poco material. Dicho de otra forma: más superficie disponible para que el agua se evapore y extraiga calor del ambiente con una cantidad reducida de cerámica.
La impresión 3D abre nuevas posibilidades para la arquitectura climática
La utilización de impresión 3D permite fabricar piezas con formas prácticamente imposibles mediante métodos tradicionales. Esto ofrece una ventaja importante en arquitectura sostenible.
Cada módulo puede adaptarse a diferentes necesidades de ventilación, capacidad de almacenamiento de agua o integración en fachadas y muros urbanos. Además, el diseño digital facilita modificar rápidamente las dimensiones o la distribución de los poros sin necesidad de fabricar nuevos moldes.
Este tipo de fabricación también reduce el desperdicio de material durante el proceso de producción, un aspecto especialmente relevante cuando se busca disminuir la huella ambiental del sector de la construcción.
Hongos y serrín para crear una cerámica todavía más eficiente
Uno de los aspectos más curiosos del proyecto es la incorporación de micelio, la red de filamentos que forma los hongos.
Los investigadores mezclan la arcilla con serrín y cultivos de hongos antes de imprimir las piezas. Durante el crecimiento, el micelio crea una compleja red interna. Más tarde, durante la cocción, tanto el micelio como la madera desaparecen, dejando tras de sí miles de microcanales y poros adicionales.
Esta estructura facilita que el agua se distribuya con mayor rapidez por todo el interior del bloque, aumentando la superficie activa para la evaporación y mejorando la capacidad de refrigeración sin incrementar el tamaño del módulo.
Es una combinación interesante entre biología, ciencia de materiales y arquitectura, tres disciplinas que rara vez coinciden de una forma tan directa.
Ensayos reales con un descenso térmico claramente perceptible
La tecnología no se ha quedado en simulaciones de laboratorio.
Durante una prueba realizada en un ático de la Universidad Tecnológica de Graz, los investigadores instalaron uno de estos módulos cerámicos lleno de agua dentro de un entorno controlado. Las mediciones registraron una reducción de casi 7 °C en las inmediaciones del cubo.
Más allá de los datos, el equipo destaca que la sensación de frescor resultaba evidente en toda la estancia. Este aspecto es especialmente relevante porque el confort térmico depende tanto de la temperatura medida como de cómo perciben las personas el ambiente que las rodea.
Una segunda vida para materiales que hoy terminan como residuos
Otro de los objetivos del proyecto consiste en reducir el impacto ambiental asociado a la fabricación de materiales de construcción.
Los investigadores estudian incorporar sedimentos extraídos del lago Neusiedl, en Austria, que actualmente deben retirarse periódicamente para evitar el colmatado del lago y que, en gran medida, acaban desechándose.
Si estos sedimentos pueden transformarse en materia prima para impresión 3D, pasarían de ser un residuo complejo de gestionar a convertirse en un recurso útil dentro de una economía circular, reduciendo además el consumo de materiales vírgenes.
La idea encaja con una tendencia cada vez más extendida en el sector de la construcción: aprovechar recursos locales y subproductos industriales para fabricar componentes con menor impacto ambiental.
Mucho más que una alternativa al aire acondicionado
La refrigeración evaporativa no pretende sustituir completamente al aire acondicionado en todos los climas. En ambientes muy húmedos su eficacia disminuye de forma natural, ya que el aire tiene menor capacidad para absorber vapor de agua.
Aun así, en muchas zonas cálidas y relativamente secas, este tipo de soluciones puede reducir significativamente la necesidad de climatización mecánica durante buena parte del año.
Instalar estos sistemas en patios escolares, paradas de transporte público, plazas, fachadas, edificios administrativos o zonas de espera podría mejorar el confort térmico utilizando únicamente agua y materiales cerámicos, sin compresores, gases refrigerantes ni elevados consumos eléctricos.
Además, pueden complementar otras estrategias pasivas ampliamente utilizadas, como las cubiertas vegetales, el sombreado mediante árboles, la ventilación cruzada o los pavimentos de alta reflectancia.
¿Funciona igual en cualquier clima?
No. Como cualquier sistema de refrigeración evaporativa, su rendimiento depende de la humedad del aire. En climas secos puede proporcionar un descenso térmico significativo. En ambientes muy húmedos la evaporación es mucho menor y, por tanto, también lo es el efecto de refrigeración. Por este motivo, esta tecnología está pensada como un complemento a otras estrategias de diseño bioclimático, no como un reemplazo universal de la climatización convencional.
Arquitectura adaptada al cambio climático
Durante décadas, la arquitectura ha priorizado soluciones activas basadas en equipos de climatización cada vez más potentes. Sin embargo, el aumento de las temperaturas está impulsando un cambio de enfoque.
Cada vez cobra más importancia diseñar edificios capaces de mantener el confort térmico aprovechando procesos naturales, reduciendo la demanda energética antes de recurrir a sistemas mecánicos.
La combinación de materiales inteligentes, fabricación digital, biomateriales y principios físicos tradicionales puede abrir una nueva generación de elementos constructivos que respondan al clima de manera más eficiente.
No es una vuelta al pasado. Es aprovechar conocimientos antiguos con herramientas que hace apenas unos años no existían.
Potencial
Las ciudades necesitarán combinar múltiples soluciones para adaptarse al calentamiento global. No existe una tecnología capaz de resolver por sí sola el problema del calor urbano.
Las paredes cerámicas desarrolladas por la Universidad Tecnológica de Graz muestran un camino prometedor porque aprovechan procesos naturales, requieren muy poca energía durante su funcionamiento y pueden integrarse en edificios nuevos o en determinados proyectos de rehabilitación.
A medida que avance la impresión 3D aplicada a la construcción y se desarrollen nuevos materiales de bajo impacto, este tipo de sistemas podría convertirse en un complemento habitual de la arquitectura bioclimática. Menos consumo energético, espacios públicos más confortables y edificios mejor preparados para un clima cada vez más extremo. Pequeños cambios en apariencia, aunque con capacidad para transformar la manera en la que las ciudades conviven con el calor.
Fuente: https://ecoinventos.com/investigadores-austriacos-desarrollan-un-muro-ceramico-impreso-en-3d-enfria-el-aire-hasta-7-c-sin-consumir-electricidad/
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