Por Mario Hoyos y Marta Marcos*
Estamos inmersos en una sofocante ola de calor que nos tiene encerrados en el interior de nuestras casas o pegados en la oficina al aparato de aire acondicionado, lo que ha provocado una punta de demanda eléctrica en España que ya ha superado el máximo registrado en los últimos cuatro años. Con estas condiciones climatológicas, conseguir un nivel de confort en los edificios suele estar ligado fundamentalmente a los sistemas convencionales de climatización. Apenas se presta importancia a la influencia del aspecto arquitectónico. La ‘arquitectura bioclimática’, basada en el modo tradicional de diseñar y construir edificios y viviendas, utiliza los recursos naturales disponibles para disminuir el impacto ambiental y el consumo de energía a la hora de crear hogares cálidos en invierno y frescos en verano. La planificación y construcción de un edificio de estas características pueden resultar más costosas que el de una vivienda convencional, pero el ahorro de energía del hogar durante los siguientes 40 o 50 años compensará con creces la inversión inicial.
Funcionamiento de una ventana inteligente.
Las ventanas son uno de los elementos que mayor impacto tienen en el consumo de energía: posibilitar la máxima iluminación con luz solar y garantizar la visibilidad del exterior se contraponen con el aislamiento térmico, ya que en verano permiten la entrada de un exceso de radiaciones y en invierno son un punto de fuga de calor. Una vivienda bien aislada puede reducir hasta casi la mitad el consumo de energía en su calefacción y refrigeración que una que no lo está.
En los últimos años se han realizado numerosos avances en un nuevo concepto de ventanas dinámicas que pueden modular su color y transparencia y, por tanto, controlar la temperatura y la luz que pasan a través de ellas. Este tipo de ventanas se conocen como ‘ventanas o vidrios inteligentes’. Se encuentran en el mercado desde hace varios años y, aunque su comercialización está siendo lenta, las expectativas de crecimiento son elevadas.
Estudios realizados sobre una ventana inteligente en un clima templado confirman una reducción de entre el 39 y el 40% del consumo eléctrico. Pero estos datos hay que tomarlos con precaución, ya que pueden variar mucho en función de la climatología, la orientación de la fachada en la que se coloca la ventana y las propiedades del edificio (tamaño, sistemas de climatización e iluminación). Por ejemplo, según un estudio en la ciudad de Quebec, las reducciones de consumo en las ventanas con orientación este oscilaron entre un 8 y un 52%, entre un 10 y un 53% en aquellas con orientación sur, y entre un 11 y un 51% en las orientadas al oeste.
Simulación de ventana inteligente desarrollada por investigadores del CSIC.
Un equipo de investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid del CSIC podría contribuir a que las ventanas inteligentes lleguen finalmente a nuestras casas gracias a un nuevo sistema que abarata espectacularmente esta tecnología. El investigador del CSIC David Levy asegura que el precio podría descender desde los miles de euros por metro cuadrado que estas ventanas cuestan en la actualidad a unos cuantos céntimos. Esta tecnología consiste en un recubrimiento poroso que consume agua (de ahí que sea asequible), situado entre dos láminas de vidrio. Al ser expuesto al aire húmedo o seco cambia su transmisión óptica, lo que produce, como si se tratara de un interruptor, el paso del estado transparente a uno opaco.
Pero la ‘inteligencia’ de las ventanas podría ir más allá. Investigaciones recientes apuntan a que las ventanas de las casas y los coches podrían generar electricidad a partir del viento y de la lluvia. Se trataría de un sistema de dos capas, donde la primera, más superficial, tendría un revestimiento de un tipo de silicona -el polidimetilsiloxano– con una estructura en forma de pirámides de dimensiones nanoscópicas cargada negativamente. Las gotas de lluvia, cargadas positivamente al contacto con el aire, generarían una corriente eléctrica al caer sobre esta capa del cristal. La segunda capa, formada por nanogeneradores, tendría la función de recuperar la energía del viento. La combinación de estos dos procesos podría no sólo suministrar energía al cristal ‘electrocrómico’ para que se volviera opaco, sino también producir hasta 130 milivatios por metro cuadrado, lo que sería suficiente para alimentar un teléfono inteligente en el modo de espera o un marcapasos.
El potencial de las ventanas inteligentes es enorme. Si se van puliendo las limitaciones tecnológicas y se reducen los costes, serán sin duda un elemento clave en la edificación sostenible del futuro.
*Mario Hoyos es investigador Marie Sklodowska-Curie del grupo Hempol del Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del CSIC y Marta Marcos es Responsable I+D en Intercomet S.L.