Las Ventanas del Futuro.

Aislar, dejar pasar la luz y producir energía eléctrica, estas serán algunas de las nuevas características de las ventanas del futuro.

Cuando nos hablan de aprovechar la energía solar inmediatamente pensamos en un panel solar fotovoltaico o térmico colocado en el tejado de un edificio o en medio del campo, que transforma la energía que recibe del sol, bien para convertirla en electricidad o bien para calentar agua dependiendo de que sea uno u otro tipo de panel. Sin embargo las cosas están cambiando y en un futuro muy próximo se integrarán sistemas de producción de energía eléctrica mediante el sol en los propios edificios sin necesidad de romper su estética o cubrir de paneles su tejado.

Quiero hablarles de sistemas de aprovechamiento de la energía solar mediante la implantación de nuevos materiales integrados en el cristal de las ventanas, ladrillos, etc.

Un grupo de científicos de Taiwán anunciaron hace ya casi un año la disponibilidad en prototipo experimental de un cristal para ventanas que se limpia a sí mismo, es un aislante térmico ideal y por si fuera poco produce electricidad. El grupo de científicos ha estado liderado por el profesor Chin-huai Young, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Taiwán, habiendose iniciado las investigaciones en 2003.

El cristal inventado por los taiwaneses se compone de tres delgadísimas capas: una de dióxido de titanio que funciona como limpiador al producir oxígeno e ion OH que limpia las sustancias orgánicas; otra capa de silicio que genera electricidad y una tercera que es la aislante.

La capa aislante es tan efectiva que bloquea el 90% del calor y de las radiaciones, en contraposición a los cristales aislantes comunes que sólo bloquean el 63% y que permiten el paso de los rayos infrarrojos que calientan. Según Young con un metro cuadrado de este cristal se podría genera “6,8 kilovatios por hora” de electricidad.

Por otra parte un equipo de académicos de la Universidad de Queensland, USA, se ha unido a Dyesol para desarrollar un panel solar que es depositado sobre el cristal de forma parecida a una pintura o tinte transparente que puede reducir el costo energético de un edificio, y puede generar electricidad.

Los paneles solares de Dyesol utilizan una tecnología innovadora que llaman fotosíntesis artificial, donde el tinte funciona como la clorofila que absorbe la luz y produce electricidad. Los paneles están hechos de “un electrolito, una capa de titanio (pigmento usado en la pasta dental), y tinte de rutenio ubicado entre dos capas de vidrio. La luz que pega sobre el tinte excita los electrones, que son absorbidos por la titanio y luego convertidos en corriente eléctrica”.

Los materiales de estos paneles no son caros y son más baratos e fabricar que los de silicio. La empresa Dyesol ha dicho que sus paneles estarán listos para la venta en los próximos dos años.

La transformación de una persiana en una fuente de luz es una de las metas que se propuso Damian Savio de la Universidad de Sydney en Australia. En este caso el investigador implantó en la persiana diodos emisores de luz del tipo llamado OLED (Organic Light-Emitting Diode –diodo orgánico emisor de luz-) cuyo comportamiento es tan sencillo como que durante el día, cuando la luz incide en la persiana, permite el almacenamiento o recarga de energía eléctrica en ella, utilizando células fotovoltaicas de tamaño microscópico implantadas en la misma y durante la noche se convierte en una pantalla luminosa que cuya luz permite iluminar de manera prácticamente gratuita el edifico y la propia calle.

Otra aplicación en materiales de construcción de la energía solar es en los llamados “ladrillos de luz” Estos ladrillos utilizan células fotovoltaicos para cargarse durante el día, de forma que la energía almacenada la utilizan durante la noche para iluminarse. Cuando la luz desaparece, una cara de la superficie de este tipo de ladrillos se convierte en un array de diodos LED (Light-Emitting Diode -diodo emisor de luz-), que permite, si son colocados de forma estratégica iluminar el camino a seguir hasta en la más completa oscuridad.

Estos ladrillos no necesitan nada más. Son completamente autosuficientes y capaces de generar hasta 8 horas de luz durante la noche. Se iluminan de forma automática al detectar un descenso de la iluminación y son perfectos para caminos oscuros, o jardines. Un par de estos ladrillos cuestan unos 40 euros.

La generación de electricidad a través de un cristal transparente expuesto a la luz utiliza tecnologías muy próximas a la “nanotecnología” (tecnología a escala nanométrica) la cual permite el diseño de células sensibles a la luz en obleas o capas de material de espesores muy pequeños del orden de una millonésima de milímetro (10^{-9 m). Gracias a estas tecnologías, hoy, el mercado, se pueden encontrar materias primas con las que confeccionar ventanas, persianas, muros, tejados, etc, de aspecto practicante similar al convencional pero que se convierten en autenticas pilas solares capaces de entregar energía con unos altos rendimientos.}

Las nanopartículas de silicio se producen gracias a un proceso electroquímico de ultrasonidos cuyo resultado son nanopartículas de silicio de idéntico tamaño (1 a 4 nanómetros de diámetro) que amplían su sensibilidad dado que son caces de reaccionar ante espectros lumínicos mayores. Dicho en otras palabras se consigue aumentar el rendimiento de estas células hasta un 70% en el rango de la radiación ultravioleta.

La integración de las tecnologías de producción energética en el sector de la construcción va a provocar un cambio sustancial en la forma de construir y diseñar los edificios en un horizonte temporal muy corto. Este fenómeno de confluencia tecnología es un poderoso motor de desarrollo en nuestra economía, la concepción global de los edificios y sus sistemas energéticos apoyada en las tecnologías de los materiales, en la electrónica y las comunicaciones permiten vaticinar profundos cambias en el hábitat urbano de la humanidad.