Informe sobre la Integración de Materiales de Cambio de Fase (PCM) en la Construcción y su Relación con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

Introducción

En regiones cálidas como Marruecos, la temperatura interior de las viviendas puede superar los 32 °C sin necesidad de aire acondicionado, gracias al uso de ladrillos especiales que contienen materiales de cambio de fase (PCM). Estos materiales absorben y liberan energía térmica durante su cambio de estado, manteniendo una temperatura interior estable y reduciendo la dependencia de sistemas activos que consumen energía y generan emisiones.

¿Qué son los PCM y su importancia para los ODS?

1. Definición y funcionamiento: Los PCM absorben o liberan calor sin variar su temperatura durante su cambio de estado, fenómeno conocido como almacenamiento de calor latente. Esto permite mantener temperaturas interiores estables y reducir picos de calor sin climatización mecánica.
2. Tipos de PCM: Parafinas, sales hidratadas y mezclas eutécticas, seleccionados según clima, tipo de edificio y rango de temperatura deseado.

Esta tecnología contribuye directamente al ODS 7: Energía asequible y no contaminante y al ODS 13: Acción por el clima, al reducir la necesidad de energía para climatización y las emisiones asociadas.

Ladrillos inteligentes: Integración de PCM en la construcción

• Técnicas directas: Mezclar PCM con cemento o sumergir ladrillos en PCM, aunque con posibles filtraciones.
• Técnicas indirectas: Uso de PCM encapsulado en cavidades internas o en cápsulas, tubos o placas insertados en los ladrillos, facilitando mantenimiento y adaptabilidad.

Estas técnicas permiten transformar muros pasivos en componentes activos que interactúan con el entorno, apoyando el ODS 9: Industria, innovación e infraestructura y el ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles.

Beneficios de los ladrillos con PCM

1. Estabilización térmica: Reducción de hasta 6 °C en temperatura interior durante horas calurosas, mejorando el confort y la salud.
2. Reducción de oscilación térmica: Alisamiento de la curva de temperatura que disminuye la demanda de climatización.
3. Ahorro energético: Simulaciones muestran ahorros entre 20 % y 50 % en energía destinada a refrigeración.
4. Optimización del diseño: Mayor eficacia en paredes con alta exposición solar, potenciando el diseño arquitectónico sostenible.

Estos beneficios están alineados con el ODS 3: Salud y bienestar y el ODS 12: Producción y consumo responsables.

Impacto en emisiones y sostenibilidad

• Reducción de emisiones de CO₂ al disminuir la necesidad de calefacción y aire acondicionado.
• Uso de PCMs de origen biológico o reciclado para minimizar el impacto ambiental desde el origen.
• Estudios indican una reducción de hasta 700 kg de CO₂ por vivienda al año y ahorros energéticos de hasta 40 % en climas cálidos.

Esto contribuye significativamente al ODS 13: Acción por el clima y al ODS 15: Vida de ecosistemas terrestres.

Retos para la popularización de la tecnología PCM

1. Mejorar la conductividad térmica para una transferencia de calor más eficiente.
2. Reducir costos de fabricación y encapsulado para hacer la tecnología accesible.
3. Garantizar la seguridad, considerando la inflamabilidad de algunos PCM.
4. Establecer normas técnicas y sistemas estandarizados para evaluar desempeño.

Superar estos retos requiere colaboración interdisciplinaria, apoyando el ODS 17: Alianzas para lograr los objetivos.

Conclusión: Una solución inteligente frente al cambio climático

La integración de PCM en la construcción representa una estrategia efectiva para mejorar la eficiencia energética y el confort térmico, alineada con múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible. Esta tecnología aprovecha principios de la arquitectura tradicional y la ciencia moderna para reducir la dependencia del aire acondicionado, disminuir emisiones y promover edificaciones sostenibles.

Por lo tanto, la adopción de materiales de cambio de fase en la edificación es una solución inteligente y necesaria para enfrentar los desafíos del cambio climático y la crisis energética, contribuyendo al cumplimiento de los ODS y al bienestar global.

1. ¿Qué Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) se abordan o están conectados con los temas destacados en el artículo?

1. ODS 7: Energía asequible y no contaminante
   • El artículo destaca el uso de materiales de cambio de fase (PCM) para reducir el consumo energético en climatización, promoviendo soluciones pasivas y eficientes sin consumo eléctrico adicional.
2. ODS 11: Ciudades y comunidades sostenibles
   • Se aborda la mejora de la eficiencia energética en viviendas y edificios, contribuyendo a entornos urbanos más sostenibles y confortables.
3. ODS 12: Producción y consumo responsables
   • Se menciona la utilización de PCMs de origen biológico o reciclado, lo que implica un menor impacto ambiental y una producción más sostenible.
4. ODS 13: Acción por el clima
   • La reducción de emisiones de CO₂ derivadas del menor consumo energético para climatización contribuye a mitigar el cambio climático.
5. ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
   • El desarrollo y aplicación de tecnología innovadora en materiales de construcción para mejorar la eficiencia energética.

2. ¿Qué metas específicas de los ODS se pueden identificar en función del contenido del artículo?

1. Meta 7.3: Duplicar la tasa mundial de mejora de la eficiencia energética.
   • El artículo muestra cómo los PCM en ladrillos reducen el consumo energético en refrigeración hasta en un 50% en algunos casos.
2. Meta 11.6: Reducir el impacto ambiental negativo per cápita de las ciudades, incluyendo la calidad del aire y la gestión de residuos.
   • La mejora en la eficiencia energética de los edificios contribuye a disminuir las emisiones contaminantes en zonas urbanas.
3. Meta 12.5: Reducir sustancialmente la generación de desechos mediante prevención, reducción, reciclado y reutilización.
   • Uso de PCMs reciclados o de origen biológico para minimizar el impacto ambiental.
4. Meta 13.2: Integrar medidas relativas al cambio climático en las políticas, estrategias y planificación nacionales.
   • Promoción de tecnologías pasivas para reducir emisiones y adaptarse a olas de calor y cambios climáticos.
5. Meta 9.5: Mejorar la investigación científica, la capacidad tecnológica y la innovación.
   • Desarrollo de técnicas para incorporar PCM en materiales de construcción y superar retos técnicos.

3. ¿Hay algún indicador de los ODS mencionado o implícito en el artículo que pueda usarse para medir el progreso hacia los objetivos identificados?

1. Indicador 7.3.1: Intensidad energética medida en términos de consumo de energía por unidad de PIB.
   • El ahorro energético en refrigeración (20% a 50%) gracias a los PCM puede reflejar una mejora en la eficiencia energética.
2. Indicador 11.6.2: Emisiones per cápita de gases de efecto invernadero en las ciudades.
   • La reducción de emisiones de CO₂ por vivienda (hasta 700 kg/año) es un dato relevante para medir el impacto ambiental urbano.
3. Indicador 12.5.1: Cantidad de desechos generados per cápita y proporción de desechos reciclados.
   • El uso de materiales reciclados o biológicos para PCMs contribuye a este indicador, aunque no se cuantifica en el artículo.
4. Indicador 13.2.1: Número de países que adoptan y aplican estrategias de adaptación al cambio climático.
   • La adopción de tecnologías pasivas como PCM en construcción puede ser parte de estas estrategias.
5. Indicador 9.5.1: Gastos en investigación y desarrollo como proporción del PIB.
   • El artículo menciona la necesidad de investigación para mejorar conductividad térmica y seguridad de los PCM.

4. Tabla: ODS, metas e indicadores

Fuente: theconversation.com