El trabajo, titulado «Baldosas cementicias porosas inspiradas en la piel de elefante con redes de fisuras programables para refrigeración pasiva», parte de un problema conocido en la construcción sostenible: la evaporación pasiva de agua reduce la demanda energética de refrigeración, pero gran parte de ese recurso se pierde por rebote, distribución desigual o drenaje demasiado rápido sobre las superficies tratadas.
«La evaporación pasiva del agua reduce la demanda energética de refrigeración de un edificio. Sin embargo, a menudo se desperdicia agua debido al rebote, la distribución desigual y el drenaje rápido. Aquí presentamos una arquitectura de red de grietas inspirada en la piel de elefante en compuestos porosos de tierra de diatomeas (DE) y cemento para capturar, dirigir y almacenar agua con una mínima escorrentía», señalan los autores en el resumen publicado en Advanced Materials.
La clave del diseño está en combinar tierra de diatomeas —un material de origen fósil con micro y nanoporos— con cemento, generando una red de grietas que funciona como un sistema de conductos capilares. Esa microporosidad permite una absorción de agua casi inmediata, en menos de 50 milisegundos, mientras las fisuras redistribuyen el líquido incluso hacia arriba en superficies inclinadas, algo que los materiales de construcción convencionales no logran.
«La micro/nanoporosidad de la DE permite una imbibición de agua ultrarrápida (menos de 50 ms), mientras que las redes de grietas actúan como conductos capilares que redistribuyen el agua a través y hacia arriba de superficies inclinadas», explican Huang y Yu en el estudio.
El equipo logró algo que hasta ahora se consideraba un defecto del cemento: controlar la aparición de grietas por secado para que, en lugar de producirse de forma aleatoria, sigan un patrón diseñado de antemano. Los investigadores denominan a ese fenómeno «concentración de tensión guiada por el sustrato», un mecanismo que convierte las fracturas estocásticas inducidas por el secado en redes deterministas capaces de dirigir y retener el agua donde más se necesita.
Los resultados se aplicaron sobre una maqueta de vivienda revestida con baldosas del nuevo compuesto, sometida a dosificación repetida de agua y calentamiento con infrarrojos. Bajo esas condiciones, la temperatura registrada debajo de las baldosas se mantuvo en torno a los 32 °C, frente a los 42 °C de un estuco comercial agrietado de forma convencional y los 52 °C de un estuco sin agrietar, según los datos recogidos en el propio estudio.
El hallazgo se suma a una corriente de investigación que busca en la biología soluciones para el consumo energético del sector de la construcción, responsable de una parte significativa de la demanda eléctrica ligada a la climatización en ciudades con veranos cada vez más extremos. En esa misma línea de enfoques inspirados en la naturaleza se enmarcan otros avances recientes, como la IA que diseña proteínas inexistentes en la naturaleza para crear fármacos a medida, que aplica el biomimetismo a la química en lugar de a la arquitectura.
Los autores presentan su hallazgo como una vía «sencilla y escalable» para la refrigeración pasiva de edificios, sin recurrir a sistemas eléctricos de aire acondicionado. El estudio no detalla plazos de aplicación industrial ni costes de producción a gran escala, aspectos que deberán abordar las siguientes fases de la investigación antes de cualquier uso comercial.
