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Revista CIC Arquitectura y construcción

Nuevos materiales y mejoradas prestaciones son las principales vías de investigación por las que apuesta el sector de cerramientos. Cuidar el confort del usuario, sin perder la vista la sostenibilidad y la eficiencia energética de estas soluciones, se ha convertido en las nuevas máximas para la inversión en l+D+i, con el objetivo puesto en 2020 y los edificios de consumo casi nulo.

El momento económico actual condiciona a las empresas de cerramientos a limitar su apuesta por invertir recursos en actividades relacionadas con la investigación. Sin embargo, el director de la Asociación Española de Fabricantes de Fachadas Ligeras y Ventanas (Asefave), Pablo Martín, asegura que "incluso en circunstancias tan adversas, algunas compañías consideran que precisamente es el momento para invertir en innovación y prueba de ello es que en cada edición de las ferias del sector aparecen continuas novedades”.

Esta investigación se centra en todos y cada uno de los componentes de ventanas y muros cortina: perfiles, vidrios, herrajes, juntas, persianas y motorizaciones, así como en los materiales. En este sentido, el máximo responsable de Asefave indica que la investigación va encaminada hacia nuevos materiales (nanotecnología), pero también para mejorar las prestaciones de los materiales tradicionales (sistemas metálicos, PVC, madera y sistemas mixtos). "Se optimiza la combinación de todos ellos con nuevas soluciones, a las ya conocidas de inyectar gas en las cámaras de las unidades de vidrio aislante, se añade la posibilidad de cámaras de agua”, explica Martín, quien asegura que ya no solo se avanza en la fabricación de mejores productos, sino también en su mejor instalación en obra, con soluciones de fijación "mas cómodas, más rápidas y mas eficientes”.

La investigación en los últimos años ha estado dirigida a conseguir mejorar las prestaciones clásicas de estos productos en cuanto a resistencia al viento, permeabilidad al aire, estanquidad al agua, atenuación acústica, aislamiento térmico, pero actualmente se ve más allá. Tal y como apunta Martín. "en la línea de la sostenibilidad y la eficiendia energética, se desarrollan productos que conjugan aspectos como la baja emisividad de los vidrios, el control solar del vidrio, la domótica (haciendo del cerramiento una medida también activa en el ahorro energético), el máximo aprovechamiento de la luz solar para un mejor uso de la iluminación natural en los edificios e incluso la generación de energía (fachadas foltovoltaicas y fachadas con algas en la cámara del acristalamiento).

Aprovechar la energía solar

"Las ventanas actuales desperdician energía solar”. Así lo aseguran desde la Agencia de Ecología Urbana de Barcelona (BCNecología) –consorcio público integrado por el Ayuntamiento de Barcelona, el Área Metropolitana de Barcelona y la Diputación de Barcelona- como responsables del diseño de una ventana doble que consigue, a través de un sistema móvil y una cortina translucida, aprovechar la energía solar y las condiciones climáticas para aumentar el confort dentro del edificio y reducir el consumo energético en climatización e iluminación hasta en un 25%.

La doble ventana desarrollada por BCNecología, que fue seleccionada finalista para el concurso Urban Lab Challenge sobre eficiencia energética en edificios municipales, está compuesta por una primera ventana deslizante, que da al exterior; una segunda ventana abatible en el interior; y una cortina entre ambas ventanas, que sirve para difuminar la luz conseguir una iluminación natural. Desde BCNecología señalan que las opciones que ofrece esta innovadora ventana para transferir la energía térmica y lumínica convierten a este sistema en "una verdadera piel del edificio, que se adapta dinámicamente a las condiciones externas para ofrecer el máximo confort interior de manera eficiente”. Además, aseguran que con la implementación de esta solución se pueden conseguir ahorros de entre un 20% y un 25% en el consumo de energía.

En cuanto a su funcionamiento, mediante varias combinaciones, la doble ventana ideada por BCNecología gestiona la energía según la época del año (invierno o verano) y según la radiación solar (directa o difusa). "Por ejemplo, durante el invierno, se abre la ventana interior abatible y el calor acumulado entre ambas ventanas se transfiere al interior del edificio, aumentando la temperatura ambiente de manera natural. En verano, la cortina translúcida permite una buena iluminación ambiente, y se evita de esta manera tener que encender las luces, situación que se da actualmente cuando se bajan las persianas para protegerse de la luz solar directa. Con la luz indirecta, ambas ventanas se mantienen abiertas, permitiendo la ventilación cruzada del edificio”, apuntan los responsables del proyecto.

Asimismo añaden que el sistema, basado en el funcionamiento dinámico de las ventanas, admite ser controlado tanto manual como automáticamente. En esta línea, desde BCNecología aseguran que la automatización de la doble ventana mediante los sistemas domóticos de un edificio abre la posibilidad de conseguir "importantes ahorros de energía en climatización e iluminación eléctrica, ya que las ventanas responden de manera coordinada según aspectos como la orientación de la fachada, la radiación solar existente o la estación del año”.

Además de las ventajas de ahorro energético y en confort que otorga esta innovación, también destaca su fácil instalación, muy similar a la de una doble ventana convencional pero que, al ser móvil, ofrece un mayor número de prestaciones. "También evita la instalación de la caja de la persiana, elemento que actualmente provoca pérdidas importantes de calor interior –cuya tendencia es a subir hacia el techo, justo donde se sitúa la caja- y deja pasar el frío del exterior”, añaden sus responsables.

Ventanas transparentes que producen electricidad

Más allá de nuestras fronteras, la investigación en el campo de los cerramientos también está dando sus frutos. Ejemplo de ellos es el reciente desarrollo por parte de un equipo de investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) de un nuevo tipo de polímero de células solares (PSC), que produce la energía mediante la absorción de la luz infrarroja principalmente, no la luz visible, haciendo que las células sean casi transparentes para el ojo humano.

El proyecto ha diseñado un dispositivo de plástico fotoactivo que convierte la luz infrarroja en una corriente eléctrica, a partir de un dispositivo de plásticos fotoactivos compuestos por películas transparente de nanocables de plata que actúan como el electrodo superior. El líder del estudio, profesor de la UCLA de Ciencia de los Materiales e Ingeniería, Yang Yang, que también es director del Nano Renewable Energy Center en el California NanoSystems Institute (CNSI), asegura que "estos resultados abren la posibilidad de que las células solares de polímeros visiblemente transparentes componentes de dispositivos electrónicos portátiles, ventanas inteligentes y la energía fotovoltaica integrada en edificios como complemento y en otras aplicaciones”.

Los PSC han atraído una gran atención debido a sus ventajas respecto a otras tecnologías de células solares con las que compiten. Sin embargo, la investigación de estos científicos norteamericanos ha ido más allá dado el potencial de estos PSC para realizar avances en aplicaciones más amplias. Entre ellas destacarían, por ejemplo, dispositivos foltovoltaicos de alto rendimiento visiblemente transparentes, incluyendo sistemas foltovoltaicos integrados en edificios y cargadores para dispositivos electrónicos portátiles.

En cuanto a su composición, los PSC ideados por investigadores de la UCLA están hechos de materiales como el plástico y "son ligeros y flexibles”. Así lo asegura Yang, que destaca que "más importante aún es que se pueden producir en gran volumen a bajo costo”.

Otro de los avances de esta nueva generación de ventanas es el conductor transparente hecho de una mezcla de nanocables de plata y nanopartículas de dióxido de titanio, capaz de remplazar el electrodo de metal opaco utilizado en el pasado.

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