Investigadores del Instituto Fraunhofer han desarrollado un revestimiento inteligente para el vidrio de construcción que puede oscurecerse automáticamente con la luz solar. Esta tecnología combina materiales electrocrómicos y termocrómicos, respondiendo tanto a estímulos eléctricos como a cambios de temperatura. En edificios modernos con amplias fachadas de vidrio, el revestimiento reduce eficazmente el sobrecalentamiento interior causado por la radiación solar, disminuyendo así la dependencia de sistemas de aire acondicionado que consumen mucha energía.
La industria de la construcción es una de las principales fuentes de emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial. En Alemania, por ejemplo, según las estadísticas de la Agencia Federal de Medio Ambiente, el sector de la construcción representa aproximadamente el 30% de las emisiones de dióxido de carbono del país y el 35% de su consumo de energía. Los edificios con grandes fachadas y tejados de vidrio, especialmente las estructuras de oficinas, experimentan fuertes aumentos de temperatura interior durante la fuerte radiación solar de verano. Los dispositivos de sombreado tradicionales, como persianas y cortinas, a menudo comprometen la estética visual y obstruyen las vistas. Como resultado, estos edificios suelen depender del aire acondicionado para la refrigeración, lo que conduce a un alto consumo de electricidad y a un aumento de la huella de carbono.
Para abordar este problema, el Instituto Fraunhofer de Investigación de Silicatos (ISC) y el Instituto Fraunhofer de Electrónica Orgánica, Haz de Electrones y Tecnología de Plasma (FEP) lideraron conjuntamente el proyecto "Switch2Save" financiado por la UE. Colaboraron con universidades y socios de la industria de varios países europeos para avanzar en el desarrollo y la aplicación de la tecnología de revestimiento de ventanas inteligentes.
En este sistema de revestimiento inteligente, el componente electrocrómico se basa en una película conductora transparente. La aplicación de voltaje a la película desencadena la migración de iones y electrones, lo que permite que el vidrio cambie reversiblemente de transparente a oscuro. El revestimiento termocrómico, por otro lado, refleja automáticamente el calor solar cuando la temperatura ambiente alcanza un umbral específico, operando sin energía externa como un mecanismo de respuesta pasiva.
Los elementos electrocrómicos pueden integrarse con sensores y un sistema de control para monitorear la intensidad de la luz y la temperatura en tiempo real. Cuando los valores exceden los parámetros establecidos, el sistema envía una señal eléctrica a la película conductora, oscureciendo gradualmente el vidrio. Esto bloquea eficazmente la entrada de calor y proporciona funcionalidad antideslumbrante. En días nublados o por la noche, el vidrio vuelve a ser totalmente transparente, maximizando la introducción de luz natural.
La tecnología ya se ha implementado en aplicaciones prácticas de construcción. Por ejemplo, este sistema de vidrio inteligente se ha instalado en la clínica pediátrica de un gran hospital en Atenas, Grecia, y en un edificio de oficinas en Uppsala, Suecia. Los investigadores llevarán a cabo un estudio de monitoreo del consumo de energía de un año de duración para comparar el uso de electricidad de los sistemas de aire acondicionado antes y después de la modernización, verificando el rendimiento de ahorro de energía en condiciones climáticas reales.
En términos de fabricación, el equipo emplea procesos químicos húmedos y tecnología de recubrimiento al vacío. El revestimiento electrocrómico se integra en una película de polímero flexible, mientras que la capa termocrómica se prepara sobre un sustrato de vidrio ultrafino. Los métodos de producción rollo a rollo permiten una fabricación económica y escalable. El producto final tiene solo unos pocos cientos de micrómetros de espesor y pesa menos de 500 gramos por metro cuadrado, lo que facilita su instalación en las ventanas de los edificios existentes sin modificaciones estructurales.
Actualmente, el equipo del proyecto se centra en mejorar aún más la aplicabilidad de la tecnología. Los esfuerzos incluyen la combinación de unidades electrocrómicas y termocrómicas para mejorar la flexibilidad regulatoria, el desarrollo de procesos de recubrimiento adecuados para vidrio curvo y la expansión de las opciones de color más allá del gris y el azul para satisfacer las diversas necesidades estéticas arquitectónicas.
A medida que avanza el calentamiento global y el Pacto Verde de la UE, la demanda de tecnologías de construcción energéticamente eficientes está creciendo rápidamente. Se espera que todos los edificios de la UE alcancen la neutralidad de carbono para 2050. Las tecnologías de ventanas inteligentes como Switch2Save están preparadas para desempeñar un papel clave en la promoción de la transformación de baja emisión de carbono de la industria de la construcción.
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