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Qué es el vidrio relleno de agua, el material para ventanas que ahorra hasta el 70% de la energía

Ventanas rellenas de agua ahorran hasta el 70% de la energía de un edificio

Las ventanas de vidrio rellenas de agua pueden revolucionar el ahorro energético de los edificios, reduciendo con creces la huella de carbono y procurando un sistema óptimo de enfriamiento y calefacción, según un nuevo estudio de la Universidad de Loughborough.

Son muchos los especialistas que trabajan para que los edificios reduzcan su huella ambiental y tengan un rendimiento energético más eficiente. Los materiales son los principales aliados para gastar menos en calefacción o aire acondicionado, propiciar el aislamiento térmico adecuado y emitir una menor cantidad de gases contaminantes a la atmósfera.

Expertos como el doctor Matyas Gutai han hecho énfasis en la mejora de las ventanas como vía para abordar el problema del carbono: sencillamente pequeños cambios pueden implicar el 25% de ahorro energético en un edificio, puesto que su capacidad de aislamiento es mucho peor que una superficie de pared normal. Ahora, un material es candidato a incrementar con creces este porcentaje, superando a otros como el acristalamiento doble o triple: se trata del vidrio relleno de agua.

Tras investigar este concepto durante más de una década, Guitai demostraba en su último estudio, publicado en Elsevier’s Energy and Buildings Journal en colaboración con Abolfazl Kheybari de la Universidad de Kaiserslautern, cómo el ‘vidrio lleno de agua’ (WFG) puede revolucionar la construcción. diseño y rendimiento cuando se usa como parte de un sistema de calefacción más amplio.

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La investigación revela que los sistemas WFG funcionan bien en cualquier clima habitado, manteniendo frescos los edificios en climas cálidos y los edificios en entornos fríos, sin requerir un suministro de energía adicional, obteniendo un verdadero potencial disruptivo para bajar con creces las emisiones de carbono.

El puntero material involucra una lámina de agua atrapada entre un panel de vidrio, prácticamente invisible a la vista. Su creador se ha inspirado para su desarrollo en los baños exteriores japoneses, denominados “rontenburo” y que también se emplean durante los meses más fríos.

Prototipos de ventanas hechas con vidrio relleno de agua

De la idea se pasó al plano práctico, logrando primero un diseño funcional y creando a continuación dos prototipos de edificios en diferentes climas, Hungría y Taiwán, que utilizan WFG como parte de un sistema mecánico más grande. Los paneles de estas ventanas se conectan a un tanque de almacenamiento utilizando tuberías ocultas en las paredes, de manera que el fluido pueda circular entre ambos. Así las casas de agua se enfrían y recalientan sin que se precise un suministro de energía adicional durante la mayor parte del año.

Si la temperatura baja, el calor vuelve a las paredes utilizando  un sistema de monitoreo similar a la calefacción central. Alternativamente, el calor almacenado puede usarse para el suministro de agua caliente. Y cuando las temperaturas exteriores se tornan elevadas, los edificios se mantienen frescos a medida que el agua absorbe el calor externo e interno. El agua tibia circula hacia el tanque de almacenamiento, que puede situarse en diversos puntos de la vivienda como los cimientos.

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¿Cómo se consigue el ahorro energético? Con el propio sistema, puesto que la absorción de agua y el bombeo requieren mucha menos energía que los sistemas HVAC (calefacción, ventilación y aire acondicionado). Además, la última investigación de Gutai, llevada a cabo con la Universidad de Loughborough desde 2017 ha mejorado el invento con el añadido de una bomba de calor, capaz de calentar y enfriar el agua según la temporada.

En el último artículo se compara mediante simulaciones el rendimiento del sistema WFG con bomba de calor frente a un sistema típico de calefacción de edificios que combine las ventanas ventanas con calefacción de gas y aire acondicionado. Se puso como ejemplo un espacio de oficina típico (17.5m2) con una fachada acristalada de orientación equilátera. 

Ventanas rellenas de agua

Ventanas rellenas de agua

La simulación exploró cómo esta oficina dorada de un sistema WFG funcionaría en 13 ciudades de todas las principales regiones climáticas: tropical, seca, templada, continental y polar, como muestra el siguiente mapa.

climas mundo

Para los sistemas tradicionales, se estudió el rendimiento de la ventana de doble vidrio con baja e (un tipo de recubrimiento de radiación) y triple vidrio, que están llenos de gas, específicamente gas argón, en lugar de un líquido.

Los resultados arrojaron que el sistema WFG es altamente efectivo para mejorar el rendimiento energético del vidrio. La capa de agua reduce la carga para calentar y enfriar de manera efectiva, minimizando los picos diarios y estacionales. La simulación demostró que el vidrio relleno de agua ahorró energía en todas las principales regiones habitadas (todas las regiones climáticas excepto la polar) con ahorros de entre 47% y el 72% en comparación con el vidrio doble (con baja E) y entre 34% y 61% en comparación con el vidrio triple.

gráfico

Las simulaciones también destacaron que las tecnologías de vidrio actuales podrían conducir a mayores ahorros de energía si se enfocara más en mejorar la absorción solar en lugar del aislamiento. El material tiene en su mano liderar un cambio de paradigma hacia edificios más inteligentes, eficientes y sostenibles. Ahora, Gutai y su equipo buscan desarrollar esta tecnología en un producto.

La investigación completa, titulada “Consumo de energía del vidrio híbrido de vidrio lleno de agua (WFG)”, está disponible en el siguiente enlace.

Fuente | Universidad de Loughborough

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Sobre el autor

Andrea Núñez-Torrón Stock

Licenciada en Periodismo y creadora de la revista Literaturbia. Entusiasta del cine, la tecnología, el arte y la literatura.