Ventanas inteligentes: Aplicaciones a la eficiencia energética en el diseño arquitectónico de fachadas

Las ventanas son elementos indispensables para modular la entrada de luz natural, necesaria para la salud, que regulan además el tránsito de radiación que define la temperatura interna de un recinto y, por lo tanto, el uso de aires acondicionados. Una ventana inteligente es un sistema capaz de modular sus propiedades ópticas y térmicas debido a un estímulo externo que permite modular el paso de la energía solar.

En esta área entre los desarrollos más prometedores se encuentran las ventanas inteligentes termocrómicas, las cuales poseen un gran potencial para unir el diseño arquitectónico y la necesidad de reducir nuestra huella de carbono. Una de las limitantes actuales de las ventanas inteligentes termocrómicas es su coloración, que varía de marrón-transparente a azul-opaco al ser calentadas. De esta manera, el desafío es poder mantener un sistema termocrómico energéticamente estable y barato, que al mismo tiempo se produce en diferentes colores que permiten incorporarlas al diseño arquitectónico de fachadas. La posibilidad de incorporar en esta propuesta un punto de vista estético basado en el color impulsaría su uso como una opción en el diseño como un vitral/ventana inteligente, para esto se propone el uso de cristales líquidos termotrópicos

Los avances más recientes en ventanas inteligentes apuntan al uso de dióxido de vanadio, cuya característica es poseer una temperatura crítica de 68 °C, donde presenta una transición semiconductor-metal que aumenta la reflexión en el rango infrarrojo del espectro solar, con lo que se evita el calentamiento interno del edificio y, a la vez, deja prácticamente inalterado el paso de la parte visible del espectro solar. Con el fin de sintetizar compuestos, cuya temperatura de transición se encuentra en un rango cercano al ambiente, se introducen diferentes porcentajes de dopajes con tungsteno en el rango entre 0.05 y 2% en peso.

En este proyecto se propone diseñar una ventana termocrómica que combine el óxido de vanadio dopado con tungsteno y cristales líquidos en una matriz polimérica. Esta mezcla se puede laminar o utilizar como recubrimiento en sustratos de vidrio, generando diferentes aspectos visuales que, en conjunto con la capacidad de autoregulación del dióxido de vanadio, ofrecen un gran potencial en el diseño arquitectónico de la mano con la reducción del consumo energético en edificios

Desarrollar ventanas inteligentes que permitan modular el espectro visible e infrarrojo y posibiliten el diseño de fachadas arquitectónicas multicolores y el ahorro energético por medio de la síntesis de películas delgadas con anopartículas de óxido de vanadio termocrómico y cristales líquidos termotrópicos embebidas en matrices poliméricas

Escuela de física: Física experimental y física experimental aplicada a otras áreas.
Escuela de Química: Soluciones químicas para el desarrollo y soluciones de la Ingeniería ambiental para el desarrollo.