Aula Torroja IETCC. Serrano Galvache, 4
Resumen trabajo:
En la actualidad las directrices establecidas por la Comisión Europea en materia de sostenibilidad y eficiencia energética exigen el cumplimiento de la normativa que establece el consumo casi cero de los edificios tanto a las edificaciones de nueva construcción como a las existentes, que suponen un enorme impacto en el consumo energético global (Energy Efficiency, Renewable energy, Energy strategy, Energy system integration y Research, technology and innovation).
Por esta razón, muchos investigadores estamos trabajando en el desarrollo de nuevos materiales de construcción que mejoren la eficiencia energética de los edificios.
Un ejemplo de los materiales que se están investigando para la mejora del comportamiento térmico y de la eficiencia energética de los edificios es el de los morteros de cemento-cal modificados debido a su adaptabilidad y compatibilidad con los materiales existentes en los cerramientos. A estos morteros les han sido añadidas diferentes adiciones (por ejemplo, áridos ligeros, fibras naturales y residuos reciclados), las cuales aportan una mejora tanto en las propiedades físicas como, sobre todo, en las propiedades térmicas de las edificaciones.
Del mismo modo, también se están desarrollando materiales de nueva generación que, debido a su característica como acumuladores térmicos, pueden ayudar a la mejora del comportamiento térmico de los edificios. Estos materiales son los conocidos como materiales de cambio de fase (PCM- Phase Change Materials). La principal característica de estos materiales es que cuando sufren un cambio de fase (estado) de sólido a líquido o de líquido a sólido, a una determinada temperatura, conocida como temperatura de fusión, la temperatura se mantiene constante mientras que el material libera o absorbe energía en forma de calor, denominado calor latente. Estos materiales mezclados con otras adiciones dentro de una matriz cementicia, como son los morteros de cemento-cal, están mostrando grandes beneficios y mejoras en la eficiencia energética de los edificios.
Con este planteamiento como guía, se realizó el diseño y evaluación de un nuevo mortero de cemento-cal con materiales de cambio de fase (PCM) y adiciones para la mejora del comportamiento térmico de los cerramientos. Para ello, se evaluó el comportamiento y propiedades del material en el laboratorio. Se valoraron las características físicas, mecánicas y térmicas del nuevo material; se analizó su comportamiento bajo diferentes condiciones ambientales; y se evaluó con una simulación su comportamiento dentro de un cerramiento real multicapa. De esta forma, se estudió desde las propiedades del material hasta llegar a su aplicación real.
Los morteros desarrollados incluyen la adición a un mortero base de cemento- cal de fibras de celulosa, áridos ligeros (ambos como aislantes térmicos) y PCM (como acumulador térmico) en diferentes cantidades. Con el fin de conocer el funcionamiento del material se realizó una caracterización completa para analizar el comportamiento de los morteros. En ella se midieron, con diferentes técnicas experimentales, las propiedades físicas, mecánicas y térmicas (simulando diferentes condiciones ambientales frío-calor) de los morteros analizados. También se realizó una caracterización microestructural de los mismos con técnicas no-destructivas mediante propagación de ultrasonidos.
Los resultados obtenidos determinaron que la combinación de los áridos ligeros y el PCM influía positivamente en el comportamiento del material mejorando claramente el comportamiento térmico final en una fachada de un edificio. Por un lado, se pudo establecer que este material funciona como aislante térmico y, por otro lado, funciona como acumulador de energía en forma de calor, combinación que, sin duda, favorece a la eficiencia energética y a la reducción de consumo de energía del edificio. Además, con la técnica no-destructiva de los ultrasonidos se pudo detectar el comportamiento del PCM dentro de la matriz, utilizando esta técnica también como medida de control de la durabilidad del material para optimizar su comportamiento.
Dra. Cynthia Guardia Martín
En el año 2021 obtuve la titulación de doctora con mención internacional por la Universidad de Alcalá con la calificación de sobresaliente “cum laude”. Además, se me ha concedido el Premio Extraordinario de Doctorado de la Universidad de Alcalá con la mejor puntuación en la rama de Arquitectura e Ingeniería; poseo un Máster Universitario en Patología, Peritación y Rehabilitación Sostenible del Patrimonio por la Universidad Europea de Madrid; soy Arquitecto por la IE Universidad; y he realizado 12 cursos y seminarios de especialización en mi área de conocimiento y dentro de mis líneas de investigación. Tras la tesis doctoral, obtuve en convocatoria competitiva las Ayudas Margarita Salas para jóvenes investigadores con fondos europeos Next Generation EU para llevar a cabo un proyecto de investigación en la que soy la investigadora principal. Este proyecto que comenzó en enero de 2022 tiene una duración de 3 años, realizándose los dos primeros en el Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc – CSIC), y el tercero en la Universidad de Alcalá. Por otro lado, cuento con dos estancias de investigación. La primera, nacional, en la ETSAM de la UPM (2014-15), la segunda, internacional, en el Institute of Construction and Building Materials de la Technical University of Darmstadt (2018). Durante ambas estancias he recibido formación teórico-práctica aplicada a la investigación experimental en laboratorio, aprendiendo nuevas técnicas de caracterización. Además, soy investigadora contratada en la Universidad de Alcalá desde 2015. He participado en 6 proyectos de investigación de carácter regional, nacional e internacional. Mi producción científica consta de: 10 artículos indexados, de los cuales 7 son (Q1) en el JCR y cuentan con más de 50 citas; y más de 10 capítulos en libros de investigación, 8 de ellos en obras internacionales. Adicionalmente, he participado en 6 congresos, 5 internacionales y 1 nacional, algunos como ponencia invitada. En uno de ellos, las I Jornadas de Jóvenes Científicos en Materiales de Construcción organizadas por el IETcc -CSIC y Sociedad Española de Cerámica y vidrio, obtuve el primer premio a la mejor ponencia. Desde 2021, soy profesora visitante en la Universidad Francisco Marroquín (Guatemala) y dirijo trabajos fin de máster en la Universidad Europea de Madrid. Por otra parte, pertenezco al technical comintee de RILEM TES – Thermal energy storage in cementitious composites (desde 2021); soy miembro de la Red española de almacenamiento de energía térmica (desde 2022); y realizo trabajos de revisión de artículos de investigación en revistas Q1 como Construction and Building Materials y Journal of Building Engineering.