Si alguna vez ha tocado uno de los cristales de su ventana en pleno invierno, sabrá lo fríos que pueden ser. Igualmente, en verano, las ventanas orientadas al sur irradian calor hacia nuestros hogares, creando un efecto invernadero que puede resultar asfixiante.
Pero ahora, un grupo de científicos está buscando explotar este fenómeno natural y ayudar a ahorrar energía en el proceso.
Las ventanas son una de las partes de nuestros hogares con menor eficiencia energética y, solo en los EE. UU., El consumo de energía de las ventanas representa aproximadamente el cuatro por ciento del uso de energía, según datos del Departamento de Energía de EE. UU.
Un equipo de investigación internacional dirigido por científicos de Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur (NTU Singapur) han inventado un material que podría resolver este problema.
El equipo ha desarrollado un revestimiento único en su tipo que, cuando se aplica a un panel de ventana de vidrio, se puede adaptar para calentar o enfriar habitaciones.
¿Cómo funciona el vidrio autoadaptable?
El revestimiento de la ventana funciona explotando los espectros de luz responsables de calentar y enfriar. Durante el verano, el vidrio suprime el calor solar (luz infrarroja cercana) y, al mismo tiempo, aumenta el enfriamiento radiativo.
En invierno, el vidrio hace lo contrario, suprime la pérdida de calor y, por lo tanto, calienta la habitación.
El material de recubrimiento no contiene componentes eléctricos y está compuesto por capas de compuesto de nanopartículas de dióxido de vanadio, poli (metacrilato de metilo) (PMMA) y una capa de baja emisividad.
El equipo de investigación llevó a cabo pruebas de laboratorio con una cámara de infrarrojos para ver los resultados en acción.
El experimento mostró que el vidrio permitió que se emitiera una cantidad controlada de calor en varias condiciones diferentes (desde la temperatura ambiente promedio hasta más de 70 ° C), lo que demuestra que el recubrimiento reacciona a los patrones climáticos cambiantes.
puede autoajustarse continuamente para reaccionar a los cambios de temperatura en todas las estaciones.
Dr Long Yi NTU Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales (MSE)
“La mayoría de las ventanas que ahorran energía en la actualidad abordan la parte de la ganancia de calor solar causada por la luz solar visible y cercana al infrarrojo. Sin embargo, los investigadores a menudo pasan por alto el enfriamiento radiativo en el infrarrojo de longitud de onda larga ”, dice el Dr. Long Yi de la Escuela de Ciencia e Ingeniería de Materiales (MSE) de la NTU, el investigador principal del estudio.
“Si bien se han utilizado innovaciones centradas en el enfriamiento radiativo en paredes y techos, esta función se vuelve indeseable durante el invierno. Nuestro equipo ha demostrado por primera vez un vidrio que puede responder favorablemente a ambas longitudes de onda, lo que significa que puede autoajustarse continuamente para reaccionar a una temperatura cambiante en todas las estaciones ”.
Un equipo liderado por #NTUsg Los científicos han desarrollado un revestimiento de material para paneles de ventanas de vidrio que se adapta automáticamente al calor o frío de habitaciones en diferentes #clima zonas del mundo, lo que ayuda a reducir el uso de energía. https://t.co/wtkq3vTdo8#NTUsgResearch@CienciaCienciapic.twitter.com/Op7wCPAQfm
– NTU Singapur (@NTUsg) 17 de diciembre de 2021
¿El vidrio ahorrador de energía funciona en todos los climas?
Para probar completamente el material, el grupo de investigación llevó a cabo pruebas en siete zonas climáticas diferentes alrededor del mundo.
Ellos descubrieron que el cristal mostró capacidades de ahorro de energía en climas cálidos y fríos, así como en diferentes estaciones.
El vidrio mostró capacidades de ahorro de energía tanto en climas cálidos como fríos, así como en diferentes estaciones.
De hecho, tuvo un rendimiento general de ahorro de energía de hasta el 9,5 por ciento, lo que equivale a 330.000 kWh por año. Ésta es la energía estimada necesaria para abastecer a 60 hogares en Singapur durante un año completo.
“Los resultados demuestran la viabilidad de aplicar nuestro vidrio en todo tipo de climas, ya que puede ayudar a reducir el uso de energía independientemente de las fluctuaciones de temperatura estacionales frías y calientes”, dice Wang Shancheng, investigador que participó en el estudio.
«Esto distingue a nuestra invención de las ventanas de ahorro de energía actuales que tienden a encontrar un uso limitado en regiones con menos variaciones estacionales».
La composición científica del vidrio significa que también se puede personalizar para adaptarse a diferentes regiones y mercados.
“Podemos hacerlo simplemente ajustando la estructura y composición del recubrimiento especial de nanocompuestos en capas sobre el panel de vidrio, lo que permite que nuestra innovación se use potencialmente en una amplia gama de aplicaciones de regulación del calor, y no se limita a las ventanas”, dice el Dr. Long Yi.
Se ha presentado una patente de Singapur para la innovación, pero hasta el momento no se ha anunciado la fecha en la que estarán a la venta las ventanas.