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Hacer ventanas inteligentes que también sean económicas
Las ventanas que absorben o reflejan la luz y el calor con solo presionar un interruptor podrían ayudar a reducir las facturas de calefacción y refrigeración. Una empresa llamada Soladigm ha desarrollado métodos para fabricar estas ventanas electrocrómicas de forma económica, haciéndolas más viables para hogares y edificios de oficinas.
Lentes oscuros: Soladigm muestra una ventana electrocrómica en su sede en California. Se ha aplicado una corriente eléctrica al panel de la izquierda, lo que limita la cantidad de luz y calor que puede pasar.
Los diseños de ventanas electrocrómicas existentes cuestan alrededor de $ 100 por pie cuadrado. Soladigm no ha revelado cuánto costarán sus ventanas, pero algunos expertos dicen que el método podría reducir el costo a alrededor de $ 20 por pie cuadrado.
La empresa con sede en Milpitas, CA, utiliza un proceso de deposición de película delgada que crea capas conductoras entre dos paneles de vidrio para controlar la cantidad de luz solar y calor que puede pasar. Un propietario de una casa o un habitante de la oficina podría controlar cuánta luz o calor deja entrar o absorbe y refleja una ventana.
Las ventanas de la empresa contienen dos películas de óxido conductoras transparentes que intercalan una capa de almacenamiento de iones, un electrolito y una capa electrocrómica, todo entre dos capas de vidrio. La aplicación de un voltaje bajo al óxido conductor expulsa los iones de la capa de almacenamiento a través del electrolito para encontrarse con la capa electrocrómica. La colisión hace que el material electrocrómico absorba o refleje la luz. También hace que el material se oscurezca, dando a la ventana un aspecto tintado. Al invertir el voltaje, los iones regresan a su capa de almacenamiento, lo que hace que la ventana se aclare y deje entrar más luz.
Hicimos un estudio de caso en cinco ciudades, y el ahorro promedio en edificios comerciales es de aproximadamente el 25 por ciento del uso de energía de calefacción, ventilación y aire acondicionado anualmente, dice Rao Mulpuri, CEO de Soladigm.
El truco para fabricar ventanas electrocrómicas de forma económica son los materiales adecuados y el último método de fabricación, dice Mulpuri. El equipo de deposición de película delgada actual, el mismo que se usa para fabricar pantallas planas y paneles solares de película delgada, es mucho mejor que el que se usaba hace algunas décadas, cuando surgió el concepto de ventana electrocrómica.
Soladigm utilizará una capa electrocrómica a base de óxido de tungsteno para sus primeras ventanas. El óxido de tungsteno puede soportar ciclos repetidos entre las etapas ricas en iones y las libres de iones, lo que lo hace duradero, dice Delia Milliron , investigador del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) en materiales electrocrómicos. Sin embargo, el uso de óxido de tungsteno puede calentar una ventana hasta que esté demasiado caliente para tocarla; tampoco bloquea muy bien la luz infrarroja, lo que significa que deja pasar mucho calor.
Soladigm tiene una investigación con licencia de LBNL que podría resolver estos problemas. La investigación vino de Tom Richardson , investigador del Departamento de Tecnologías Energéticas Avanzadas de LBNL que encontró alternativas novedosas al óxido de tungsteno. En uno, una capa electrocrómica a base de magnesio reacciona con iones de hidrógeno para reflejar la luz. En otro, se usa una aleación de antimonio con materiales como el cobre o la plata con iones de litio para hacer lo mismo. Los enfoques reflectantes no solo evitan la acumulación de calor, sino que también pueden controlar con precisión la cantidad de luz visible e infrarroja cercana que bloquea la ventana, dice Richardson.
Cualquiera de los dos enfoques podría controlar mejor la cantidad de calor del infrarrojo cercano, lo que permitiría calentar significativamente una habitación en los días fríos. Puede que haya un momento en el que desee bloquear la luz pero desee que entre el infrarrojo cercano. En el invierno, desea que la luz y el calor calienten la casa, por lo que tener la capacidad de cambiar ambos o de forma independiente será ideal, Richardson dice.
La capacidad de administrar la cantidad de luz y calor que ingresa a una habitación diferencia a las ventanas electrocrómicas de las ventanas de baja emisión o baja emisividad. Las ventanas de baja emisividad tienen un revestimiento de óxido metálico que refleja la luz del infrarrojo cercano y permite que pase la mayor parte de la luz visible. Estas ventanas generalmente cuestan alrededor de $ 10 por pie cuadrado.
Algunos expertos dicen que instalar ventanas electrocrómicas podría costar considerablemente más que instalar ventanas de baja emisividad para ciertos tipos de edificios. Para hacer una fachada completa, tendría que pasar electricidad a cada ventana, y eso podría tener un costo prohibitivo, dice Aaron Smith, un investigador en el Centro de Investigación de Iluminación del Instituto Politécnico Rensselaer. También sería más difícil instalarlos al modernizar edificios más antiguos.