MIRACLE es el nombre de un proyecto de investigación conjunto entre universidades de España, Italia, Bélgica, Alemania y Francia, que pretende desarrollar un nuevo tipo de hormigón que permita “expulsar el calor de los edificios sin consumo adicional de energía”, logrando así edificaciones energéticamente neutrales.
Existen diversas iniciativas que buscan mitigar los efectos del cambio climático en las ciudades. Estas van desde la construcción de viviendas resilientes (como contamos AQUÍ) al desarrollo de obras que, entre otras cosas, están pensadas como salvaguardas ante los eventos meteorológicos extremos provocados por este fenómeno.
Sin embargo, estos proyectos están o en fase de diseño o, en el caso de infraestructura resiliente, alejados del entorno urbano. ¿Cómo podemos construir edificaciones, por ejemplo, que sean carbono neutrales?. Chile, por ejemplo, ya se fijó esa ambiciosa meta para el año 2050, según el anuncio del Ministerio de Energía a comienzos de este año. Ocurre lo mismo con la Unión Europea, que en 2018 presentó su estrategia a largo plazo, abogando por una “Europa climáticamente neutra para 2050”.
Por este motivo, un grupo de investigadores de distintos países del Viejo Continente se unieron bajo el proyecto de investigación MIRACLE, que busca crear un hormigón con características especiales para, por ejemplo, construir edificios “energéticamente neutros o que se pueda reducir la huella de CO2” de estos.
Trabajando con nanopartículas para mejorar al hormigón
Financiado por el programa FET Open (Future Emerging Technologies) de la Unión Europea, el proyecto de investigación MIRACLE -Photonic Metaconcrete with Infrared Radiative Cooling Capacity for Large Energy savings- busca diseñar un hormigón “con capacidad de enfriamiento autónomo por emisión radiactiva”, dice la descripción del proyecto.
Jorge S. Dolado, investigador del Centro de Física de Materiales (CFM), vinculado a la Universidad del País Vasco, es el líder de este proyecto, en el que también participan la Universidad Pública de Navarra (UPNA), TECNALIA, la Universidad Politécnica de Darmstad (TU Darmstad, Alemania), la Universidad Católica de Lovaina (KU Lovaina, Bélgica), Microligh3D (Francia) y la Universidad Politécnica de Torino (Italia).
Respecto a este nuevo tipo de hormigón que apunta el proyecto, Dolado comentó al portal de la Universidad del País Vasco que la idea es hacer un nuevo diseño del material “para que funcione como un meta-material, de modo que sea capaz de disipar el calor al espacio exterior”.
En ese sentido, los meta-materiales son elementos artificiales diseñados para presentar características que no se encuentran en la naturaleza. Así, los investigadores del proyecto MIRACLE se abocarán en desarrollar un material (hormigón) fotónico, cuya respuesta a la luz estará diseñada para lograr un enfriamiento radiativo pasivo,
“Esto -explicó Miguel Beruete, investigador principal de la UPNA, al portal Bimsa Reports– significa que el meta-hormigón podrá expulsar calor de los edificios al espacio exterior sin ningún consumo adicional de energía”.
Enfrentando al Cambio Climático con edificios carbono-neutrales de hormigón
Usualmente, el calor emitido por cualquier material rebota en la atmósfera (el denominado “efecto invernadero”). Sin embargo, existe un pequeño rango de frecuencias que las que la radiación térmica puede atravesar la atmósfera y llegar al espacio exterior. Esa franja, denominada “ventana atmosférica”, es fundamental en la tecnología de enfriamiento radiactivo que se busca implementar con el desarrollo del hormigón fotónico.
“Ocurre que, a temperatura ambiente, los cuerpos tienen el máximo de radiación justo en la ventana atmosférica, de manera que esa radiación se propaga sin pérdidas a través de la atmósfera y llega al espacio exterior, que es un sumidero de calor prácticamente ideal. El resultado del cuerpo es que se enfría de manera natural sin necesidad de energía extra”, explicó Beruete.
Precisamente, a eso apunta el proyecto MIRACLE: al desarrollo de estos hormigones que sean capaces de reflejar toda la radiación solar y emitir toda la radiación térmica en la ventana atmosférica, de manera que se consiga una disminución de la temperatura. Para conseguir eso, “se debe modificar la composición del cemento para lograr una máxima reflexión solar y focalizar la emisión térmica radiactiva en la ventana atmosférica, jugando con la disposición geométrica de microfibras de acero”, apuntan desde el equipo de investigación.
Por lo mismo, el reto es hallar nuevos hormigones que combinen una alta transparencia con la luz solar con alta capacidad emisiva en la ventana atmosférica. “Estamos convencidos que la ciencia y tecnología a desarrollar en el proyecto MIRACLE abre un nuevo paradigma (el meta-hormigón fotónico), con el que materiales ‘humildes’ como el hormigón y el cemento se van a transformar en meta-materiales de alta tecnología”, agregó el grupo.
“En el contexto de un calentamiento global cada vez mayor -dijo Miguel Beruete a Bimsa Reports- este avance científico y tecnológico puede tener un gran impacto en la absorción de edificios de energía casi nula y en la estrategia global para reducir la huella de CO2”.
El proyecto MIRACLE cuenta con un financiamiento de 3 millones de euros, otorgado por la Comisión Europea a través de su programa FET Open, y tiene una duración de 48 meses.
