Francis en ¡Eureka!: Nanocristales para ventanas inteligentes

Dibujo20130907 smart windows for heat and light control - lawrence berkeley national laboratory

Ayer se inició la nueva temporada de mi sección ¡Eureka! en La Rosa de los Vientos, Onda Cero. Puedes escuchar el audio siguiendo este enlace. Como siempre, una transcripción y algunos enlaces para profundizar.

Muchos jóvenes científicos españoles se ven obligados a emigrar en el mejor momento de sus carreras y están logrando grandes éxitos fuera de España. La noticia de hoy es sobre una joven catalana que emigró a EEUU. Anna Llordés realizó su tesis doctoral en nanocristales en el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, que pertenece al CSIC, y la defendió en el año 2010 en la Universidad Autónoma de Barcelona. Tras la tesis emigró a EEUU, como postdoc en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en California. Al final, desde mayo de 2013, está contratada allí como investigadora, pero mantiene colaboraciones con sus compañeros españoles en el campo de los nanocristales, como Jaume Gázquez. Ha sido noticia que su último artículo sobre la aplicación de los nanocristales a ventanas inteligentes ha llegado a portada de la prestigiosa revista Nature, quizás la más prestigiosa del mundo. Un logro que pocos españoles han conseguido.

Más información en “Nuevo material electrocromático para ventanas inteligentes,” 22 Ago 2013. El artículo técnico es Anna Llordés, Guillermo Garcia, Jaume Gazquez, Delia J. Milliron, “Tunable near-infrared and visible-light transmittance in nanocrystal-in-glass composites,” Nature 500: 323–326, 15 Aug 2013. Más información en español en “Ventanas inteligentes con nanocristales permiten regular luz y calor,” ALT1040, que incluye un vídeo promocional en inglés de la empresa.

Las ventanas inteligentes son capaces de controlar la cantidad de luz y calor que entra dentro de una habitación. ¿Qué utilidad tienen los nanocristales en estas ventanas? Ya hay ventanas inteligentes en el mercado, pero ninguna permite bloquar el paso de la luz y el calor de la radiación solar de forma independiente. Este control separado permite un ajuste de la ventana a las condiciones ambientales logrando un gran ahorro energético. De hecho, los estudios de eficiencia térmica estiman que entre el 4% y el 5% de la energía que consumen los hogares se pierde a través de las ventanas. Anna Llordés, Jaume Gázquez y sus colegas estadounidenses han logrado un nuevo recubrimiento para los vidrios de las ventanas basado en una fina capa de nanocristales que cambia sus propiedades cuando se le aplica un voltaje. Los nanocristales tienen un tamaño entre 5 y 15 nanómetros, cuando la luz visible al ojo humano tiene una longitud de onda entre 400 y 700 nanómetros, y el infrarrojo está entre 800 y 2500 nanómetros, por lo que los nanocristales son tan pequeños que permiten que el vidrio de la ventana sea transparente a la luz y al calor. Hay que recordar que el calor del Sol es debido a la radiación solar en el infrarrojo. El recubrimiento de nanocristales de óxido de indio y estaño es un material electrocromático, que cambia sus propiedades al aplicar un voltaje y es capaz de bloquear más del 50% del calor y hasta el 70% de la luz visible.

Dibujo20130907 Universal-Smart-Window

Estas ventanas inteligentes basadas en nanocristales tienen varios modos de funcionamiento según dejen pasar la luz y el calor, o lo bloqueen de forma separada. Las nuevas ventanas inteligentes podrán funcionar en tres modos de funcionamiento: el modo “brillante” que deja pasar tanto la luz como el calor del Sol al interior, el modo “oscuro” que bloquea tanto la luz como el calor del Sol, y el modo “fresco” que permite la entrada de luz, pero bloquea el calor. Este último modo es uno de los más interesantes porque la mayoría de los vidrios de los cristales de las ventanas reflejan bastante bien el infrarrojo cercano, por lo que aislan del calor y no es fácil lograr que sean transparentes al calor para caldear una habitación.

¿Han planeado los investigadores la comercialización de estos nuevas ventanas inteligentes? Todavía hay algunas cuestiones técnicas que han de ser resueltas antes de que este nuevo recubrimiento de nanocristales salga al mercado (como abaratar costes de fabricación y mejorar los electrolitos utilizados). Aún así, los coautores estadounidenses del artículo crearon una empresa a finales de 2012, llamada Heliotrope Technologies, para lanzar el mercado estas ventanas inteligentes, su objetivo es hacerlo a lo largo del año 2017. He buscado por internet y los autores españoles de este trabajo, Llordés y Gázquez, no son miembros fundadores de la empresa. Hay gran diferencia entre España y EEUU en cuanto al diálogo entre centros de investigación y empresas, y allí los propios investigadores crean empresas spin-off con mucha más facilidad que aquí. Se trata de una de las asignaturas pendientes de la ciencia en nuestro país.

Lo dicho, si aún no has escuchado el audio sigue este enlace.

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