Hace calor. Son las cinco de la tarde y la temperatura interior de la vivienda de Ahmed, en Marruecos, supera los 32 °C. Fuera, el sol golpea con fuerza, pero él no tiene aire acondicionado. Tampoco lo necesita. Su casa, construida con ladrillos especiales que contienen materiales de cambio de fase –aquellos que absorben o liberan grandes cantidades de energía térmica durante su cambio de estado–, mantiene una temperatura interior estable gracias a un fenómeno físico. El calor no entra de golpe, sino que queda absorbido en las paredes.

¿Qué tiene de especial este ladrillo? Durante el día, cuando las temperaturas suben, almacena el exceso de calor. Y al llegar la noche, lo libera lentamente cuando el ambiente se enfría. No hay ventiladores, ni compresores, ni consumo eléctrico: solo física aplicada al diseño.

Este tipo de tecnología pasiva ya se está probando en regiones cálidas como India, Argelia, México o el sur de Europa. Y puede cambiar por completo cómo nos protegemos del calor sin depender de sistemas activos que consumen energía y generan emisiones.

¿Qué son los PCM y por qué son importantes?

Los materiales de cambio de fase (PCM, por sus siglas en inglés), al cambiar de estado, por ejemplo de sólido a líquido, absorben o liberan calor sin variar su temperatura, un fenómeno conocido como almacenamiento de calor latente. Durante el día, cuando la temperatura sube, el PCM absorbe ese exceso de calor y se funde. Por la noche, cuando baja la temperatura, el material se solidifica y libera el calor acumulado. Este ciclo se repite cada día, permitiendo mantener temperaturas interiores más estables y reduciendo los picos de calor sin necesidad de climatización mecánica.

Existen fundamentalmente tres tipos de PCM: parafinas, sales hidratadas o mezclas eutécticas, cada una con ventajas y limitaciones. Su selección depende de factores como el clima, el tipo de edificio y el rango de temperatura deseado.

Olezzo/Shutterstock.

Ladrillos inteligentes: cómo integrar PCM en la construcción

Convertir un ladrillo en un regulador térmico no requiere reinventar la arquitectura, sino repensar sus materiales. Hoy en día, existen varias formas de incorporar los PCMs en los elementos constructivos, y no todas implican el mismo nivel de complejidad.

Algunas técnicas directas, como mezclar el PCM con cemento o sumergir los ladrillos en él, resultan sencillas, pero pueden provocar filtraciones y pérdida de eficacia. Una alternativa más práctica y segura es llenar las cavidades internas del ladrillo con PCM encapsulado. Así, se aprovecha el espacio del propio material de construcción para almacenar energía térmica, algo especialmente útil en climas calurosos, donde ayuda a mantener una temperatura interior más estable.

Por otro lado, las técnicas de integración indirecta apuestan por envolver el PCM en pequeñas cápsulas, tubos o placas, que luego se insertan en los huecos del ladrillo o se incorporan como capas añadidas. Esta opción facilita el mantenimiento, permite reemplazar el PCM sin afectar la estructura y abre la puerta a soluciones modulares y adaptables.

Ambos enfoques tienen un fin común: convertir muros pasivos en componentes activos que interactúan con el entorno. No es casualidad que esta tecnología esté despertando interés en regiones con veranos cada vez más extremos. Marruecos, India, México, Taiwán o el sur de España ya cuentan con investigaciones y ensayos que demuestran su efectividad. Porque si el calor entra por las paredes, ¿por qué no convertir esas mismas paredes en parte de la solución?

¿Qué beneficios aportan?

La pregunta clave es sencilla: ¿realmente funcionan? Y la respuesta, según decenas de estudios recientes, es afirmativa.

Los ladrillos con PCM no solo estabilizan la temperatura interior, sino que lo hacen sin necesidad de enchufes, sin gasto energético adicional y pasan desapercibidos. Por lo que resultan una solución pasiva, silenciosa y duradera.

En viviendas construidas con estos materiales se ha registrado una reducción de hasta 6 °C. en la temperatura interior durante las horas más calurosas. Esto no es solo una cuestión de confort: puede ser la diferencia entre conciliar el sueño o pasar la noche en vela, o entre soportar el calor o necesitar un ventilador durante una ola de calor.

Además, los muros con PCM disminuyen la oscilación térmica dentro de los edificios. ¿Qué significa esto? Que el calor no entra de golpe y la casa no se enfría de repente. Se alisa la curva de temperatura, y con ello se reduce la demanda de climatización. Cuanto menos fluctúa la temperatura, menos energía necesitamos para corregirla.

El impacto en el consumo es significativo: en algunas simulaciones realizadas en Marruecos, India o el Mediterráneo, el uso de ladrillos con PCM ha permitido ahorrar entre un 20 % y un 50 % de energía destinada a refrigeración. Incluso en zonas templadas, donde la diferencia entre el día y la noche es notable, se obtienen beneficios.

Y hay un detalle más: cuanto mayor es la exposición solar de una pared –por ejemplo, las orientadas al sur o al oeste–, mayor es el efecto del PCM. Por eso, adaptar la orientación y el diseño del edificio puede potenciar aún más su eficacia.

Menos emisiones y más sostenibilidad

Integrar PCMs en los ladrillos no solo mejora la eficiencia energética de los edificios, sino que también reduce las emisiones de CO₂. Al estabilizar la temperatura interior, se disminuye la necesidad de calefacción y aire acondicionado, lo que significa menos consumo eléctrico y, por tanto, menos emisiones asociadas.

Además, si se eligen PCMs de origen biológico o reciclado, el impacto ambiental se reduce aún más desde el origen. Aunque estos materiales pueden tener un coste inicial más alto, los ahorros energéticos a largo plazo compensan la inversión. Diversos estudios han demostrado que el uso de ladrillos con PCMs en edificaciones puede reducir hasta 700 kg de emisiones de CO₂ por vivienda al año y generar ahorros energéticos de hasta un 40 % en climas cálidos.

¿Qué hace falta para que esta tecnología se popularice?

Aunque los PCM prometen mucho, todavía tienen varios retos por resolver. Primero, su conductividad térmica debe mejorar para que el calor se transfiera con mayor rapidez. También es necesario abaratar los costos de fabricación y el proceso de encapsulado, que actualmente encarecen el producto final.

Además, la seguridad es un punto clave: algunos PCM, como ciertas parafinas, son inflamables, lo que limita su uso en construcción. Por último, faltan normas técnicas claras y sistemas estandarizados para evaluar su desempeño, lo que dificulta su adopción masiva.

Superar estos obstáculos requiere una colaboración estrecha entre científicos, arquitectos, ingenieros y fabricantes. Sólo así podrá esta tecnología avanzar del laboratorio a las paredes de nuestros hogares.

Una solución inteligente ante el cambio climático

En el contexto de cambio climático y crisis energética que enfrentamos, debemos repensar cómo construimos. Integrar materiales de cambio de fase en la edificación no requiere reinventar la rueda: se trata de aprovechar la sabiduría de la arquitectura tradicional —muros gruesos, inercia térmica— con las herramientas de la ciencia actual.

El estudio confirma que la integración de PCMs en ladrillos tradicionales es una estrategia efectiva para mejorar la eficiencia energética y el confort térmico en edificios. Estos materiales actúan como amortiguadores térmicos, absorbiendo y liberando calor latente durante sus cambios de fase, lo que reduce significativamente las fluctuaciones de temperatura interior, el flujo de calor y la demanda de refrigeración.

Por tanto, la solución no está solo en el aire acondicionado, sino también en los propios muros. Y ya tenemos la tecnología para lograrlo.

Nazaret Ruiz Marín, Profesora del área de máquinas y motores térmicos, Universidad de Cádiz.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.