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La industria de la construcción representa aproximadamente el 37% de las emisiones globales de Co₂. Los materiales tradicionales como el cemento, el acero y los ladrillos contribuyen a más del 70% de su huella, con la producción de cemento que constituye una participación especialmente grande.
Para enfrentar este problema, los investigadores están desarrollando todo tipo de materiales y mecanismos de construcción innovadores, que van desde paredes que producen energía solar hasta concreto a base de bacterias autoportadoras.
Estos materiales inteligentes, aparentemente las cosas de la ciencia ficción, se están convirtiendo rápidamente en una realidad, y una serie de iniciativas de la Unión Europea (UE) tienen como objetivo convertir los materiales de construcción de vanguardia en soluciones reales, sostenibles y asequibles. El sector privado también está desempeñando su parte: en las últimas dos décadas, compañías como Dyson Holdings y Monodraught han presentado más de 40 patentes para materiales avanzados destinados a mejorar el rendimiento térmico, la durabilidad y el impacto ambiental de los edificios.
Sin embargo, cualquier material nuevo tiene que eliminar mucha seguridad, seguridad y obstáculos ambientales. Esto significa que sacarlos del laboratorio y al mundo real puede presentar un desafío serio.
Desde el prototipo hasta el sitio de construcción
El proceso de desarrollo comienza con la identificación de un problema técnico o ambiental, como mejorar el aislamiento o reducir el uso de energía. Luego se crea y prueba un prototipo funcional en condiciones controladas para evaluar sus propiedades físicas y químicas. Esto incluye evaluar la resistencia a la compresión, la absorción de agua, la resistencia al fuego, la conductividad térmica y el aislamiento acústico.
Si el prototipo es prometedor, luego progresa a una fase de producción piloto, donde se fabrican grandes cantidades para probar la estabilidad, la consistencia y la escalabilidad. Al mismo tiempo, se prepara documentación técnica integral.
En la UE, la aprobación es un proceso largo y estrechamente regulado. Los materiales de construcción deben cumplir con la regulación de productos de construcción (UE No 305/2011). Esto implica obtener el marcado CE (conformidad europea), presentar una declaración de desempeño (DOP) y adherirse a las normas europeas armonizadas (EN) establecidas por el Comité Europeo de Estandarización (CEN). Estos estándares aseguran que los productos cumplan con los criterios relacionados con la seguridad estructural, la eficiencia térmica, la resistencia a la humedad y el comportamiento del fuego.
Además, se realiza una evaluación del ciclo de vida para evaluar el impacto ambiental del material, desde la extracción de sus materias primas componentes hasta su eventual eliminación o reciclaje. Esta evaluación es crucial para alinearse con las políticas europeas y para obtener certificaciones de construcción ecológica como Breeam y LEED.
Una vez que las aprobaciones técnicas son completas, se desarrollan estrategias para la producción, el embalaje, la distribución y el marketing. Las simulaciones de rendimiento y las representaciones digitales del material (conocido como modelado de información de edificios o objetos BIM) también se crean para garantizar una integración perfecta en diseños arquitectónicos utilizando software comercial especializado.
La innovación no es fácil (o barata)
Este complejo proceso significa que muchas ideas innovadoras en la construcción nunca llegan al mercado. Los desarrolladores deben seguir las estrictas seguridad, el rendimiento y las reglas ambientales, que a menudo implican pruebas y certificaciones costosas.
Al mismo tiempo, muchos equipos de investigación enfrentan desafíos como fondos limitados o contactos de la industria, y es posible que no comprendan completamente los requisitos legales. Sin el apoyo adecuado, incluso las mejores ideas pueden permanecer atascadas como prototipos.
Para abordar estos desafíos, la Unión Europea ha lanzado varias iniciativas para impulsar las innovaciones de la fase de investigación inicial a la adopción del mercado:
Una puerta de entrada a los materiales futuros
Pinchar la brecha entre los prototipos y los materiales de construcción listos para el mercado requiere un apoyo integral. Exploit4Innomat es una plataforma europea que ofrece un punto de entrada único para empresarios, PYME y centros de investigación con el objetivo de escalar materiales inteligentes y sostenibles.
La plataforma proporciona servicios que abarcan todo el ciclo de desarrollo:
Validación y certificación técnica: acceso a instalaciones de línea piloto aprobadas por la UE para las pruebas de acuerdo con los estándares europeos, incluida la marca CE antes mencionada y la declaración de rendimiento (DOP). Asesoramiento científico especializado: apoyo en caracterización de materiales, optimización de propiedades y estrategias de escala. Simulación y modelado digital: herramientas que predicen cómo se comportan los materiales en términos de calor, fuerza e impacto ambiental dentro de modelos digitales de edificios reales. Estas herramientas ayudan a crear modelos que se pueden insertar directamente en plataformas BIM. Apoyo a la propiedad legal e intelectual: asistencia con el registro de patentes y el cumplimiento regulatorio.
A través de este enfoque integral, Exploit4Innomat ya ha traído varios materiales nuevos al mercado. Estas innovaciones no solo mejoran la eficiencia energética, sino que también minimizan el impacto ambiental y extienden la vida útil de los edificios. Algunos ejemplos destacados incluyen:
Paneles de cerámica con materiales de cambio de fase (PCM), que almacenan y liberan calor, manteniendo temperaturas interiores estables y reduciendo la necesidad de calefacción y enfriamiento. Recubrimientos de nanotecnología que ofrecen propiedades antibacterianas y reflectantes. Estos recubrimientos son ideales para hospitales y escuelas, particularmente en climas calientes donde la higiene y la eficiencia energética son primordiales. Paneles de cemento reciclados hechos de residuos industriales, que reducen el uso de materias primas virgen y las bajas emisiones en la producción. Los elementos cerámicos optimizados, como ladrillos y azulejos, mejoraron con aditivos, materiales reciclados y nanotecnología para impulsar el aislamiento, la porosidad y la sostenibilidad.
Esquemas como Exploit4Innomat juegan un papel crucial al integrar todas las fases de desarrollo en una sola plataforma. Desde las pruebas de laboratorio y la validación ambiental hasta la entrada al mercado, ayudan a los desarrolladores a acelerar sus innovaciones sabiendo que tienen una posibilidad sólida de ser utilizados en la construcción.
Los materiales que previamente se estancaron en la etapa prototipo ahora tienen una vía mucho más clara hacia la aplicación del mundo real. Este proceso simplificado garantiza que los avances científicos lleguen a nuestro entorno construido más rápidamente, contribuyendo a la creación de ciudades más ecológicas y más eficientes preparadas para desafíos futuros.
Proporcionado por la conversación
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Cita: del prototipo hasta el sitio de construcción: cómo los materiales inteligentes innovadores lo hacen fuera del laboratorio y en nuestras ciudades (2025, 21 de mayo) Consultado el 21 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-prototype-site-site-smarts-lab.html
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