La ventana del futuro

Un componente líquido en la estructura y una asombrosa capacidad para regular la entrada de radiación solar y minimizar así el coste de la climatización son las dos principales características de un innovador modelo de “ventana inteligente líquida”.

Las ventanas son un componente clave en el diseño de un edificio, pero también suelen acarrear un importante desperdicio de energía. Debido a la facilidad con la que el calor puede transferirse a través del vidrio, las ventanas tienen una influencia significativa en los costos de calefacción y refrigeración de un edificio. Según un informe de 2009 de las Naciones Unidas, los edificios representan el 40 por ciento del consumo mundial de energía, y las ventanas son responsables de la mitad de ese consumo en edificios.

Las ventanas para ahorro energético convencionales se fabrican con revestimientos costosos que reducen la luz infrarroja que entra o sale del edificio, ayudando así a reducir la demanda de calefacción en invierno y la de refrigeración en verano. Sin embargo, no regulan la luz visible, que es un componente importante de la radiación solar, capaz de hacer que el interior del edificio se caliente.

Con el propósito de desarrollar una ventana inteligente para superar estas limitaciones, el equipo de Long Yi, de la Universidad Tecnológica Nanyang (NTU) de Singapur, recurrió al agua, que absorbe una gran cantidad de calor antes de comenzar a calentarse.

Estos científicos crearon una mezcla de microhidrogel, agua y un estabilizador, y descubrieron, a través de experimentos y simulaciones, que puede reducir eficazmente el consumo de energía en una amplia gama de climas, debido a su capacidad de reaccionar eficazmente a los cambios de temperatura. Gracias al hidrogel, la mezcla líquida se vuelve opaca cuando se expone al calor, bloqueando así la entrada de la luz solar, y, cuando se enfría, vuelve a su estado transparente original.

La ventana inteligente se vuelve opaca cuando se expone al calor (foto de la derecha), bloqueando así la luz solar, y, cuando se enfría, vuelve a su estado original transparente (foto de la izquierda). (Imágenes: NTU Singapore)

Al mismo tiempo, la alta capacidad del agua para retener calor permite que se almacene en ella una gran cantidad de energía térmica en vez de que esta se transfiera a través del cristal hacia el interior del edificio durante un día caluroso. El calor almacenado por el agua se libera gradualmente durante la noche.

A fin de comprobar la validez del concepto, los científicos realizaron pruebas al aire libre en ambientes cálidos (en Singapur y en la ciudad china de Cantón) y fríos (en la ciudad china de Pekín).

En Singapur se pudo constatar que durante la hora más calurosa del día (a mediodía), la ventana inteligente líquida tenía una temperatura considerablemente más baja que la de una ventana de vidrio normal.

En Pekín se comprobó que la habitación que utilizaba la ventana líquida inteligente consumía un 11 por ciento menos de energía para mantener la misma temperatura que una habitación provista de ventana de vidrio normal.

Las pruebas de insonorización sugieren además que la ventana líquida inteligente reduce el ruido más eficazmente que las ventanas de doble vidrio.

Los investigadores detallan su diseño y las pruebas realizadas en un informe titulado “Liquid Thermo-Responsive Smart Window Derived from Hydrogel”, publicado en la revista académica Joule. (Fuente: NCYT de Amazings)