Geles que almacenan calor estabilizan interiores, en pruebas reducidas

Un cubito de hielo en una bebida la mantiene fría: al derretirse, absorbe calor sin calentarse. Investigadores de la Universidad A&M de Texas quieren que los edificios hagan lo mismo, con una familia de geles que podrían integrarse en tejados, paredes y ventanas. Los llaman salogeles: geles poliméricos cargados de sales hidratadas, es decir, sales que llevan agua atrapada en sus cristales.

Estos materiales pertenecen a la familia de los materiales de cambio de fase, que alternan entre sólido y líquido y absorben o liberan calor en el proceso. La parafina, una cera que durante mucho tiempo ha servido de referencia para el almacenamiento de calor, es uno de sus miembros. El equipo prefiere las sales, que pueden almacenar más del doble de calor por volumen que la parafina, no arden con facilidad y son razonablemente baratas. El cloruro de calcio hexahidratado, por ejemplo, es un subproducto de la fabricación de ceniza de sosa.

El inconveniente ha impedido que las sales llegaran a la construcción. Al fundirse, se vuelven líquidas, se escapan y a veces se separan en capas. Los ingenieros han intentado contenerlas en soportes porosos o en cápsulas selladas, pero esas soluciones suelen limitar la sal a menos del 70 % del material, y las cápsulas complican la fabricación. Los salogeles siguen otro camino: un poco de polímero mantiene la sal en su lugar. Las versiones con enlaces reversibles, que pueden romperse y volver a formarse, conservan entre el 80 % y el 95 % de la capacidad de almacenamiento de calor de la sal pura.

Las pruebas siguen siendo pequeñas. En una casa modelo, un gel de trihidrato de acetato de sodio llenó tres tuberías bajo el suelo, y la liberación de calor podía activarse en una, dos o las tres. En una casa impresa en 3D, un recubrimiento de salogel en las paredes mantuvo el interior notablemente más fresco durante la fusión y mucho más cálido durante la cristalización que una casa idéntica sin él. En las ventanas, el gel se funde de día y se vuelve transparente, y por la noche cristaliza, desprende calor y se vuelve opaco.

Los geles más firmes almacenan menos energía, mientras que los mejores acumuladores de calor son los más blandos. Algunas sales también permanecen líquidas incluso cuando la temperatura baja lo suficiente para solidificarlas, por lo que la liberación debe ser fiable cuando se necesita, y todavía no se entiende bien cómo la red de polímero lo consigue. La protección frente a la humedad, la fabricación a gran escala, la durabilidad tras muchos ciclos de calentamiento y enfriamiento, y cuánta energía ahorraría un edificio real siguen siendo cuestiones abiertas.

Propietarios y constructores se beneficiarían si estos geles resisten, a través de paredes y tejados que suavicen las oscilaciones entre día y noche, y de equipos de aire acondicionado y calentadores de agua, donde el gel podría incorporarse como una segunda vía. Las fuentes no dan fecha ni cifra de ahorro. Los próximos pasos son la simulación y la inteligencia artificial para predecir qué polímero se disuelve en qué sal, mezclas de sales con puntos de fusión ajustables, y la impresión 3D o las fibras de gel, con el objetivo de obtener un material resistente y reciclable que dure años dentro de los edificios.