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Tecnología en arquitectura para fabricación
de casas
Antes de que finalice el año, los empleados de
Ubiquitous Energy, una empresa en Redwood City, California, se
reunirán en una sala de conferencias revestida de ventanas para
mirar hacia el futuro.
Esto se debe a que sus nuevos paneles de cristal ofrecerán más que
una impresionante vista de las áridas montañas y los cielos azules
del paisaje del Norte de California. También servirán como paneles
solares capaces de suministrar energía a lámparas, ordenadores
portátiles y equipos de aire acondicionado en la empresa.
Tras varios años de desarrollo, el vidrio generador de energía de
Ubiquitous es una genial proeza tecnológica. Su poder reside en las
capas de polímeros orgánicos entre las láminas de vidrio. Algunas de
ellas dejan pasar toda la luz, mientras que otras absorben fotones
de luz infrarroja y ultravioleta no visible. Cuando la luz entra por
la ventana, el flujo de electrones entre las capas de polímeros crea
una corriente eléctrica que luego se recoge con hilos microscópicos
en el vidrio.
"Es como si una pantalla de ordenador transparente funcionara a la
inversa", dice Veeral Hardev, director de desarrollo de negocio en
Ubiquitous Energy. Es decir, en lugar de que la electricidad sea
trasladada a diferentes puntos de una pantalla para iluminarlos, la
luz genera electricidad que se traslada a diferentes puntos de la
ventana.
Ahora mismo, a partir de una cantidad dada de energía
solar, estas ventanas producen alrededor de un tercio de la
electricidad que producen las típicas células solares utilizadas en
los paneles solares de techo, y son aproximadamente la mitad de
transparentes que el vidrio ordinario.
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"Pero tales especificaciones son ya suficientes para convertir las
ventanas en un producto viable", asegura Hardev, y añade que es
probable que la empresa mejore la transparencia considerablemente.
En cuanto a la menor producción de electricidad,
destaca que las ventanas pueden cubrir una superficie mucho mayor
que un tejado, por lo que el enorme número de ventanas rebasará la
producción eléctrica de un tejado lleno de paneles solares con mayor
eficiencia. "Se podrían mantener ambos", dice Hardev. "Pero se
obtendrá más de las ventanas".Añade que el mayor desafío es ampliar
las ventanas de menos de 19 centímetros cuadrados actualmente a unos
4,6 metros cuadrados.
Más claro que el cristal
Ahora que las metrópolis mundiales redescubren su pasión por los
rascacielos, las resplandecientes torres han evolucionado hacia
elementos habituales de cualquier paisaje urbano. Pero el vidrio que
las reviste apenas ha evolucionado.
El control de temperatura es un gran desafío. El 18% del dinero
gastado en EE. UU. en energía va dirigido a dar calefacción y
refrigerar edificios. En resumidas cuentas, más de la mitad de ese
dinero se va por la ventana –literalmente, por el aire de la
calefacción que se escapa por la ventana en los días fríos o por el
aire caliente que penetra por las ventanas en los edificios
equipados con aire acondicionado en verano, según el Laboratorio
Nacional Lawrence Berkeley.
Para mejorar el aislamiento y la reflexión del calor sin comprometer
la visibilidad, la empresa Mackinac Technology con sede en Michigan
está desarrollando una lámina fina de plástico multicapa revestido
que se coloca sobre el vidrio convencional de las ventanas.
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Las capas de plástico atrapan el aire entre ellas
para potenciar el aislamiento, mientras que el revestimiento refleja
los rayos infrarrojos –que son los que transportan la mayor parte de
la energía térmica– pero permite que pase la luz visible.
Su CEO John Slagter sostiene que la ventana de Mackinac es incluso
más transparente que el vidrio. Asegura que el secreto está en su
revestimiento invisible que permite a la superficie de plástico
reflejar menos luz que el vidrio. Eso, a su vez, aumenta la cantidad
de luz que pasa por la ventana y mejora la claridad.
Sujeta en un marco que se fija a una ventana existente, la lámina
puede cuadruplicar las capacidades aislantes de paneles de vidrio
sencillos y dobles, pero es lo suficientemente ligera como para no
aumentar considerablemente el peso de la ventana.
El material ha sido probado con éxito en ventanas en la Universidad
Calvin de Grand Rapids, Michigan, comenta Slagter, y se implementará
en proyectos piloto de mayor magnitud antes de que esté disponible
al gran público en 2022, gracias en parte a la financiación de
organismos del Gobierno de EE.UU.
Una cuestión de luz y oscuridad
Hay momentos en los que mucha claridad supone un
problema más que una solución –concretamente, cuando las ventanas
con orientación sur de un edificio contribuyen al deslumbramiento
generado por el sol.
"El brillo del sol puede ayudar a calentar una habitación, pero a la
gente no le gusta trabajar con luz solar directa y en ocasiones no
pueden ni ver sus pantallas de ordenador", afirma Michael McGehee,
un investigador en Ciencia de Materiales en la Universidad de
Colorado en Boulder. "Suelen acabar bajando las persianas y
dejándolas así, desaprovechando las vistas y todos los beneficios de
la luz solar".
Para conservar la luz solar a la vez que se elimina el
deslumbramiento, el grupo de McGehee ha estado trabajando para
mejorar las ventanas "electrocrómicas". Su objetivo es una ventana
que pueda oscurecerse con tan solo accionar un interruptor para
bloquear lo peor del deslumbramiento, mientras que deja pasar la
cantidad adecuada de luz solar para mayor comodidad.
Para conseguir eso, las ventanas de McGehee
incorporan una capa que combina óxido de indio y estaño con platino,
y una segunda capa de óxido de níquel con una solución de litio
entre ellas. Cuando se aplica un pequeño voltaje a través de las dos
capas, estas actúan como electrodos, produciendo un campo eléctrico
que hace que los iones de litio se desplacen por la solución y se
adhieran a la capa de óxido de níquel.
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