Ingenieros de Drexel desarrollan paredes con canales vasculares que regulan la temperatura inspiradas en las orejas de un elefante, reduce el consumo energético en edificios

Investigadores de Drexel incorporan redes vasculares con parafina en cemento para enfriar y calentar superficies sin energía adicional.

• Paredes y suelos que regulan temperatura.
• Inspiración en orejas de elefante.
• Menos uso de calefacción y aire acondicionado.
• Canales internos con materiales de cambio de fase.
• Tecnología pasiva, sin energía externa.
• Pruebas prometedoras en laboratorio.

Drexel quiere que los edificios sean más eficientes imitando las orejas de los elefantes

Inspirándose en la fisiología térmica de animales como los elefantes y las liebres de cola negra, un equipo de ingenieros de la Universidad de Drexel ha desarrollado una propuesta innovadora: materiales de construcción capaces de regular la temperatura de forma pasiva gracias a una red de canales internos rellenos con materiales de cambio de fase (PCM, por sus siglas en inglés). Esta tecnología podría transformar paredes, techos y suelos en sistemas activos de climatización sin necesidad de energía externa.

¿Por qué importa tanto?

Los edificios representan cerca del 40 % del consumo energético mundial, y de ese total, alrededor de la mitad se dedica a calefacción y refrigeración. A pesar de los avances en aislamiento térmico, la envolvente de los edificios (muros, techos y ventanas) sigue siendo responsable de más del 60 % de las pérdidas de energía. Es decir, se sigue desperdiciando una enorme cantidad de energía para mantener una temperatura confortable en interiores.

El desafío es doble: reducir estas pérdidas y, al mismo tiempo, convertir esas superficies pasivas en elementos que contribuyan activamente al confort térmico. Aquí es donde entra en juego la idea de Drexel.

Bioinspiración aplicada a la arquitectura

El equipo liderado por el profesor Amir Farnam se preguntó: si el cuerpo humano y ciertos animales pueden regular su temperatura utilizando redes vasculares internas, ¿por qué no aplicar el mismo principio a los edificios?

Las orejas de los elefantes, por ejemplo, están cubiertas de vasos sanguíneos que les permiten disipar calor de forma eficiente. Imitando esta lógica, los investigadores crearon superficies de cemento con canales impresos en polímero, por los que circula un material similar a la parafina. Este material tiene la capacidad de absorber y liberar calor durante su cambio de estado (sólido-líquido), manteniendo estable la temperatura superficial del elemento constructivo.

Resultados concretos en laboratorio

El diseño más eficiente resultó ser una malla de canales en forma de rombos, que logró reducir la velocidad de calentamiento y enfriamiento de la superficie en aproximadamente 1 a 1,25 °C por hora. Además, estos materiales conservaron su resistencia mecánica, un aspecto clave para su posible uso en la construcción real.

Para mejorar la durabilidad sin afectar el rendimiento térmico, el equipo añadió agregado fino al cemento, logrando un equilibrio entre resistencia estructural y funcionalidad térmica.

Más allá del laboratorio: ¿qué viene ahora?

Los siguientes pasos incluyen pruebas en formatos a mayor escala y bajo condiciones ambientales reales. También están explorando diferentes tipos de materiales de cambio de fase, adaptables a climas cálidos o fríos, y otros patrones de canalización que optimicen la transferencia térmica.

A nivel global, esta línea de investigación se suma a otras propuestas que buscan edificios más inteligentes, adaptables y autónomos, sin depender exclusivamente de sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado), que son costosos y muy demandantes de energía.

Algunos ejemplos de desarrollos en paralelo incluyen:

• Edificios con fachadas dinámicas que responden al sol y al viento.
• Uso de materiales biocompuestos con propiedades térmicas activas.
• Normativas como la Directiva de Eficiencia Energética de la Unión Europea, que obliga a que todos los edificios nuevos sean de consumo energético casi nulo.

Potencial

Esta tecnología podría convertirse en una herramienta clave para enfrentar el cambio climático desde el entorno construido. Algunas aplicaciones prácticas:

• Reducción del uso de energía en viviendas y oficinas, al disminuir la necesidad de climatización artificial.
• Mayor resiliencia térmica en regiones con temperaturas extremas, especialmente en zonas vulnerables con acceso limitado a sistemas HVAC.
• Posibilidad de integrar esta tecnología en rehabilitaciones de edificios antiguos, mejorando su eficiencia sin grandes intervenciones estructurales.
• Avance hacia una arquitectura biomimética, más conectada con los ciclos naturales y menos dependiente de combustibles fósiles.

En conjunto, estas soluciones apuntan a una nueva forma de construir y habitar los espacios: más eficiente, más adaptativa y mucho más consciente del entorno. El reto no es solo técnico, sino también cultural. Pero investigaciones como la de Drexel marcan el camino hacia una arquitectura viva, que no solo resista el clima, sino que colabore con él.

Vía Drexel Engineers Want to Make Buildings More Energy Efficient by Making Walls, Floors and Ceilings More Like Elephant Ears