LOS EDIFICIOS CON "VENTANAS LÍQUIDAS" PUEDEN SER LA SOLUCIÓN.

03.27.2023 Cómo la nueva tecnología de vidrio ayudará a dar forma al futuro de la construcción sostenible

Investigadores de la Universidad de Toronto crearon una ventana prototipo que usa solo agua y un sistema de bombeo para permitirle ajustar el brillo, el color y la dispersión de la luz solar. Este tipo de tecnología será genial cuando se trata de tragaluces. Skylights Puerto Rico recibió un 90% de luz solar directa durante todo el año.

Las ventanas y las puertas son impotentes por sí mismas. En un día caluroso de verano, no tiene otra alternativa que pedir refuerzos como persianas, persianas, persianas, cortinas o, peor aún, aire acondicionado si desea disminuir la cantidad de luz o calor que ingresa a su oficina en el hogar.

Debido a que ambos materiales, si es que podemos llamar al aire un material, en las ventanas ordinarias, que están hechas de un espacio de aire intercalado entre dos paneles sólidos de vidrio, son inflexibles, esto ocurre. Sin embargo, ¿qué pasaría si se usara una capa de agua delgada como el papel para ocupar el espacio en lugar del aire? De repente poseerías una sustancia maleable que podría reflejar y refractar la luz. Puede colorearlo y combinarlo con una variedad de productos químicos y partículas que pueden absorber el calor y dispersar la luz, lo que le permite elegir cuánto de cada uno entra en su habitación a través de la ventana.

Según un estudio reciente de Ingeniería de la Universidad de Toronto que se publicó en Proceedings of the National Academy of Sciences, la idea de las "ventanas líquidas" se basa en eso. Una ventana de un pie cuadrado construida por los investigadores tiene hasta tres capas de canales intercalados entre dos paneles de vidrio. Cada uno de estos canales transporta un fluido con una propiedad óptica diferente, como agua, aceite o alcohol. El sistema puede regular la cantidad de luz solar que ingresa a la habitación, su tipo (piense en visible o invisible, como el calor infrarrojo) y cómo se distribuye al bombear estos fluidos dentro y fuera de los canales. Raphael Kay, el autor principal, afirma que puedes hacer que un fluido logre visualmente todo lo que quieras.

Los científicos calcularon que el dispositivo podría ahorrar un 40 % más de energía que las ventanas inteligentes que emplean semiconductores peligrosos como el óxido de indio y estaño. Aunque el concepto aún se encuentra en sus primeras fases, el equipo cree que la tecnología podría estar lista para usarse en cinco años. Así es como funciona. Puede inyectar ciertas cantidades de polvo de pigmento negro de carbón en agua o alcohol para oscurecer la ventana y funcionar como un dispositivo de sombra sin hacer que la ventana sea opaca si desea controlar la cantidad de luz que entra por las ventanas. Puede utilizar pigmentos particulares que absorben el calor infrarrojo y evitan que ingrese a la habitación para regular la cantidad de calor que ingresa a su espacio, independientemente de la cantidad de luz que ingrese. Además, si desea dirigir la luz, puede inyectar nanopartículas de diferentes tamaños que pueden dispersar la luz hasta la parte trasera de su gran sala de estar, lo que le permite reducir sus costos de iluminación hasta en un 10%. "Puede realizar estos tres roles de forma independiente y dinámica porque puede insertar sustancias químicas y partículas alternativas", afirma Kay. Los investigadores tuvieron que bombear físicamente los líquidos en el prototipo para que funcione, pero eventualmente el sistema puede mejorarse para que funcione como su termostato Nest. El edificio podría aprender en función de las condiciones solares y las estaciones, dice Benjamin Hatton, profesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de Toronto y coautor del estudio. "Esto podría hacerse de manera más eficiente si todas las ventanas se comunican entre sí y todo el edificio aprende", dice. Y esa es solo la información útil. También podrías inyectar pigmentos de diferentes colores si quisieras transformar tu espacio en un caleidoscopio. Solo "activaría" cada capa en función de la funcionalidad que desea que los canales no sean evidentes a simple vista. Y según Kay, la vista desde la ventana parecería completamente clara y sin ninguna distorsión, ya que las ventanas estarían llenas de un líquido que tiene el mismo índice de refracción que el vidrio que las rodea. Es importante tener en cuenta que, si alguna vez se hace realidad, el sistema no reemplazaría sus ventanas actuales. Hatton afirma que sería una batalla cuesta arriba imposible. En su lugar, se adjuntaría al interior de su ventana actual, repleto de un sistema de bombeo encubierto que aún no se ha diseñado, pero que probablemente solo necesitará contener un puñado de agua para un cristal de ventana típico. La tecnología es nueva, pero se inspira de la naturaleza El mismo equipo se inspiró en cómo el krill puede alterar el color de su piel de transparente a opaco al diseñar una ventana que puede cambiar su opacidad usando solo aceite y agua coloreada. Examinaron cómo las diferentes especies de calamares pueden regular la iridiscencia o las características de reflexión de la luz en su piel de múltiples capas en este estudio. "Dejamos que lo que sea que entre, entre, y luego lo resolveremos con una tonelada de energía en calefacción, refrigeración e iluminación", dice Kay sobre cómo gestionamos la gestión del clima dentro de los edificios. El aspecto verdaderamente fascinante de la biología es que [los animales] controlan directamente sus cualidades térmicas y visuales. En un futuro muy cercano, los edificios podrían eventualmente estandarizar esta tecnología.