Un material ideado por un laboratorio estadounidense y un centro de Barcelona regula la entrada de luz y calor por la ventana
El
vidrio inteligente que, sin necesidad de cortinas
ni persianas, es capaz de regular la cantidad de luz y calor que entra
en una estancia está cada vez más cerca de ser una realidad. El
Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, de Estados Unidos, con la colaboración del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (
Icmab),
ha inventado un vidrio que puede modular la luz solar y los infrarrojos
en respuesta a un determinado voltaje. La relevancia de este avance
científico, publicado en la revista
Nature, radica en el hecho
de que este tipo de vidrio permitiría reducir el gasto energético que se
destina a mantener la temperatura de viviendas y oficinas –un 40% del
total de la factura-. Además de su aplicación en edificios inteligentes,
también podría ser de utilidad en invernaderos y automóviles.
Las llamadas “
ventanas inteligentes”
que existen en el mercado son capaces de hacerse opacas o
transparentes, pero no permiten controlar la radiación solar y el calor
de manera selectiva, comenta Jaume Gazquez, del Icmab. Lo novedoso del
resultado de esta investigación, que ha durado dos años y medio, es que
el vidrio “es capaz de bloquear radiación infrarroja –calor-
independientemente de la radiación visible –luz solar-“, aclara la
investigadora principal del proyecto, Anna Llordés. Además, el sistema
permite una mayor versatilidad en su aplicación puesto que podría
utilizarse tanto en climas cálidos como fríos, y cuando se optimice todo
el proceso, según Gazquez, “será más barato” que los vidrios
inteligentes que se están comercializando.
El material
investigado es capaz de adoptar tres estados: luminoso, por lo que
permanece completamente transparente a la luz solar y al calor; fresco,
bloqueando el calor, pero dejando pasar la luz visible; y oscuro,
impidiendo el paso tanto del calor como de la luz. ¿Y cuál es el
mecanismo que permite estas funcionalidades? El vidrio está compuesto de
nanocristales –óxido de indio dopado con estaño- y matriz vítrea –ambos
transparentes-. Al aplicar sobre estos materiales un pequeño voltaje,
en un rango de 2.5 voltios, los nanocristales absorven radiación solar
infrarroja y la matriz vítrea atrae la radiación solar visible. Variando
el potencial eléctrico, se puede escoger qué componente activar.
Los
nanocristales de oxido de indio-estaño y las molecular formadoras de la
matriz vítrea se sintetizan por separado en el laboratorio y son
dispersadas en soluciones acuosas. Estas soluciones se depositan en
pequeños cristales, de 4 cm2, formando una capa transparente que
contiene el material inteligente.
El estado en el que se
encuentre el vidrio como consecuencia del voltaje aplicado es
reversible: solo se tiene que invertir la polaridad del voltaje para que
el material vuelva a ser transparente. Por otro lado, una vez
conseguido el cambio óptico, el cristal deja de consumir energía. “Esta
ventana permitiría, mediante un interruptor, bloquear calor, luz o los
dos a la vez. Por ejemplo podríamos iluminar una sala con los rayos del
sol, evitando el calor asociado, así como el gasto en luz eléctrica y
aire acondicionado”, comenta Llordés, “o en un día muy soleado, se
podría atenuar la luz que entra, y en este caso, el cristal de la
ventana se oscurecería -sería como ver a través de los cristales de unas
gafas de sol-”.
El vidrio objeto de estudio es capaz de
absorber hasta el 50% del calor que penetra por una ventana y el 70% de
la luz solar. Los responsables del proyecto consideran que la
durabilidad del material investigado es “excelente”. “Hemos demostrado
que después de 2.000 ciclos de encendidos y apagados, sigue mostrando
las mismas propiedades ópticas”, afirma Llordés, cosa que no ocurre con
los componentes del vidrio por separado, que acostumbran a degradarse
bastante rápido. El motivo es la reorganización estructural que sufren
la matriz y los nanocristales a raíz de su enlace químico.
Empresas interesadas en el proyecto Sin
embargo, todavía tiene que pasar un tiempo para que un vidrio de estas
características pueda ser comercializado. “Para tener ventanas
inteligentes en nuestras casas hace falta más investigación”, señala
Llordés. En este sentido es necesario una serie de mejoras, como
conseguir “sintetizar los materiales y depositar capas a gran escala y a
bajo coste”, sustituir los electrolitos líquidos utilizados en el
estudio por otros que sean sólidos y acortar a segundos el tiempo de
respuesta desde que se aplica el voltaje hasta que se produce el cambio
óptico.
A pesar de que el sistema todavía debe perfeccionarse,
algunas empresas se han interesado por el proyecto, que ya ha sido
patentado, sobre todo multinacionales dedicadas a edificios
energéticamente eficientes, así como empresas fabricantes de cristales y
ventanas. A partir de la creación de este vidrio inteligente también ha
surgido una compañía
start-up, llamada Heliotrope Tech, que ha recibido financiación del Departamento de Energía del Gobierno de Estados Unidos.
Los ‘SmartGlass’ que se comercializanEn el mercado se pueden encontrar varios tipos de
SmartGlass
–o vidrio inteligente-. Entre las propiedades de estos materiales,
además de modular la luz solar y la opacidad, hay vidrios que tienen una
gran resistencia a golpes y rayaduras y que incorporan un tratamiento
acústicamente aislante. Otro ejemplo es el cristal autolimpiable ideado
por la empresa SGG Bioclean, elaborado con un mineral fotocatalítico e
hidrófilo que entra en funcionamiento mediante la acción conjunta de los
rayos UV y el agua de la lluvia.
Artículo de
Raquel Quelart en
La Vanguardia
