Investigadores del CSIC diseñan una ventana inteligente sin apenas sobrecoste

Investigadores del CSIC diseñan una ventana inteligente sin apenas sobrecoste

A diferencia de otras ya existentes, que necesitan vidrios conductores o la utilización de cristal líquido, la técnica patentada por el CSIC y desarrollada por un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid emplea un recubrimiento de un material altamente poroso de menos de un micrómetro de espesor, el cual puede regular la cantidad de luz que entra a través del cristal y reducir la visibilidad, proporcionando privacidad. Una corriente de aire con humedad controlada origina el cambio entre el estado transparente y el opaco. El sistema se complementa con una caja de activación autónoma para humedecer o secar el aire que circula dentro de la ventana.

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La gran importancia de este invento radica no sólo en el desarrollo de esta ventana inteligente sino también en su accesibilidad en términos económicos, lo que permitirá su fabricación a gran escala. La tecnología está muy avanzada y el próximo paso será exponer el dispositivo en ferias.

Como explica David Levy, investigador del CSIC, “si bien ya existen otros modelos, una de las ventajas de la tecnología que hemos desarrollado es su coste. Su producción es más sencilla y barata porque los materiales que empleamos son menos costosos. Por ejemplo, producir un metro cuadrado de otros modelos cuesta miles de euros, mientras que en nuestro caso sólo es de varios céntimos de euro. Eso permitirá una amplia fabricación de ‘ventanas inteligentes’ a un precio razonable”. El único consumo que necesita para su activación es el agua y sólo en pequeñísimas cantidades.

“Las aplicaciones de estas ‘ventanas inteligentes’ son numerosas –apunta el investigador-. Se pueden usar sobre superficies flexibles, planas, curvas, de cristal o poliméricas, lo que permite utilizar estos vidrios en diferentes tipos de ventanas, puertas, paneles divisorios en salas de reuniones o lucernarios. Además, no sólo son útiles en la protección frente a la radiación solar, sino que también sirven como elemento de decoración y protección de la privacidad tanto en el interior como en el exterior de edificios”.

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En los últimos años, la tendencia en el sector de la construcción es el uso de vidrio en las fachadas, señala este equipo de científicos, pero se tiene muy en cuenta que sean edificios energéticamente sostenibles. Levy y su compañero Marcos Zayat, también del CSIC, señalan: “Las ‘ventanas inteligentes’ que hemos desarrollado se ajustan a la necesidad de aumentar la eficiencia energética aplicando nuevas tecnologías a las ventanas y fachadas de las edificaciones. Se consiguen optimizar los recursos energéticos, reduciendo la carga de aire acondicionado en verano y de calefacción en invierno”.

En el mercado, existe una amplia gama de perfiles y vidrios capaces de reducir el consumo energético, las filtraciones de aire y de polvo, los escapes de calor y los ruidos. Las ventanas son los puntos débiles de la casa, el hueco por el que se escapa el 15% de la energía, si no se dispone de un buen cerramiento.

Resulta una buena inversión actualizar las ventanas de una vivienda. La elección dependerá de la capacidad aislante del producto. Cuanto más bajo sea el coeficiente U o nivel de transmitancia térmica, más aislamiento tendrá. La clasificación de invierno tiene siete niveles, que van desde el color verde y la letra A para las mejores, hasta el rojo y la G para las peores. Después, hay que elegir el perfil, ya sea de aluminio con rotura de puente térmico (RPT), de madera o de PVC.

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La rotura de puente térmico (RPT) en las ventanas de aluminio es una de las características principales a la hora de obtener los mejores estándares de aislamiento térmico. Un puente térmico es una zona donde se transmite más fácilmente el calor, por las características del material o por su espesor. El doble cristal es un buen aislante, pero el aluminio es un metal conductor, y puede dejar escapar una pequeña parte de calor. Es por eso que en invierno pueden aparecer pequeñas gotas de agua condensada en los marcos de la ventana. Para evitar esta transmisión de calor, se usa la rotura de puente térmico, consistente en evitar que la cara interior y exterior tengan contacto entre sí, intercalando un mal conductor, con lo que se reducen mucho las pérdidas. Para las ventanas de aluminio suele utilizarse un perfil separador de plástico embutido en el propio perfil de aluminio que conforma la ventana. El sistema de ‘rotura’ más utilizado para los cerramientos de aluminio son las varillas de poliamida 6.6 reforzadas con un 25% de fibra de vidrio. Éste es uno de los pocos productos termoplásticos autorizados por la normativa europea UNE-EN 14024. Y si al perfil de aluminio con rotura de puente térmico se le añade un doble cristal bajo emisivo, se obtendrán unos elevados porcentajes de aislamiento, que acabarán traduciéndose en un ahorro constante en la factura de consumo energético y, por consiguiente, una menor emisión de CO2 a la atmósfera.

Por otra parte, las ventanas de PVC ofrecen un aislamiento térmico y acústico óptimo, con una amplia gama de colores. Esta elección permite reducir la demanda de calefacción hasta un 40%, la del aire acondicionado en un 32% y la entrada de ruido hasta en 48 decibelios (el aluminio tradicional aísla 24 decibelios). Los perfiles de PVC pueden reducir la demanda de calefacción hasta un 40%.

 La última opción son los marcos de madera y los más comunes son pino e iroko. Si se trata de un perfil de madera europeo el marco es más grueso y el aislamiento es mayor.

Al margen del perfil, el 80% de la superficie de la ventana lo constituye el vidrio, cuyo coste supone el 10% del cerramiento. Actualmente, el doble acristalamiento es el requisito mínimo para cualquier cerramiento. Pero no todos son iguales, los hay bajo emisivos, que son hasta tres veces más aislantes que los estándar, los hay con control solar, especialmente para países que deben soportar elevadas temperaturas, los hay que combinan control solar y baja emisividad, que reducen la pérdida de calefacción en invierno y la ganancia solar en verano, y por último, los hay laminados acústicos, para zonas de elevado ruido.

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Hay otros factores que influyen en la reducción del consumo eléctrico, pero sin duda éste es el más importante, tanto que ha merecido la atención de científicos del CSIC.

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