Materiales de cambio de fase y sus utilidades

En la entrada de esta mañana, Soledad Alonso Ureta, nuestra asidua colaboradora, nos hablará sobre los materiales de cambio de fase, también conocidos como Phase Change Material (PCM) en inglés. Los materiales de cambio de fase son materiales con alto calor latente, es decir, materiales que a la temperatura de cambio de fase son capaces de almacenar o liberar grandes cantidades de energía.

Durante el cambio de fase, la temperatura se mantiene constante y el material absorbe o libera energía progresivamente. De entre los posibles cambios de fase existentes el más interesante es el cambio de sólido a líquido, ya que a pesar de que el almacenamiento de energía es menor que en el cambio de sólido a gas también es menor su variación de volumen.

Fuente: GLASSX

La temperatura de cambio de fase (temperatura de fusión) es característica de cada material. Los PCM más comúnmente utilizados son ceras de parafina, sales hidratadas, mezclas eutécticas y ácidos grasos.

Al poder estar el PMC en fase líquida es necesario su encapsulado para evitar pérdidas de material. Este encapsulado debe ser pequeño (microencapsulado) para evitar problemas de conductividad térmica además de para poder ser incorporados a materiales de construcción como el hormigón. Este recubrimiento debe ser resistente a los cambios de volumen, a las fugas y a la corrosión.

Una de las grandes aplicaciones de los PMC es como almacenamiento térmico pasivo en climas con fuertes variaciones de temperaturas tanto día-noche como invierno-verano. Su incorporación en los cerramientos aumenta la inercia térmica de los edificios, almacenando el exceso de calor y estabilizando la temperatura interior, para devolverlo cuando la temperatura baja. Se eligen PMC cuya temperatura de fusión es igual que la temperatura de confort.

Hoy en día se van incorporando poco a poco los PMC a los sistemas constructivos de fachada, tabiques y falsos techos aumentando la inercia térmica de los edificios con soluciones ligeras que sustituyen las pesadas tipologías tradicionales como el muro trombe e incluso en vidrios.

Existen soluciones en las que se combinan varias capas de vidrio con materiales PMC (hidrato de sal), para el control térmico y lumínico de los puntos más débiles. A altas temperaturas es translúcido y a bajas temperaturas se hace transparente, además de almacenar calor durante el día y liberarlo por la noche. Tiene 8cm de grosor, pesa 100kg/m2 y un elevado coste.

Edificio con solución vidrio+PMC. Fuente: GLASSX

Sección solución vidrio+PMC. Fuente: GLASSX