Un hormigón fotónico desarrollado desde el CSIC y la UPNA promete enfriar la ciudad sin consumo energético
La tecnología de PhotoKrete, una empresa de base de conocimiento surgida del Centro de Física de Materiales, el CSIC, la Universidad Pública de Navarra y la UPV/EHU, aplica principios de óptica y física de materiales a morteros cementicios capaces de reflejar la radiación solar y emitir calor hacia el espacio. Los ensayos realizados en San Sebastián, Tabernas y Derio apuntan a reducciones de temperatura superficial de hasta 30 o 40 ºC frente al hormigón convencional y a una posible bajada de hasta 12 ºC de la temperatura urbana durante olas de calor.
El hormigón, uno de los materiales más utilizados del planeta y también uno de los grandes protagonistas físicos del sobrecalentamiento urbano, empieza a cambiar de función. De superficie pasiva que absorbe radiación, acumula energía y contribuye al efecto isla de calor, pasa a convertirse en un material diseñado para devolver parte de esa energía al entorno exterior. Esa es la lógica técnica del mortero fotónico desarrollado por PhotoKrete, una empresa de base de conocimiento vinculada al Centro de Física de Materiales, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas, la Universidad Pública de Navarra y la Universidad del País Vasco. La tecnología, presentada como una solución pasiva para pavimentos, cubiertas y fachadas, ha sido concebida para reducir la temperatura de superficies urbanas y disminuir la demanda energética de refrigeración de edificios y espacios públicos.
La innovación ha vuelto a ganar visibilidad tras el reconocimiento del CSIC en sus III Premios de Transferencia y Emprendimiento. En la modalidad de Emprendimiento, el jurado concedió un primer premio ex aequo al proyecto PHOTOKRETE, liderado por Guido Goracci, del Centro de Física de Materiales, por el desarrollo de morteros fotónicos capaces de reducir la temperatura de superficies y entornos urbanos, con el objetivo de mitigar el efecto isla de calor y rebajar el consumo energético asociado a la climatización.
El principio físico no consiste en incorporar una instalación activa de refrigeración ni en consumir energía eléctrica para enfriar el material. La clave está en modificar la respuesta radiativa del cemento. Según la información difundida por Ikerbasque y el CFM, el mortero se basa en principios de óptica y física de materiales que optimizan la reflexión de la radiación solar y permiten irradiar el calor acumulado hacia el espacio. En términos de ingeniería, el objetivo es doble: aumentar la reflectancia solar para que la superficie absorba menos energía durante el día y favorecer la emisión térmica en la denominada ventana atmosférica, de modo que parte del calor se disipe de forma pasiva.
Ese comportamiento se encuadra dentro de lo que la literatura técnica denomina enfriamiento radiativo diurno. Frente a las soluciones urbanas convencionales, como pinturas blancas, cubiertas frías o pavimentos de alta reflectancia, el interés del proyecto reside en trasladar esa lógica fotónica a un material cementicio compatible con la industria del hormigón y del mortero. El proyecto europeo MIRACLE describe esta línea como una nueva generación de “metahormigón fotónico”, es decir, materiales de base cementicia diseñados para presentar una respuesta ajustada frente a la luz y, en particular, para lograr capacidad de enfriamiento radiativo.
Espacios de alta densidad poblacional
El dato más llamativo es la reducción potencial de hasta 12 ºC de la temperatura urbana durante una ola de calor. Conviene precisar, sin embargo, qué significa esa cifra. No se trata de que una ciudad completa baje automáticamente 12 ºC por sustituir una losa de hormigón, sino de una estimación de impacto urbano asociada a la aplicación de la tecnología en entornos densos, donde la acumulación de calor y la exposición solar son elevadas. María Saiz, consejera delegada de PhotoKrete, sostiene que el material está diseñado precisamente para esos espacios de alta densidad poblacional y que puede reducir hasta 12 ºC la temperatura urbana durante episodios extremos, con mejoras de confort térmico y reducción de consumo energético.
Los resultados experimentales publicados por las entidades promotoras son especialmente relevantes para la ingeniería urbana porque distinguen entre temperatura superficial y temperatura del aire. En las validaciones realizadas en condiciones reales, el material redujo la temperatura superficial hasta 30 o 40 ºC frente a hormigones convencionales. Esa diferencia de temperatura superficial es crítica: pavimentos, cubiertas y fachadas muy calientes no solo aumentan la incomodidad peatonal por radiación térmica, sino que transfieren calor al aire urbano, elevan la carga térmica de los edificios y prolongan durante la noche el efecto isla de calor.
La tecnología ha sido validada en tres escenarios con condiciones climáticas y constructivas distintas: la cubierta del Centro de Física de Materiales en San Sebastián, el desierto de Tabernas en Almería y el edificio demostrador KUBIK de Tecnalia en Derio. La elección de estos emplazamientos no es menor. San Sebastián permite observar el comportamiento en un entorno atlántico; Tabernas somete el material a condiciones extremas de irradiación y temperatura; y KUBIK, la infraestructura experimental de Tecnalia, facilita el análisis en un edificio demostrador orientado a soluciones constructivas industrializables.
La base científica del desarrollo se ha consolidado en el marco del proyecto europeo Horizon 2020 MIRACLE, con participación de investigadores como Jorge Sánchez Dolado, del CFM-CSIC, y Miguel Beruete, de la UPNA. En la producción científica asociada figura el artículo “A Modern Roman-Inspired Concrete with Daytime Radiative Cooling Capacity”, publicado en Advanced Science en 2025, así como trabajos sobre cementos y compuestos cementicios evaluados bajo condiciones climáticas realistas. El repositorio de MIRACLE recoge además patentes relativas a compuestos cementicios con propiedades termoeléctricas y de enfriamiento radiativo, y a nuevos diseños de materiales de base cementicia capaces de enfriamiento radiativo diurno.
Hormigón romano
La referencia al hormigón romano no es meramente estética. La línea de investigación se inspira en la durabilidad y microestructura de antiguos materiales cementicios, pero los reinterpreta con herramientas actuales de física de materiales, fotónica y simulación ambiental. El objetivo ya no es solo obtener resistencia mecánica o durabilidad, sino dotar al material de una función climática. En otras palabras, el hormigón deja de medirse únicamente por resistencia a compresión, trabajabilidad, retracción, porosidad, durabilidad o huella de carbono, y pasa a evaluarse también por su respuesta espectral, su balance térmico superficial y su capacidad de modificar el microclima urbano.
Desde el punto de vista constructivo, una de las claves para que la innovación pueda pasar de la muestra experimental a la obra real es su compatibilidad con procesos industriales existentes. Tanto Ikerbasque como el CFM señalan que la tecnología está preparada para su industrialización, con un proceso productivo compatible con la industria cementera y un precio de mercado competitivo. Esa afirmación es relevante porque muchas soluciones de enfriamiento radiativo han funcionado en laboratorio, pero han encontrado barreras de coste, escala, durabilidad, mantenimiento o integración en sistemas constructivos convencionales.
El campo de aplicación natural serían las superficies urbanas más expuestas a la radiación solar: pavimentos, azoteas, cubiertas planas, fachadas y posiblemente elementos prefabricados. En pavimentos, el reto será compatibilizar comportamiento térmico con resistencia al desgaste, adherencia, abrasión, limpieza, suciedad, envejecimiento, reparación y seguridad vial o peatonal. En cubiertas, el interés está en reducir la temperatura de la envolvente y, con ello, la carga de refrigeración del edificio. En fachadas, la aplicación puede ser especialmente atractiva en orientaciones sometidas a fuerte soleamiento, aunque deberá resolver cuestiones de durabilidad, estética, mantenimiento y comportamiento frente a lluvia, contaminación y deposición de partículas.
El salto técnico más delicado estará precisamente en mantener el rendimiento óptico durante la vida útil del material. Un mortero fotónico puede presentar una respuesta excelente recién instalado, pero la ciudad es un entorno agresivo. Polvo, hollín, aceites, desgaste mecánico, carbonatación, humedad, sales, microorganismos o simples depósitos superficiales pueden alterar la reflectancia y la emisividad. No basta con que el material enfríe en un demostrador; debe conservar una fracción significativa de esa capacidad tras años de exposición, limpieza ordinaria, tráfico, ciclos térmicos y mantenimiento urbano.
También será necesario comprobar cómo se integra esta tecnología en el conjunto de estrategias de adaptación climática. El hormigón autoenfriable no sustituye a la vegetación urbana, la sombra, la ventilación natural, la permeabilidad del suelo o el diseño bioclimático de los barrios. Puede, sin embargo, complementar esas soluciones en espacios donde plantar arbolado es difícil, donde existen grandes superficies minerales o donde las cubiertas y fachadas ofrecen una superficie disponible muy amplia. Su interés reside en que actúa de forma pasiva, sin consumo energético directo y sin ocupar espacio funcional adicional.
La promesa energética es igualmente significativa. La comunicación institucional vincula la reducción térmica del material con un descenso del uso de aire acondicionado. La lógica es clara: si cubiertas, fachadas y pavimentos próximos alcanzan temperaturas superficiales mucho menores, disminuyen las cargas térmicas por radiación y convección sobre los edificios y mejora el confort exterior. En climas cálidos, los investigadores asociados a esta línea han planteado reducciones relevantes de consumo y emisiones cuando el material se incorpora a modelos urbanos y edificatorios.
Olas de claro más frecuentes e intensas
El desarrollo llega además en un momento especialmente sensible para la ingeniería urbana. Las ciudades mediterráneas se enfrentan a olas de calor más frecuentes e intensas, a una demanda creciente de refrigeración y a la necesidad de adaptar infraestructuras existentes sin rehacer por completo la ciudad. En ese contexto, los materiales de construcción dejan de ser un elemento neutro. La elección de pavimentos, cubiertas y fachadas puede agravar o reducir las temperaturas urbanas, modificar la demanda eléctrica en verano y condicionar la habitabilidad del espacio público.
PhotoKrete se sitúa así en una zona de convergencia entre construcción, energía y ciencia de materiales. No es simplemente un nuevo mortero, sino una tecnología funcional de envolvente urbana. Su valor industrial dependerá de que consiga escalarse con costes asumibles, certificarse conforme a los requisitos de obra, demostrar durabilidad en condiciones reales y encajar en pliegos de contratación pública o privada. El reconocimiento del CSIC y los ensayos ya realizados aportan credibilidad, pero el paso decisivo será su despliegue en proyectos piloto de suficiente escala, donde pueda medirse no solo la temperatura de una muestra, sino el impacto sobre edificios, calles, demanda energética y confort peatonal.
Para la ingeniería española, el caso resulta especialmente interesante porque muestra una vía de innovación en un material maduro. En un sector en el que buena parte del debate se centra en reducir las emisiones asociadas al cemento, capturar CO₂ o incorporar áridos reciclados, este desarrollo añade otra dimensión: utilizar el propio material constructivo para gestionar el balance térmico de la ciudad. Si los resultados de laboratorio y demostrador se confirman en obra real, el hormigón autoenfriable puede convertirse en una herramienta relevante para diseñar ciudades más habitables en verano, menos dependientes de la refrigeración mecánica y mejor preparadas para episodios extremos de calor.
